Översikt
Syftet med det här testfallet är att validera följande parametrar för inkompressibelt stabilt laminärt fluidflöde genom ett rör:
- Velocity
- Pressure drop
Simuleringsresultaten från SimScale jämfördes med de analytiska resultaten som visas i . Nätet skapades med verktyget för parametrisering – hexaederalisering på SimScale-plattformen.
Geometri
Ett rakt cylindriskt rör valdes som flödesdomän (se fig.1.). Ytorna A, B och C representerar inloppet, väggen respektive utloppet.
Fig.1. Geometri för det cylindriska röret
| Längd | Diameter | |
|---|---|---|
| Värde | 1 | 0.01 |
Analystyp och domän
Ett hexaedernät med jämnt avstånd genererades på SimScale-plattformen med hjälp av verktyget snappyHexMesh (se fig. 2)..). Det observerades att närvaron av inflationslagret inte inte si
| Nät typ | Celler i x | Celler i y | Celler i z | Antal celler nodes | Type |
|---|---|---|---|---|---|
| snappyHexMesh | 20 | 1600 | 20 | 341544 | 3D hex |
Simuleringsuppställning
Fluid:
- Vatten: Dynamisk viskositet (ν ν
) =10-6m2s
=10-6m2s
Gränsvillkor:
| Begränsningstyp | Velocity | Pressure | |
|---|---|---|---|
| A | Inlet | Fixed Value: 0.1 ms-1 0.1 ms-1 | Nollgradient |
| B | Vägg | Fixerat värde: 0.0 ms-1 0.0 ms-1 | Nollgradient |
| C | Outlet | Nollgradient | Fixerat värde: 0.1 Pa 0.1 Pa |
Resultat
Den analytiska lösningen ger oss följande ekvationer för maximal axialhastighet, tryckfall och utvecklad radialhastighetsprofil:
uzmax=2uzavg
uzmax=2uzavg
ΔP=32μLD2uzavg
ΔP=32μLD2uzavg
uz=-14μ∂p∂z(R2-r2)
uz=-14μ∂p∂z(R2-r2)
En jämförelse mellan den hastighet och det tryckfall som erhållits med SimScale och de analytiska resultaten ges i fig.3A, 3B och 3C. Figur 3A visar den utvecklade radiella hastighetsprofilen 60 cm från inloppet. Variationen av den axiella hastigheten längs mittlinjen visas i fig. 3B, och tryckfallet längs röret kan observeras i fig. 3C.
Fig. 3. Visualisering av axialhastighet och tryck (A, B) och utvecklad radialhastighetsprofil (C)
| Hagen-Poiseuille-flöde från Navier-Stokes-ekvationerna |
Disclaimer
Detta erbjudande är inte godkänt eller stöds av OpenCFD Limited, tillverkare och distributör av programvaran OpenFOAM och ägare av varumärkena OPENFOAM® och OpenCFD®. OPENFOAM® är ett registrerat varumärke som tillhör OpenCFD Limited, tillverkare och distributör av programvaran OpenFOAM.
Senaste uppdatering:
Lösade den här artikeln ditt problem?
Hur kan vi göra det bättre?
Vi uppskattar och värdesätter din återkoppling.
Sänd din återkoppling