شبیه سازی جریان و انتقال حرارت پریودیک در فلوئنت

مسائل زیادی وجود دارند که جریان و انتقال حرارت در آنها بصورت پریودیک است.
در این بخش موارد زیر آموزش داده می شوند:
•    نحوه ایجاد یک ناحیه پریودیک در نرم افزار فلوئنت
•    تعریف دبی جرمی یک ناحیه پریودیک مشخص
•    مدل سازی انتقال حرارت پریودیک با شرایط دمایی معلوم در مرز
•    رسم نمودار توزیع دما در یک ناحیه مشخص در نرم افزار فلوئنت

در مسئله زیر جریان سیال از روی لوله هایی عبور می کند و باعث انتقال حرارت می شود. با توجه به متقارن بودن هندسه، فقط نیمی از هندسه تولید شده و شرط تقارن روی لای مرزی لحاظ گردیده است.
عمق لوله ها در داخل صفحه برابر با 1 متر فرض شده است. سایر مشخصات در شکل نشان داده است.


 

به خاطر تقارن، تنها ناحیه ای که با خط چین مشخص شده است، مدل می شود. برای این کار ناحیه رسم شده را در نرم افزار گمبیت (  gambit ) رسم می کنیم.

دانلود مدل رسم شده در گمبیت

پسورد : www.mechtech.ir

سپس از مسیر زیر فایل مش را در نرم افزار فلوئنت ( fluent ) فراخوانی می کنیم.

file---> Read-->mesh

از مسیر زیر مش فراخوانی شده در نرم افزار فلوئنت را چک می کنیم

General--->chack

از مسیر زیر scale  شبکه را برابر با cm قرار می دهیم

General--->scale

مش فراخوانی شده، به صورت زیر در نرم افزار فلوئنت (fluent  ) نمایش داده می شود.

 

 

در قسمت   general در نرم افزار  fluent، مطابق شکل زیر تنظیمات را انجام می دهیم

از مسیر زیر در نرم افزار fluent  معادلات انرژی را فعال می کنیم.

Model--> Energy--> Edit

برای تعیین نوع ماده مسیر زیر را در نرم افزار fluent طی می کنیم.

materials-->Fluids-->Create/Edit

گزینه fluent database در نرم افزار  fluent  را انتخاب کرده و روی گزینه change/createکلیک می کنیم.

 

با کلیک کردن بر روی گزینه fluent database یک پنجره  در نرم افزار فلوئنت باز می شود.

در پنجره فوق سیال مورد نظر را انتخاب کرده و روی گزینه copyکلیک می کنیم.

 

در قسمت cell zone condition از مسیر زیر در نزم افزار قلوئنت می رویم. پنجره ای مطابق شکل زیر در نرم افزار fluent باز می شود. این قسمت را بدون تغییر باقی می گذاریم. برای حالاتی که ناحیه متخلخل وجود داشته باشد و یا در مدل های مانند توربین ها، مرز ها حرکت کنند، گزینه های porous media  و  frame motion را فعال می کنیم.

cell zone condition--> Fluid-16-->Edit

پس از تعیین نوع سیال و تنضیمات اولیه شامل فعال کردن معادله انرژی و انتخاب مدل ، به نحوه تعیین شرایط مرزی و استخراج  نتایج این نوع جریان می پردازیم.

Boundary Conditions-->Periodic-9---> Periodic condition

در پنجره باز شده اعداد نشان داده شده را با توجه به مقادیر صورت مسئله، وارد میکنیم

برای تعیین شرایط مرزی دیواره ها در فلوئنت مطابق زیر عمل می کنیم.

Boundary Condition-->Wall-->Edit

برای وارد کردن شرط مرزی wall-3 از مسیر زیر می رویم و برای دما مقدار 400 درجه را در fluent وارد می کنیم.

Boundary Condition-->Wall-3-->Edit

برای تعیین solution method  در fluent به قسمت solution Methods رفته و مطابق ذیل  عمل می کنیم.

توجه کنید که برای افزایش دقت حل معادلات energy , momentum و ... را از درجه second order و یا بالاتر انتخاب می کنیم.

در برخی مواقع، برای همگرا شدن بهتر لازم است که ضرایب under relaxation را کمی تغییر دهیم.

برای کسب اطلاعات در مورد ضرایب  under relaxation می توانید به درس دینامیک سیالات محاسباتی مراجعه کنید.

 

برای تعیین محدوده همگرایی معادلات مطابق زیر عمل می کنیم.

Monitors-->Residuals-->Edit

سپس حل را initialize  می کنیم.

ر روش hybrid initialization حل جریان بر اساس مقادیر اولیه در ورودی و خروجی تعیین می شود. در این مسئله که یک جریان پریودیک است patch  کردن روی مقدار دمای جریان بالا دست، باعث همگرایی بهتر حل خواهد شد.

پس از انجام کار های فوق، case  را ذخیره می کنیم.

روش حل و سایر تنظیمات را بررسی می کنیم و روی گزینه calculate کلیک می کنیم.

 

انجام پروژه با نرم افزار فلوئنت پذیرفته می شود.

برای سفارش پروژه با نرم افزار فلوئنت با ما تماس بگیرید

 

 

 لینک مطالب مرتبط با فلوئنت
مقدمه ای بر نرم افزار فلوئنت
شبیه سازی جریان در زانویی
نحوه رسم کانتور در فلوئنت
شبیه سازی جوشش با استفاده از فلوئنت
مدلسازی جریان در لایه مرزی با فلوئنت
شبیه سازی جریان و انتقال حرارت پریودیک در فلوئنتآموزش مدل سازی انبساط ناگهانی سیال  نحوه استخراج نتایج در CFD post
شبیه سازی جریان آشفته در فلوئنت
آنالیز عددی و تجربی انتقال حرارت جابجایی در مبدل های حرارتی مارپیچ

 

 

دیدگاه خود را بنویسید

دیدگاه پس از تائید مدیریت منتشر می شود.