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Autor Thema:  thermischer Auftriebsdruck (relativ zur Umgebung) (1150 mal gelesen)
cristopf
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Beiträge: 47
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erstellt am: 09. Mai. 2017 11:20    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities


thermDruckdifferenz.jpg

 
Hallo an alle,

ich habe eine denke ich spezielle Frage: Es geht um thermische Auftriebskraft in einem Schacht im Winterfall (im Schacht höhere Temperatur als in der Umgebung). Für den hydrostatischen Anteil würde/müsste ich einen bouyant Solver verwenden. Hier will ich aber nicht einfach die hydrostatische Druckverteilung bei reiner Betrachtung des Schachtes wissen. Das wäre der Fall rechts im Bild, sondern ich möchte einen Bezug zur Umgebung herstellen. Also den Druck im Schacht relativ zur Umgebung.

In Fluent kann man wie ich gelesen habe eine "operating density" (Referenzdichte rho0) angeben. Die Referenzdichte taucht in Fluent in der Impulsgleichung auf: (rho-rho0)g. Damit erhalte ich das gewünschte Ergebnis und eine nach oben gerichtete Strömung.
Hier kann man z.B. wie für diesen Fall die Umgebungsdichte angeben. Damit erhalte ich auch die gewünschte Differenzdruckverteilung im Schacht links im Bild.

Ich hoffe es wurde einigermaßen klar was mein Problem ist. Falls jemand eine Idee diesbezüglich hat würde ich mich freuen. Sollten noch weitere Angaben fehlen, auch gerne bescheid sagen.

Viele Grüße
Christof

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Shor-ty
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OpenFOAM-xxxx (ESI)

erstellt am: 10. Mai. 2017 12:51    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für cristopf 10 Unities + Antwort hilfreich

Wo ist die Frage? Das mit deiner Referenzdichte hat nur damit was zu tun, dass du damit die Buossinesq Approximation verwendest wobei es immer noch möglich ist mit inkompressiblen Gleichungen zu rechnen (Dichte wird als Konstant angenommen).

------------------
Viele Grüße,
Tobias Holzmann

OpenFOAM Tutorials | Publikationen | Für Anfänger wiki.openfoam.com

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cristopf
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Beiträge: 47
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erstellt am: 10. Mai. 2017 13:26    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

hallo Tobias,

Meine Frage ist, ob es bei OpenFOAM auch möglich ist eine Referenzdichte (wie die Operating Density in Fluent) anzugeben, sodass ich den hydrostatischen Druck im Schacht relativ zur Umgebung erhalte. Bei der Boussinesq Approximation in Fluent taucht die "operating density" gar nicht auf. Die gibt es nur für den kompressiblen Fall. Ich glaube nicht, dass die Referenzdichte/-temperatur bei der Boussinesq Approximation in OpenFOAM mit der operating densitiy aus Fluent gleichzusetzen ist.

Viele Grüße

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Shor-ty
Moderator





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Beiträge: 2463
Registriert: 27.08.2010

OpenFOAM-dev (Foundation)
OpenFOAM-xxxx (ESI)

erstellt am: 11. Mai. 2017 09:22    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für cristopf 10 Unities + Antwort hilfreich

Hi,

ich bin kein Fluent Experte aber die Gleichungen sollte ich recht gut verstehen. Es kann natürlich auch sein, dass Fluent irgendwelche anderen Gleichungen löst aber im Allgmeinen ist es so, dass die Referenzdichte nur dann benötigt wird, wenn man die Boussinesq Approximation verwendet (-> inkompressible). Sollte man kompressible Fluide betrachten, hat man die Dichte in den Gleichungen, daraus resultiert die Notwendigkeit der Verwendung des idealen Gasgesetzes (oder einem Realgasgesetz), wodurch man die Dichte berechnet, die dann wieder in der Impulserhaltung auftaucht und als Quelle für den Auftrieb wirkt.

Anmerkung: Normalerweise wird in FOAM dieser  Term anders behandelt, also nicht mit rho*g in der Impulserhaltung sonder, als extra Term in der Druckgleichung; man rekonstruiert die Bouyancy, dass bessere Ergebnisse erzielt - geht hier aber zu weit.


Kurzum: OpenFOAM bietet dir folgendes an (du weißt das sicher schon)

- Inkompressible mit Buossinesq Approximation für die Auftriebskraft
- Kompressible ohne Buossinesq Approximation; Auftriebskraft bzw die Dichte Änderung wird mittels einer Gasgleichung berechnet


Da wir beim inkompressiblen Löser alles durch die Dichte teilen, spielt der absolute Druck auch keine Rolle mehr, da die Dichte nicht mit dem idealen Gasgesetz berechnet wird. Es interessiert quasi nur noch die Druckdifferenz (dp). Daher setzt man einfach p auf 0 [Pa / kg / m^3]. Da nur dp interessiert kann man auch negative Druckwerte erhalten, basierend auf deinem pseudo Druckwert den du einstellst. Wenn du aber aus einem Grund auf deine Atmosphäre Bezug nehmen möchtest, dann wäre das für mich wie folgt:

- pRef = 1e5 Pa
- p für den Patch = pRef / Rho

Anstelle von p = 0 (fixedValue) setzt du einfach p = 1e5/rho (fixedValue). An der Berechnung ändert sich nichts, da nur dp zählt und ob du jetzt (0 - 10) oder (800 - 810) hast ist egal. Den Druck in Paraview musst du natürlich mit der Dichte multiplizieren, damit du deine korrekten Werte bekommst. Andere Möglichkeit wäre, die Erstellung eines neue Feldes.

Vielleicht war das ja die Antwort auf deine Frage.

------------------
Viele Grüße,
Tobias Holzmann

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