Küsimus:
Kuidas tõlkida rõhu piiritingimus kokkusurumatu, viskoosse voolu kiiruse piiritingimuseks?
Ant
2016-04-28 01:22:55 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Olen töötanud vana koodiga, et modelleerida mahutist välja surumatut 2D viskoosset voolu, et mõista keemilist protsessi. Dokumentatsiooni pole palju ja ma pole sujuv dünaamik, nii et olen proovinud kontrollida, kas asjad toimivad nii, nagu peaks, võrreldes tulemusi mõne muu koodi tulemustega. Võrdlus on suurepärane, kui kasutan kiiruse sisselaskeava tingimust. Kui kasutan rõhu sisselaskeava tingimust, on siiski suur erinevus. Mõlemal juhul on väljundrõhk null.

Olen mitu nädalat üritanud välja selgitada, mis on rõhu sisselaskeava seisundi probleem (ja mul on selle kohta aktiivne küsimus), kuna mul on rõhu sisselaskeava väärtused, mida tahan oma probleemis kasutada. Ma ei tea kiiruse sisselaskeväärtusi. Kuid pean tunnistama, et olen vastu seina sattunud, selgitades välja oma rõhu sisselaskeava piiri seisundi probleemi.

See võib olla tumm küsimus, kuid ma oleksin väga tänulik, kui keegi aitaks mul kinnitada, kas ma saan oma rõhu väärtused muuta sisselaskekiiruse tingimuseks. Kui saan, siis võib-olla saan lihtsalt kasutada sisselaskekiirust ja minu probleemid saavad läbi!

Saan aru, et: $$ P = \ dfrac {1} {2} \ rho U ^ 2 + \ rho gz $$

kus $ \ rho $ on vedeliku tihedus, $ U $ on kiirus, $ g $ on raskuskiirendus ja $ z $ on paagi sisselaskeava sügavus tanki väljalaskeava all 0-ga.

Nii et kui ma lihtsalt ühendan oma sisselaskeava rõhu väärtus ja ümberkorraldamine, kas ma saan kehtiva sisendkiiruse, mida saan kasutada kiiruse piiritingimustel? Minu mure on see, et ma tegelen viskoosse vooluga ja arvan, et see avaldus on seotud Bernoulli võrrandiga, mis ei arvesta viskoosse vooluga.

Kui mul on õigus ja ma ei saa selle väljendi abil sisselaskekiiruse arvutamiseks kasutada, kas keegi teab, kas on ka alternatiivi?

Põhjus, miks ma ütlen, et ilmselt ei saa, on see, et olen seda proovinud ja kahe koodi tulemused ei ühti. Püüan lihtsalt välja selgitada, kus on minu probleem - kas see on tõenäoliselt mõne koodi viga, milline kood on probleem või kas ma teen oma piire tingimuste väärtuste sisestamisel mõne vea.

Kui ma õigesti mäletan, eeldab Bernoulli võrrand, et vool on ebatäpne (st viskoossus puudub), mis ei pruugi teie probleemi puhul kehtida, kui viskoosne on teie vedelik? Tundub ka, nagu oleksite ignoreerinud oma probleemi hõõrdekadusid?
Täname teie panuse eest, CleptoMarcus. Jah, sellepärast olen mures. Oma väga lihtsas algnäites kasutan viskoossust ainult 1 Pa s, kuid üldiselt võib mu vedeliku viskoossus olla väga lai. Nii et ma ei saa eeldada, et see on inviscid. Siin ma jooksen oma kehva vedeliku dünaamika taustal ... Ma ei tea, kas piiril oleks kehtiv eeldada, et see lihtne suhe kehtib või mitte. Olen veebist otsinud, kuid pole kohanud ühtegi näidet selle kohta, kus inimesed on P-piirtingimuse tõlgendanud viskoosse vedeliku kiiruseks. Võib-olla ei saa seda teha.
Unustasin lisada, et ma ei arva, et hõõrdekadud oleksid viskoossusega võrreldes olulised.
Noh, kindlasti oleks võimalik lahendada Navier-Stokesi abil, kuid kõrge viskoossusega probleeme on suhteliselt harva ja seetõttu pole palju lihtsustatud suhteid. Navier-Stokesi vähendamine võib olla võimalik, kui vool on laminaarne, kui see on rahutu, võiksite kõige parem loota, et keegi on loonud teie konkreetsele probleemile sobiva empiirilise suhte. TBH ületab see tõenäoliselt minu vedeliku mehaanika alaseid teadmisi, nii et olen huvitatud, kui saate sellele hea vastuse
Aitäh, CleptoMarcus. Jah, mõlemad koodid põhinevad Navier-Stokesil. Minu põhiprobleem on see, et ma ei suuda saavutada nende tulemusi, kui kasutan rõhu sisselaskeava tingimust. Üks koodidest kasutab N-S-i mittemõõtmelist vormi, nii et pean rõhu sisselaskeava väärtust vastavalt mõõtma (see on minu teine ​​aktiivne küsimus). Ma lihtsalt ei suuda välja mõelda skaleeritud rõhku, mis oleks piisavalt madal, et see vastaks teise koodi tulemustele - ja ma alustan väga lihtsast probleemist (laminaarsest) - kuigi ma tahan lõpuks suurendada koodi keerukust probleem.
Ma kahtlustan tungivalt, et rõhu vähendamisel on midagi lihtsat, mida ma valesti teen, kuid ma ei suuda elu lõpuni aru saada, mida. Nii et sellepärast mõtlen, kas on võimalik rõhu tingimus teisendada kiiruse väärtuseks. Kiiruse sisendväärtuste kasutamisel saan koodid sobitada. Igatahes, suur tänu huvi eest.
üks vastus:
Han-Kwang Nienhuys
2016-05-31 00:56:25 UTC
view on stackexchange narkive permalink

On keeruline öelda, kuidas peaks teie esitatud teabe abil teie probleemile lähenema, näiteks mis mõttes leiate vastuolu. Eeldan, et teie süsteem on selline, nagu kirjeldasite küsimuses " Mõõdamatu 2D rõhupõhine voog: Navier-Stokesi võrrandite puhul mittemõõtmelises vormis, kuidas peaksin rõhu piiritingimusi väljendama?", Pildiga, mida ma koopia selle postituse lõpus.

Voog on ülespoole suunatud. Tavaliselt asendatakse kiiruse piiritingimus rõhupiiranguga katse-eksituse meetodil, kuni teil on rõhk, mis tekitab teie sisendtasandi suhtes sama keskmise kiiruse. Kui nii tegite, kuid leidsite teistsuguse surve kui teise arvutusmeetodi puhul, siis on vähemalt ühes arvutusmeetodis midagi valesti ja peate kahe mudeli vahel süstemaatiliselt võrdlema, kontrollides kõiki võimalikke parameetreid joonistage välja ja selgitage välja, milline põhiparameeter on vale. Näiteks võite olla unustanud gravitatsiooni mõju sisse lülitada ühes koodis.

Kui teie küsimus on järgmine: kuidas arvutada sisselaskeava jaoks seatav rõhk ainult viskoossuse ja antud väärtuse põhjal sisendkiirus, siis kasutate valet lähenemist. Rõhk sisselaskeava juures tuleneb kahest osast: raskusjõud ($ P_g = \ rho g h $) ja voolutakistus väljundtorus. Selleks peate võtma väljalasketoru hüdraulilise läbimõõdu $ D_H = 2a $, saama keskmise väljundkiiruse $ U_o $ ja arvutama Reynoldsi numbri $ \ mathit {Re} = \ rho U_o D_H / \ eta $. Väljalaskeava rõhulangusel on tavaliselt mitu põhjust:

  • Bernoulli: $ \ Delta p = b \ rho U_o ^ 2/2 $, kus $ b $ on tegur arvestada väljalaskeava vedeliku kiirusprofiiliga; $ b = 1 $ ühtlase kiiruse jaoks ja $ b = 2 $ (ma arvan) paraboolse kiiruse profiili jaoks. Seda nimetatakse mõnikord: "väljumiskaotus".

  • Hõõrdumine toru pikkuses, mida nimetatakse ka "suureks kaotuseks": $$ \ Delta p _ {\ mathrm {major}} = {fL \ üle D_H} {\ rho U_o ^ 2 \ üle 2}, $$ kus $ f $ on Darcy-Weisbachi hõõrdetegur , mis sõltub Reynoldsi arvust.

  • Sisselaskekadu, mida nimetatakse ka "väikeseks kaotuseks", $$ \ Delta p _ {\ mathrm {minor}} = \ xi {\ rho U_o ^ 2 \ üle 2}, $$, kus $ \ xi $ on väiksem kadude koefitsient.

Kõigi nende kadude tabelarvud erinevates torude geomeetriates on Idelchik, hüdraulilise takistuse käsiraamat (hoiatus: 21 MB allalaadimine).

Ma ei tea, mis teie anumas toimub, aga kui teid huvitab ainult voolukiiruse suhe ja surve, ma ei viitsiks isegi CFD-koodi käivitamist proovida.

flow schematic



See küsimus ja vastus tõlgiti automaatselt inglise keelest.Algne sisu on saadaval stackexchange-is, mida täname cc by-sa 3.0-litsentsi eest, mille all seda levitatakse.
Loading...