Применение пакетов прикладных программ при изучении курсов механики жидкости и газа. Кондранин Т.В - 19 стр.

UptoLike

Рубрика: 

86
Г л а в а 6. ТЕЧЕНИЯ С ПОДВОДОМ ТЕПЛА
И ДЕТОНАЦИЯ (GDT)
§ 1. Основные соотношения
Подвод тепла
Течения с подводом тепла имеют место, например, при лю-
бом горении или конденсации. Горение может переходить при
этом в детонацию (взрыв). С отводом тепла дело обстоит сложнее.
Реально это отвод тепла со стенок или через охлаждаемые решет-
ки.
Описание течения с подводом (отводом) тепла в одномерном
случае производится следующими уравнениями:
.ρ
,
1γ
2
,0
ρ
,0)ρ(
TRP
dQ
ada
ududhduu
dp
duu
ud
=
=
+=+
=+
=
(6.1)
Для решения задачи нужно исключить из уравнений Р, ρ, ос-
тавив u, a, M, Q. Выразим уравнение состояния через а:
ρ
ρ
γ
ρ
γ
2
ρ
γ
2
d
P
dPada
P
d ==
. (6.2)
Из уравнения неразрывности:
du
u
a
dPada
2
ρ
γ
2 += . (6.3)
Подставляем выражение dP из уравнения импульсов:
u
du
auduada
2
γ2 +=
. (6.4)
Подставляем это выражение в уравнение энергии:
19
верхней панели. Физически различные границы расчетной области
должны быть помечены различными цветами; но все границы по-
мечать цветом необязательно.
3.
Экспорт/импорт геометрии из Solid Works в Flow Vision.
Экспортировать созданное трехмерное тело и сохранить в формате
VRML через пункт меню
«Файл/Сохранить как…» (тип файла
*.WRL). Запустить программу Flow Vision и импортировать соз-
данную геометрию, для чего нажать на кнопку
«Создать» , за-
тем указать путь к созданному в Solid Works файлу *.WRL. После
этого в правой части окна Flow Vision должно появиться изобра-
жение того же самого трехмерного тела, что и в Solid Works (толь-
ко разделенное посередине плоскостью).
§ 2. Физико-математическая постановка задачи
4. Выбор математической модели (набора уравнений). Рас-
крыть дерево, щелкнув левой кнопкой мыши по узлу
, затем вы-
делить правой кнопкой узел дерева «
Подобласть#1». В появив-
шемся контекстном меню выбрать пункт
«Изменить модель…»,
далее в открывшемся окне выбрать один их пунктов раскрываю-
щегося списка
«Модель» (в большинстве примеров, рассмотрен-
ных ниже, выбирается «Ламинарная жидкость» так называется
модель ламинарного течения несжимаемой жидкости в терминах
Flow Vision [1]).
5.
Ввод физических параметров. Через контекстное меню
узла дерева
«Вещество открыть окно свойства вещества (жид-
кости/газа); выбрать нужные параметры (при необходимости мож-
но пользоваться стрелками
). Затем в верхней строчке табли-
цыЗначение») числовых значений параметров нажать кнопку
, а затем либо закрыть окно свойств, либо «прикрепить» ( )
его к экрану. Основными параметрами являются
«Плотность» и
«Молекулярная вязкость». Например, во вкладке «Плотность» в
раскрывающемся списке
«Зависимость» следует выбрать «Значе-
ние +(dЗначение/dTeмп и установить значение 0.001 Па·с (вода).
6.
Ввод граничных условий. В ветви дерева «Гр. условия»
выделить соответствующую границу в дереве (при этом в правой
(основной) части окна помеченная граница окрашивается в цвет,
заданный ранее). Далее открыть окно редактирования граничного
условия, либо через пункт контекстного меню
«Редактировать»,
     Г л а в а 6. ТЕЧЕНИЯ С ПОДВОДОМ ТЕПЛА                        верхней панели. Физически различные границы расчетной области
                  И ДЕТОНАЦИЯ (GDT)                               должны быть помечены различными цветами; но все границы по-
                                                                  мечать цветом необязательно.
                                                                        3. Экспорт/импорт геометрии из Solid Works в Flow Vision.
                   § 1. Основные соотношения
                                                                  Экспортировать созданное трехмерное тело и сохранить в формате
      Подвод тепла                                                VRML через пункт меню «Файл/Сохранить как…» (тип файла
      Течения с подводом тепла имеют место, например, при лю-     *.WRL). Запустить программу Flow Vision и импортировать соз-
бом горении или конденсации. Горение может переходить при         данную геометрию, для чего нажать на кнопку «Создать» , за-
этом в детонацию (взрыв). С отводом тепла дело обстоит сложнее.   тем указать путь к созданному в Solid Works файлу *.WRL. После
Реально это отвод тепла со стенок или через охлаждаемые решет-    этого в правой части окна Flow Vision должно появиться изобра-
ки.                                                               жение того же самого трехмерного тела, что и в Solid Works (толь-
      Описание течения с подводом (отводом) тепла в одномерном    ко разделенное посередине плоскостью).
случае производится следующими уравнениями:
                  d (ρu ) = 0,                                             § 2. Физико-математическая постановка задачи
                         dp                                             4. Выбор математической модели (набора уравнений). Рас-
                 udu +      = 0,
                          ρ                                       крыть дерево, щелкнув левой кнопкой мыши по узлу , затем вы-
                                                          (6.1)   делить правой кнопкой узел дерева «Подобласть#1». В появив-
                                    2ada
                 udu + dh = udu +         = dQ ,                  шемся контекстном меню выбрать пункт «Изменить модель…»,
                                     γ− 1
                                                                  далее в открывшемся окне выбрать один их пунктов раскрываю-
                 P = ρ RT .                                       щегося списка «Модель» (в большинстве примеров, рассмотрен-
                                                                  ных ниже, выбирается «Ламинарная жидкость» ― так называется
      Для решения задачи нужно исключить из уравнений Р, ρ, ос-   модель ламинарного течения несжимаемой жидкости в терминах
тавив u, a, M, Q. Выразим уравнение состояния через а:            Flow Vision [1]).
                      ⎛ γP ⎞          γ       γP                        5. Ввод физических параметров. Через контекстное меню
                   d ⎜⎜    ⎟⎟ = 2ada = dP − 2 dρ .        (6.2)   узла дерева «Вещество 0» открыть окно свойства вещества (жид-
                      ⎝ ρ ⎠           ρ       ρ
                                                                  кости/газа); выбрать нужные параметры (при необходимости мож-
Из уравнения неразрывности:                                       но пользоваться стрелками       ). Затем в верхней строчке табли-
                                    γ    a2                       цы («Значение») числовых значений параметров нажать кнопку
                             2ada = dP + du .             (6.3)
                                    ρ     u                           , а затем либо закрыть окно свойств, либо «прикрепить» (     )
Подставляем выражение dP из уравнения импульсов:                  его к экрану. Основными параметрами являются «Плотность» и
                                               du                 «Молекулярная вязкость». Например, во вкладке «Плотность» в
                          2ada = − γudu + a 2     .       (6.4)   раскрывающемся списке «Зависимость» следует выбрать «Значе-
                                               u
Подставляем это выражение в уравнение энергии:                    ние +(dЗначение/dTeмп)» и установить значение 0.001 Па·с (вода).
                                                                        6. Ввод граничных условий. В ветви дерева «Гр. условия»
                                                                  выделить соответствующую границу в дереве (при этом в правой
                                                                  (основной) части окна помеченная граница окрашивается в цвет,
                                                                  заданный ранее). Далее открыть окно редактирования граничного
                                                                  условия, либо через пункт контекстного меню «Редактировать»,

     86                                                                                                                          19