Skripta iz mehanike fluida, masinski fakultet SaFull description
Full description
mehanika fluida bFull description
silabusFull description
Full description
rešeni zadaci iz mehanike fluidaFull description
Full description
FizikaFull description
Full description
Full description
Mehanika Fluida BFull description
dasd
Mehanika fluida- Ismet DemirdzicFull description
UNIVERZITET U TUZLI Mašinski fakultet Energetsko mašinstvo Predmet: Mehanika fluida II
SEMINARSKI RAD Tema: Simulacija strujanja tečnosti oko tijela u kvadratnom kanalu
Student:
Pregledao:
Boris Stjepić I-385/11
Mr. Izudin Delić, asistent Tuzla, februar 2014 god.
Seminarski rad: Simulacija strujanja
SADRŽAJ 1. Uvod.................................................................................................................3 2. Definisanje regija (ulaz,izlaz,zid,kugla).......................................................... 4 3. Izrada i prikaz mreže........................................................................................4 4. Iterativni postupak i prikaz rezultata................................................................5 5. Prikaz dobivenih rezultata................................................................................8 6. Zaključak..........................................................................................................11
2
Seminarski rad: Simulacija strujanja
1. Uvod
Za programski zadatak iz oblasti Numerička mehanika fluida dobili smo konkretan problem (strujanje fluida oko tijala koje je postavljeno u kvadratnom kanalu) , koji trebamo riješiti u programsku paketu STAR CCM+ .Uz već zadate podatke potrebno je naći još nekoliko podataka koji će nam služiti u daljnjem proračunu i samoj simulaciji.Model je rađen u programskom paketu CATIA.
Slika 1. Model ubačen u STAR CCM+
Na osnovu Reynoldsovog kritičnog broja izračunat ćemu brzinu koja će nam služiti da odaberemo dvije brzine i to jednu za laminarno strujanje a jednu za turbulentno. Kritična brzina je 1,45 m/s. Za laminarno strujanje izabrana je brzina 1 m/s a za turbulentno strujanje brzina 2 m/s.Vrijednost brzine smo dobili na osnovu formule: De
4 A O
Re
De v
3
v
Re De
1,45
m s
Seminarski rad: Simulacija strujanja
2. Definisanje regija (ulaz,izlaz,zid,kugla)
Prvo što trebamo da uradimo jeste da učitamo model izrađen u softverskom paketu CATIA, te nakon toga da izdefinišemo regione. Na sledećoj slici su prikazani definisani regioni.
Slika 2. Prikaz regiona
3. Izrada i prikaz mreže
Nakon što smo kreirali regione i podesili sve parametre na njima pristupamo izradi mreže. Za naš slučaj izabrana je poliedralana mreža sa određenim karakteristikama, shodno našem problemu. Kad kreiramo poliedralnu mrežu i izvršimo podešavanja pristupamo iterativnom postupku.
4
Seminarski rad: Simulacija strujanja
Slika 3. Poliedralna mreža
4. Iterativni postupak i prikaz rezultata
Nakon što smo sve prethodne radnje izvršili, možemo pristupiti iterativnom postupku ri ješavanja problema. Za naš slučaj izabrano je 150 iteracija. U našoj simulaciji imamo dva slučaja i to laminar no i turbulentno strujanje. Rezultati za laminarno i turbulentno strujanje prikazani su na sledećim slikama kao i kretanje neke tačke u kanalu.
5
Seminarski rad: Simulacija strujanja
Slika 4. Rezultati za laminarno strujanje
Slika 5. Rezultati za turbulentno strujanje
6
Seminarski rad: Simulacija strujanja
Slika 6. Kretanje neke tačke u kanalu za laminarno strujanje
Slika 7. Kretanje neke tačke u kanalu za turbulentno strujanje
Na osnovu dijagrama vidimo razliku između laminarnog i turbulentnog strujanja i to u promjeni brzine. Kod laminarnog strujanja brzina prije postaje ista nego kod turbulentnog strujanja tj potreban je veći broj iteracija da brzina postane ista sa malim ostupanjima. 7
Seminarski rad: Simulacija strujanja
5. Prikaz dobivenih rezultata
Nakon izvršenih iteracija pristupamo prikazu rezultata za laminarno i turbulentno strujanje u nekoliko oblika. Odnosno u vektorskom i skalarnom obliku. Prikaz promjene brzine u skalarnom obliku dat je na sledećim slikama:
Slika 8. Skalarni prikaz promjene brzine za laminarno strujanje
Slika 9. Skalarni prikaz promjene brzine za turbulentno strujanje
8
Seminarski rad: Simulacija strujanja Na osnovu dobivenih rezultat vidimo kako se brzina znatno vise mijenja kod turbulentno strujanja pri nailaženju na prepreku tj kuglu nego kod laminarnog strujanja. Prikaz promjene brzine u vektorskom obliku dat je na sledećim slikama:
Slika 10. Vektorski prikaz promjene brzine za laminarno strujanje
Slika 11. Vektroski prikaz promjene brzine za turbulentno strujanje
9
Seminarski rad: Simulacija strujanja Prikaz promjene pritiska u skalarnom obliku dat je na sledećim slikama:
Slika 12. Skalarni prikaz promjene pritiska za laminarno strujanje
Slika 13. Skalarni prikaz promjene pritiska za turbulentno strujanje
Na osnovu slika vidimo da gdje je brzina maksimalana tu je pritisak minimalan i obrnuto. Najveći pritiski i brzine javljaju se oko kugle jer ona predstavlja jedan vid otpora.
10
Seminarski rad: Simulacija strujanja
6. Zaključak
Na osnovu prikazanog zaključujemo da se najveće brzine javljaju oko kugle, te zbog toga na tim mjestima su najmanji pritisci, što možemo vidjeti na slikama. Pri turbulentnom strujanju se javljaju vrtlozi neposredno poslije kugle. Ono što još možemo uočiti jeste da pri nastajanju vrtloga vektori brzine neposredno posle kugle imaju smjer suprotan od ostalih vektora brzine. Odnosno zaključujemo da nisu svi vektori brzine istog smjera a razlog tome je pojava turbulencija usljed prelaska preko kugle. Na ovom relativno laganom primjeru smo mogli uočiti sve prednosti, numeričke simulacije strujanja. Mnogo se brže dolazi do željenih rezultata, rezultati su tačniji i mnogo više podataka dobivamo nego što je slučaj prilikom ispitivanja strujanja eksperimantalnim putem.
