Применение пакетов прикладных программ при изучении курсов механики жидкости и газа. Кондранин Т.В - 42 стр.

      Причину образования вихрей качественно можно понять,           120, а в вертикальном ― 80. В окрестности выступа (начало пла-
рассмотрев изменение скорости и давления вдоль поверхности ци-       стины) рекомендуется сгустить сетку, для чего необходимо вста-
линдра. Вне пограничного слоя эти величины определяются из ре-       вить ~ 10 вертикальных линий во вкладке X-направление {8}.
шения задачи об обтекании цилиндра идеальной жидкостью, в со-        8. Настроить работу постпроцессора {12}. Создать плоскость (сов-
ответствии с которым скорость равна нулю в передней и задней         падающую с плоскостью расчета) {13}. Для расчета давления в цен-
критических точках ( θ = 0, π ) и максимальна в «миделе», т. е.      тре и на периферии пластины создать две плоскости. Нормальный
при θ = ± π / 2 . В соответствии с теоремой Бернулли давление мак-   вектор к плоскости задать в виде (1, 0, 0), для первой плоскости
симально в критических точках и минимально в «миделе». Поэто-        координаты x0 = 0.0799, y0 = 0.0299, z0 = 0.005 (координаты точки,
му за «миделем» жидкие частицы движутся в сторону возрастаю-         лежащей на периферии пластины). Аналогично создать вторую
щего давления, что приводит к их замедлению. Кроме того, силы        плоскость, для которой задать координаты x0 = 0.0799, y0 = 0.001,
вязкости также приводят к затормаживанию частиц жидкости в           z0 = 0.005 (координаты точки, лежащей близко к оси пластины).
пограничном слое. Поэтому, достигая областей течения в окрест-       9. Создать две горизонтальных линии на оси канала (вблизи ниж-
ности задней критической точки цилиндра, частицы начинают «ус-       ней границы; «Источник прямой»: x0 = 0.0799, y0 = 0.001,
коряться» в обратном направлении, т. е. возникает возвратное         z0 = 0.005) и вблизи края пластины (x0 = 0.0799, y0 = 0.02999,
движение на фоне направленного вперед внешнего потока. В уста-       z0 = 0.005), нормальный вектор — (1, 0, 0) {14}.
новившемся стационарном режиме картина во времени повторяет-         10. На каждой линии создать двумерный график {16} (график
ся: новые порции жидких частиц, притекающие в область возврат-       давления). В свойствах каждого графика, возможно, изменить ори-
ного течения, сначала притормаживаются и затем начинают дви-         ентацию плоскости «Ориентация» — 180 градусов.
гаться назад.                                                        11. Отобразить распределение давления в канале {15}.
      Для больших чисел Рейнольдса (Re > 1000; такие задачи на       12. Результаты записать в файл путем создания на плоскости, на-
занятиях не рассматривались) вихри уже не успевают сформиро-         чальные координаты которой соответствуют точке на оси пласти-
ваться и заменяются вниз по потоку быстро турбулизующимися           ны, слоя характеристик {19}.
областями, поочередно отрывающимися от цилиндра и уплываю-           13. Подключить фильтр для того чтобы задать в начальный мо-
щими вместе с жидкостью. В области значений Re ~ 103–104 тече-       мент времени во всех точках пространства скорость10 м/c {7}.
ние становится все более нерегулярным, что приводит к увеличе-       14. Для ускорения расчета рекомендуется в препроцессоре в «Об-
нию турбулизации потока за цилиндром. При этом отдельные час-        щие параметры» во вкладке «Шаги» задать «Макс. шаг» 2·10-8,
тицы «закручиваются» во всех трех измерениях и задача перестает      CFL = 1 {9}.
быть плоской. При Re ≈ 105 область турбулентности распространя-      15. Выполнить предварительный и окончательный расчет задачи {10}.
ется вплоть до поверхности цилиндра. За цилиндром возникает так      16. Представить отчет о проделанной работе {24}, в который вста-
называемый турбулентный след.                                        вить следующую таблицу:
                                                                                                                         Т а б л и ц а 2.5
                                                                            Расчет и сравнение с теорией давления при ударе

                                                                                                               Теория Расчет
                                                                     Давление при ударе, ΔР(Па)
                                                                     Время воздействия на оси, с
                                                                     Стационарное значение давления, ΔР(Па)


     42                                                                                                                                63