Применение пакетов прикладных программ при изучении курсов механики жидкости и газа. Кондранин Т.В - 18 стр.

UptoLike

Рубрика: 

18
кое распространение в современной научной и инженерной прак-
тике.
§ 1. Геометрический препроцессор (Solid Works)
1. Создание геометрии (расчетной области). После запуска
программы Solid Works следует нажать на кнопку
«Создать» и
выбрать
«Деталь». В левой части окна новой детали нужно выде-
лить
«Плоскость, после чего нажать на третью сверху кнопку
«Эскиз» на правой панели инструментов. Для удобства соблю-
дения нужных размеров целесообразно нанести масштабную сетку
(0.1 м) между основными линиями посредством нажатия на вторую
сверху кнопку
той же панели c последующей установкой флаж-
ка «Отображать масштабную сетку». В качестве элементов расчет-
ной области чаще всего используются прямоугольник, линия, ок-
ружность или ее часть; они создаются соответственно с помощью
кнопок «
Прямоугольник» , «Линия» , «Окружность» ,
«Дуга через 3 точки»
, находящихся на правой панели инстру-
ментов. Чтобы нарисовать сложные фигуры типа эллипса (которо-
го нет на панели инструментов), следует выбрать пункт из меню
«Инструменты/Объекты эскиза». Масштаб (размер изображения
на экране) меняется либо с помощью колеса мыши, либо после
нажатия кнопки
«Увеличить/уменьшить вид» в верхней час-
ти экрана перемещением указателя мыши вверх или вниз при
нажатой левой кнопке. С помощью пункта меню «Встав-
ка/Основание/Вытянуть…» «О
начерченный замкнутый
контур (прямоугольник) превращается в трехмерное тело (еще раз
отметим, что пакет Flow Vision работает только с трехмерной гео-
метрией). Размер по третьей координате (0.01 м) здесь менять не
нужно (в плоских задачах он несущественен).
2.
Разметка границ. Для этого следует несколько раз повто-
рить следующую операцию: выделить какую-либо границу тела,
щелкнув по ней (при этом она приобретает зеленоватый оттенок),
затем нажать на кнопку
«Редактировать цвет» в середине
верхней панели инструментов и выбрать один из цветов. Между
этими операциями часто требуется вращать тело в пространстве,
для чего используется кнопка
«Вращать вид» в правой части
87
=+=+ dQ
u
du
aududQ
u
du
auduudu )1γ(2)1γ(2γ)1γ(
22
dQ
a
u
du
2
2
)1γ(
)M1(
= . (6.5)
Из (5) следует характер изменения параметров при теплоподводе:
.0,1M,0
,0,1M,0
,0,1M,0
,0,1M,0
<<<
>><
><>
<
>>
dudQ
dudQ
dudQ
dudQ
Интегральные изменения параметров легче всего получить
из интеграла уравнения импульсов, который от тепла не зависит:
const)Mγ1(ρ
22
=++ PuP , значит
.
Mγ1
Mγ1
M
M
,
Mγ1
Mγ1
2
2
2
2
1
1
2
1
2
2
2
2
1
1
2
+
+
=
+
+
=
T
T
P
P
(6.6)
В переменных P,V выражение выглядит так:
P + u
1
2
V/V
1
2
= P
1
+ u
1
2
/V
1
.
Всегда ли Т растет с подводом тепла? Найдем dT/dQ, для
этого берем уравнение энергии:
==+
dQ
ud
u
dQ
dT
cdQdTcudu
PP
1
2
2
M1
Mγ1
1
=
p
cdQ
dT
. (6.7)
Получается, что в интервале
1M
γ
1
2
<<
при подводе тепла
температура в потоке падает, при M = 1 dQ/dT меняет знак. По-
следнее означает, что подвод тепла в дозвуковой поток ускоряет
его, а сверхзвуковой поток для ускорения нужно охлаждать.
Детонация
Обычно выделение тепла в газе происходит при горении.
Процесс обычного горения это диффузионный процесс. Извест-
кое распространение в современной научной и инженерной прак-                            du                              du
тике.                                                               ( γ − 1)udu − γudu + a 2= 2( γ − 1)dQ ⇒ −udu + a 2     = 2( γ− 1)dQ ⇒
                                                                                         u                               u
         § 1. Геометрический препроцессор (Solid Works)                                                  du ( γ− 1)
                                                                                           ⇒ (1 − M 2 ) =           dQ .               (6.5)
      1. Создание геометрии (расчетной области). После запуска                                            u     a2
программы Solid Works следует нажать на кнопку «Создать»      и     Из (5) следует характер изменения параметров при теплоподводе:
выбрать «Деталь». В левой части окна новой детали нужно выде-                              dQ > 0,       M > 1,    du < 0,
лить «Плоскость 1», после чего нажать на третью сверху кнопку                                  dQ > 0,      M < 1,     du > 0,
«Эскиз»      на правой панели инструментов. Для удобства соблю-                                dQ < 0,      M > 1,     du > 0,
дения нужных размеров целесообразно нанести масштабную сетку                                dQ < 0,      M < 1,    du < 0.
(0.1 м) между основными линиями посредством нажатия на вторую
                                                                          Интегральные изменения параметров легче всего получить
сверху кнопку   той же панели c последующей установкой флаж-        из интеграла уравнения импульсов, который от тепла не зависит:
ка «Отображать масштабную сетку». В качестве элементов расчет-            P + ρu 2 ⇒ P(1 + γM 2 ) = const , значит
ной области чаще всего используются прямоугольник, линия, ок-
ружность или ее часть; они создаются соответственно с помощью                                       P2 1 + γ M 12
                                                                                                      =           ,
кнопок «Прямоугольник»        , «Линия»   , «Окружность»     ,                                      P1 1 + γ M 22
                                                                                                                       2      (6.6)
«Дуга через 3 точки» , находящихся на правой панели инстру-                                    T2 ⎛ M 2 1 + γ M 12 ⎞
ментов. Чтобы нарисовать сложные фигуры типа эллипса (которо-                                      =⎜                ⎟ .
                                                                                               T1 ⎜⎝ M 1 1 + γ M 22 ⎟⎠
го нет на панели инструментов), следует выбрать пункт из меню
«Инструменты/Объекты эскиза». Масштаб (размер изображения                 В переменных P,V выражение выглядит так:
на экране) меняется либо с помощью колеса мыши, либо ― после              P + u12V/V12 = P1 + u12/V1.
                                                                          Всегда ли Т растет с подводом тепла? Найдем dT/dQ, для
нажатия кнопки «Увеличить/уменьшить вид»           в верхней час-
                                                                    этого берем уравнение энергии:
ти экрана ― перемещением указателя мыши вверх или вниз при
нажатой левой кнопке. С помощью пункта меню «Встав-                                                           dT         du
                                                                                    udu + cP dT = dQ ⇒ cP          =1− u    ⇒
ка/Основание/Вытянуть…» ― «ОK» начерченный замкнутый                                                          dQ         dQ
контур (прямоугольник) превращается в трехмерное тело (еще раз                                     dT   1 1− γ M 2
отметим, что пакет Flow Vision работает только с трехмерной гео-                               ⇒      =            .                   (6.7)
                                                                                                   dQ c p 1 − M 2
метрией). Размер по третьей координате (0.01 м) здесь менять не
нужно (в плоских задачах он несущественен).                                                             1
                                                                          Получается, что в интервале     < M 2 < 1 при подводе тепла
      2. Разметка границ. Для этого следует несколько раз повто-                                        γ
рить следующую операцию: выделить какую-либо границу тела,          температура в потоке падает, при M = 1 dQ/dT меняет знак. По-
щелкнув по ней (при этом она приобретает зеленоватый оттенок),      следнее означает, что подвод тепла в дозвуковой поток ускоряет
затем нажать на кнопку «Редактировать цвет»           в середине    его, а сверхзвуковой поток для ускорения нужно охлаждать.
верхней панели инструментов и выбрать один из цветов. Между                Детонация
этими операциями часто требуется вращать тело в пространстве,              Обычно выделение тепла в газе происходит при горении.
для чего используется кнопка «Вращать вид»        в правой части    Процесс обычного горения ― это диффузионный процесс. Извест-


     18                                                                                                                                  87