Fluxul Hagen Poiseuille

Vizualizare generală

Scopul acestui caz de testare este de a valida următorii parametri ai curgerii unui fluid laminar incompresibil în regim staționar printr-o conductă:

• Velocitate
• Cădere de presiune

Rezultatele simulării din SimScale au fost comparate cu rezultatele analitice prezentate în . Plasa a fost creată cu parametrized – hexahedralization-tool pe platforma SimScale.

Geometrie

Ca domeniu de curgere a fost aleasă o țeavă cilindrică dreaptă (vezi Fig.1.). Fețele A, B și C reprezintă intrarea, peretele și respectiv ieșirea.

Fig.1. Geometria conductei cilindrice

Tipul de analiză și domeniul

O plasă hexaedrică uniform-spațiată a fost generată pe platforma SimScale cu ajutorul instrumentului snappyHexMesh (vezi Fig.2.). S-a observat că prezența stratului de inflație nu si

	Lungime	Diametru
Valoare	1	0.01

Mesh type	Cells in x	Cells in y	Cells in z	Number of noduri	Tip
snappyHexMesh	20	1600	20	341544	3D hex

Simulation Setup

Fluid:

• Apă: Vâscozitate dinamică (ν ν

  ) =10-6m2s

  =10-6m2s

Condiții limită:

		Tip limită	Velocitate	Presiune
A	Intrare	Valoare fixă: 0.1 ms-1 0.1 ms-1 0.1 ms-1	Zero Gradient
B	Wall	Valoare fixă: 0.0 ms-1 0.0 ms-1	Zero Gradient
C	Outlet	Zero Gradient	C	Fixed Value: 0.1 Pa 0.1 Pa

Rezultate

Soluția analitică ne oferă următoarele ecuații pentru viteza axială maximă, căderea de presiune și profilul vitezei radiale dezvoltate:

uzmax=2uzavg

uzmax=2uzavg

ΔP=32μLD2uzavg

ΔP=32μLD2uzavg

uz=-14μ∂p∂z(R2-r2)

.

uz=-14μ∂p∂z(R2-r2)

O comparație a vitezei și a căderii de presiune obținute cu SimScale cu rezultatele analitice este prezentată în Fig.3A, 3B și 3C. Fig.3A prezintă profilul vitezei radiale dezvoltate, situat la 60 cm de la intrare. Variația vitezei axiale de-a lungul liniei centrale este prezentată în Fig.3B, iar căderea de presiune de-a lungul conductei poate fi observată în Fig.3C.

Fig.3. Vizualizarea vitezei și presiunii axiale (A, B) și a profilului vitezei radiale dezvoltate (C)

Curgerea Hagen-Poiseuille din ecuațiile Navier-Stokes

Disclaimer

Această ofertă nu este aprobată sau susținută de OpenCFD Limited, producător și distribuitor al software-ului OpenFOAM și proprietar al mărcilor comerciale OPENFOAM® și OpenCFD®. OPENFOAM® este o marcă comercială înregistrată a OpenCFD Limited, producător și distribuitor al software-ului OpenFOAM.

Ultima actualizare: 8 octombrie 2020