Hagen Poiseuille Flow

Overview

Testitapauksen tavoitteena on validoida seuraavat parametrit, jotka koskevat kokoonpuristumatonta tasaista laminaarista nestevirtausta putken läpi:

• Nopeus
• Painehäviö

SimScalen simulointituloksia verrattiin analyyttisiin tuloksiin, jotka on esitetty . Verkko luotiin SimScale-alustan parametrisointi – hexahedralization-työkalulla.

Geometria

Virtausalueeksi valittiin suora lieriömäinen putki (ks. kuva 1.). Pinnat A, B ja C edustavat vastaavasti sisääntuloa, seinämää ja ulostuloa.

Kuva 1. Sylinterimäisen putken geometria

	Pituus	Halkaisija
Arvo	1	0.01

Analyysityyppi ja alue

SimScale-alustalla luotiin yhtenäisen välimatkan omaava heksaedrinen verkko snappyHexMesh-työkalulla (ks. kuva 2)..). Havaittiin, että inflaatiokerroksen läsnäolo ei si

verkkotyyppi	Solut x:ssä	Solut y:ssä	Solut z:ssä	Määrä nodes	Type
snappyHexMesh	20	1600	20	341544	3D-heksaneliö

Simulointiasetukset

Fluid:

• Water: Dynaaminen viskositeetti (ν ν

  ) =10-6m2s

  =10-6m2s

Boundary Conditions:

	Rajatyyppi	Nopeus	Paine
A	Tuloaukko	Kiinteä arvo: 0.1 ms-1 0.1 ms-1	Nollakaltevuus
B	Seinä	Kiinteä arvo: 0.0 ms-1 0.0 ms-1	Nollakaltevuus
C	Outlet	Nollakaltevuus	Kiinteä arvo: 0.1 Pa 0.1 Pa

Tulokset

Analyyttinen ratkaisu antaa seuraavat yhtälöt suurimmalle aksiaalinopeudelle, painehäviölle ja kehitetylle radiaalinopeusprofiilille:

uzmax=2uzavg

uzmax=2uzavg

ΔP=32μLD2uzavg

ΔP=32μLD2uzavg

uz=-14μ∂p∂g(R2-r2)

uz=-14μ∂p∂z(R2-r2)

SimScalen avulla saatujen nopeus- ja painehäviöiden vertailu analyyttisiin tuloksiin on esitetty kuvassa.3A, 3B ja 3C. Kuvassa 3A on kehitetty säteittäinen nopeusprofiili, joka sijaitsee 60 cm:n päässä imuaukosta. Aksiaalisen nopeuden vaihtelu keskilinjaa pitkin on esitetty kuvassa 3B, ja painehäviö putkea pitkin on nähtävissä kuvassa 3C.

Kuva 3. Aksiaalisen nopeuden vaihtelu keskilinjaa pitkin on esitetty kuvassa 3C. Aksiaalisen nopeuden ja paineen visualisointi (A, B) ja kehittynyt radiaalinen nopeusprofiili (C)

Hagen-Poiseuillen virtaus Navier-Stokesin yhtälöistä

Vastuunlauseke

Tämä tarjonta ei saa hyväksyntäänsä tai hyväksyntäänsä OpenCFD Limitediltä, OpenFOAM-ohjelmiston tuottaja ja jakelija sekä OPENFOAM®- ja OpenCFD®-tavaramerkkien omistaja. OPENFOAM® on OpenCFD Limitedin, OpenFOAM-ohjelmiston tuottajan ja jakelijan, rekisteröity tavaramerkki.

Viimeisin päivitetty: