Hagen Poiseuille Stroming

Overzicht

Het doel van deze test case is het valideren van de volgende parameters van incompressibele steady-state laminaire vloeistofstroming door een pijp:

• Velocity
• Pressure drop

De simulatieresultaten van SimScale werden vergeleken met de analytische resultaten getoond in . Het net werd gemaakt met de parametrized – hexahedralization-tool op het SimScale-platform.

Geometrie

Een rechte cilindrische pijp werd gekozen als stromingsdomein (zie Fig.1.). De vlakken A, B en C stellen respectievelijk de inlaat, wand en uitlaat voor.

Fig.1. Geometrie van de cilindrische pijp

	Lengte	Diameter
Value	1	0.01

Analysetype en -domein

Een uniform gespreid hexahedraal net werd gegenereerd op het SimScale platform met het snappyHexMesh gereedschap (zie Fig.2.). Er werd vastgesteld dat de aanwezigheid van een opblaaslaag niet si

Mesh type	Cellen in x	Cellen in y	Cellen in z	Aantal knooppunten	Type
snappyHexMesh	20	1600	341544	3D hex

Simulatieopstelling

Vloeistof:

• Water: Dynamische viscositeit (ν ν

  ) =10-6m2s

  =10-6m2s

Grensvoorwaarden:

	Grenstype	Velocity	Pressure
A	Inlet	Fixed Value: 0.1 ms-1 0.1 ms-1	Zero Gradient
B	Wall	Vaste Waarde: 0.0 ms-1 0..0 ms-1	Zero Gradient
C	Outlet	Zero Gradient	Vaste Waarde: 0.1 Pa 0.1 Pa

Results

De analytische oplossing geeft ons de volgende vergelijkingen voor maximum axiale snelheid, drukval en ontwikkeld radiaal snelheidsprofiel:

uzmax=2uzavg

uzmax=2uzavg

ΔP=32μLD2uzavg

ΔP=32μLD2uzavg

uz=-14μ∂p∂z(R2-r2)

uz=-14μ∂p∂z(R2-r2)

Een vergelijking van de met SimScale verkregen snelheid en drukval met de analytische resultaten wordt gegeven in Fig.3A, 3B en 3C. Fig.3A toont het ontwikkelde radiale snelheidsprofiel, 60 cm van de inlaat. De variatie van de axiale snelheid langs de hartlijn wordt getoond in Fig.3B, en de drukval langs de pijp kan worden waargenomen in Fig.3C.

Fig.3. Visualisatie van axiale snelheid en druk (A, B) en ontwikkeld radiaal snelheidsprofiel (C)

Hagen-Poiseuille stroming uit de Navier-Stokes vergelijkingen

Disclaimer

Dit aanbod is niet goedgekeurd of onderschreven door OpenCFD Limited, producent en distributeur van de OpenFOAM-software en eigenaar van de handelsmerken OPENFOAM® en OpenCFD®. OPENFOAM® is een geregistreerd handelsmerk van OpenCFD Limited, producent en distributeur van de OpenFOAM software.

Laatst bijgewerkt: 8 oktober 2020