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Platte.rar

Hallo,

im Rahmen eine Projektarbeit an der Universität möchte ich verschiedene Flügelprofile mit Ansys CFX simulieren.
In einem Versuch habe ich eine einfache quadratische Platte im Raum Konstruiert und diese mit einer Windgeschwindigkeit von 10 m/s angeströmt. Ich habe „Ideals Gas bei 25°C“ gewählt. Dieses hat eine eingestellte  Dichte von 1,185 qm/m³. Für die Platte habe ich einen Cw-Wert von 1,1 in der Fachliteratur gefunden.
Nach der Formel für den Widerstandsbeiwert (F= Dichte * Geschwindigkeit^2 * Fläche * Cw * 0,5) erhalte ich eine Kraft von 26 N
Ansys gibt mir allerdings im Solver eine Kraft von 126,2 an. (Vermutlich auch Newton).
Wenn ich die Geschwindigkeit in Ansys verdoppele, verdoppelt sich auch das Ergebnis, welches sich nach der Formel allerdings quadratisch ändern sollte. Zudem ist das Ergebnis nicht identisch!

Kann mir jemand helfen? Was mache ich falsch, bzw. wie kommt Ansys auf das Ergebnis?

Meine Projektdatei kann ich hier leider nicht hochladen, da sie etwas zu groß ist.
Hier der Downloadlink: http://www.file-upload.net/download-2938572/Platte.rar.html

Ziel der Projektarbeit ist es verschiedene Flügelprofile an einem H-Rotor mit 3 Flügeln zu simulieren und den Wirkungsgrad zu überprüfen.

Vielen Dank
Tom
 

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Zu Anfang solltest Du Dich mal mit der Einheitenkonsistens befassen.
Du hast schon m und s fest gewählt, wie sieht es mit der Einheit der Dichte aus? Die sollte ja irgendwie die Einheit kg/m3 haben und da weiß man nicht was Du mit qm/m3 meinst.

Gruß
Gerd

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Das war ein Tippfehler von mir. Die Konsistenz der Einheiten müsste stimmen. Bei der Dichte ist selbstverständlich kg/m^3 gemeint!

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Hallo!

Zwei Anmerkungen: Ein Bild der Simulationsanordnung wäre hilfreich (inkl. Randbedingungen). Aus deinem Text geht nämlich nicht hervor, ob die Platte senkrecht oder unter einem bestimmten Winkel angeströmt wird.

Zweitens: Bei der Ermittlung des Widerstandsbeiwertes geht der sog. "Staudruck" mit in die Berechnung ein. Alleine dem Begriff nach vermute ich, dass die Luft im Bereich der Platte(nmitte) stark komprimiert / verdichtet wird. Kann es sein, dass das von dir verwendete "ideale Gas" inkompressibel ist? Das würde den linearen (und nicht wie vermuteten quadratischen) Zusammenhang zwischen Strömungsgeschwindigkeit und Druck erklären.

Viele Grüße

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Vielen Dank für den Tip. Ich werde es überprüfen und nochmal berechnen!
Eine kleine Verbesserung konnte ich bereits durch Verfeinerung des Netzes erreichen. War etwas zu groß gewählt!
Die Platte wird senkrecht angeströmt!

Viele Grüße

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Leider sind die Ergebnisse noch immer nicht richtig.

Ich habe das Netz verfeinert und „Luft bei 25°C“ gewählt. Ich gehe davon aus, dass Kompression dabei von Ansys beachtet wird.

Die Ergebnisse liegen leider immer noch ca. 30% über dem mit der Formel für den Widerstandsbeiwert berechnetem Wert.

Meine Platte hatte in den letzten Versuchen eine Größe von 2x2x0,2 Meter und der Windkanal, eine Größe von 20x20x20 Meter.

Die Randbedingungen sind auf „Wall mit free slip wall“ eingestellt.
Ich lasse mit die Kraft auf die Platte ausgeben, welche ich als „Wall mit no slip wall“ definiert habe.

Veränderungen der Turbulenzmodelle haben bei mir keine wirkliche Änderung erbracht,

Deute ich die Ergebnisse aus Ansys falsch?

Ich hoffe mir kann hier jemand weiter helfen

Vielen Dank!

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Eine Nachfrage zu dem Beitrag:

Die Formel für den Cw-Wert ist:

cw=2*Widerstandskraft/(Dichte*Geschwindigkeit^2*Frontfläche)

Ich versuche diesen Wert in CFX zu ermitteln:
Ich erstelle zuerst "Expression", dann mache ich "Variable" davon, um das Ergebnis zu bekommen.

Ist die Widerstandskraft das gleiche wie die "Variable" Force (bzw. Force x, Force y, Force z).
Darüber hinaus, wie sollte man die Frontfläche definieren?

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Grüße,
Michal Szczepaniak
Tel. +48601854601
m_szczepaniak@go2.pl

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