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Autor Thema:  Abweichung Volumenstrom zu Geschwindigkeit Oberflächenziel (1615 mal gelesen)
Andi.
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erstellt am: 03. Feb. 2016 09:46    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

Guten Morgen,
Folgendes Problem, auf das ich mir leider keinen Reim machen kann:

Ich habe eine interne Strömungsimulation einer bestimmten Rohrgeometrie, durch die Luft fließt. Am Austritt möchte ich nun u.a. den Volumenstrom und die Austrittsgeschwindkeit wissen. Dazu habe ich an den Austrittsfläche die Oberflächenziele Volumenstrom und Mittelwert. Geschwindigkeit definiert.
Die Strömung konvergiert bei einem manuell bestimmten Konvergenzkriterium nach ca. 50 Travles

So weit so gut. Doch wenn ich mir nun die Zieldartsellung anschaue komme ich auf ein Problem, dass ich mir noch nicht erklären kann: wenn ich mir die Austrittsfläche aus dem Quotient aus Volumenstrom und dem Mittelwert der Geschwindigkeit ausrechne, kommt dabei eine kleinere Fläche heraus, als die Austrittsfläche im Model

berechente Austrittsfläche*= Volumenstrom/Mittelw.Austrittsgeschw. = 1,1678m³/s / 14,8148m/s = 788,3 cm²

reale Austrittfläche = 805 cm²

macht also eine Abweichung 16,7cm² bzw. -2%

Wie kann es zu dieser Abweichung kommen?

"Der Volumenstrom hängt mit der mittleren Strömungsgeschwindigkeit über die Beziehung: Q = Va * A
Q = Volumenstrom in m³/s , Va = mittlere Strömungsgeschwindigkeit über den Querschnitt in m/s , A = Querschnittsfläche an der Stelle in m²
bestimmt." (Quelle: https://de.wikipedia.org/wiki/Volumenstrom )

Wiese verknüpft FlowSimulation diese Ziele also nicht miteinander, sondern berechnet sie wohl unabhängig voneinander? Wie genau berechent FS diese Ziele?

"Für einen nicht integralen Parameter (z. B. statischer Druck, Totaldruck usw.) wählen Sie aus der Liste unten einen Parameterwert, der als Oberflächenziel verwendet wird. Folgende Werte stehen zur Auswahl: ..., Mittelwert (Av), ... oder Massenmittelwert (Bulk av.) (alle werden über die ausgewählten Flächen berechnet)." (Quelle: Online-Benutzerhandbuch FS 2014)

Wenn ich mit dem Massenmittelwert rechne wird die Abweichung noch größer (macht ja auch keinen Sinn). Auch die Geschwindigkeit nur in die Richtung, senkrecht zur Austrittsfläche, bringt kein besseres Ergebnis.

Kann mir jemand weiter helfen? evtl. stehe ich auch auf dem Schlauf 

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freierfall
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erstellt am: 03. Feb. 2016 09:58    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 Andi. 10 Unities + Antwort hilfreich

- was mir auffällt ist, dass du nur 50 Travels hast, dies deutet für mich darauf hin, dass du vermutlich die Vernetzung zu grob eingestellt hast. Oder ist das nur eine 2D Berechnung? Wichtig ist, bei 2014 noch dass du darauf achtest, überall ein sinnvolles Netz zu erstellen, dies geht mit 2016 einfacher.

- du kannst diese Formel unten auch als Ziel definieren und somit verknüpfen.

herzlich Sascha

[Diese Nachricht wurde von freierfall am 03. Feb. 2016 editiert.]

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Andi.
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erstellt am: 03. Feb. 2016 13:50    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

Zitat:
Original erstellt von freierfall:
- was mir auffällt ist, dass du nur 50 Travels hast, dies deutet für mich darauf hin, dass du vermutlich die Vernetzung zu grob eingestellt hast. Oder ist das nur eine 2D Berechnung? Wichtig ist, bei 2014 noch dass du darauf achtest, überall ein sinnvolles Netz zu erstellen, dies geht mit 2016 einfacher.

50 Travels bei 149 Iterationen pro Travel. Immer noch zu wenig?
Sollte der Bereich in dem das Oberflächenziel liegt, dann nochmals mit einer Lokalen Netzverfeinerung vernetzt werden?
Das Netz habe ich bereits manuell erstellt und teilweise lokal verfeinert, da ich die automatische Netzerstellung in FS2014 tatsächlich auch nicht so gelungen finde. Schön zu hören, dass das in der 2016er Version merklich verbessert wurde

Zitat:
Original erstellt von freierfall:
- du kannst diese Formel unten auch als Ziel definieren und somit verknüpfen.

Naja, aber wie rum stell ich die Formel auf? Volumenstrom aus der Mittleren Geschw. oder Mittlere Geschw. aus dem Volumenstrom... Dazu müsste ich ja wissen, welcher Wert den nun besser/verlässlicher berechnet wird bzw. wie die Abweichungen zustande kommen

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Rainer Schulze
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erstellt am: 03. Feb. 2016 14:51    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 Andi. 10 Unities + Antwort hilfreich

>>macht also eine Abweichung 16,7cm² bzw. -2%

Mal ketzerische Fragen:
Welche Genauigkeit erwartest Du denn von Deiner Simulation?
Welche Genauigkeit erwartest Du von einem praktischen Test?
Hast Du den Zusammenhang zwischen der Feinheit des Netzes und Restfehler der Simulation anhand mehrerer Läufe geprüft?
Wie viel Arbeitsspeicher und Rechenzeit bist Du bereit zu investieren?

------------------
Rainer Schulze

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Zitat:
Original erstellt von Rainer Schulze:

Welche Genauigkeit erwartest Du denn von Deiner Simulation?
Welche Genauigkeit erwartest Du von einem praktischen Test?


Das die Simulationsergebnisse immer in einem gewissen Grad von der Realität abweichen werden, ist mir klar, aber mir geht es ja um die Abweichungen in der Simulation selbst.
Beispiel: Man möchte die vorangehende Rohrgeometrie, bei gleicher Austrittsfläche, optimieren und per Simulation vergleichen.  Durch die Optimierungen erhält man laut Simulationsergebnissen  am Austritt (gleich große Austrittsfläche) zB einen um 5% höheren Volumenstrom, aber eine um 10% höhere Austrittsgeschwindigkeit (Mittelwert). Beide Ergebnisse aus dem Oberflächenziel, und in etwa dieser Größenordnung in meinen Simulationsergebnissen vorgekommen.

Laut Physik müssten die Ergebnisse ja in der gleichen %-Zahl gestiegen sein.
Wie Erklärt man diese Abweichungen nun in einem Bericht?

Zitat:
Original erstellt von Rainer Schulze:
Hast Du den Zusammenhang zwischen der Feinheit des Netzes und Restfehler der Simulation anhand mehrerer Läufe geprüft?

Nein, noch nicht, da ich voraussichtlich erst wieder ab Mitte kommender Woche Zugriff auf die FS-Lizenz habe.
Zitat:
Original erstellt von Rainer Schulze:
Wie viel Arbeitsspeicher und Rechenzeit bist Du bereit zu investieren?

Arbeitsspeicher habe ich nun 32GB zur Verfügung, 4 Kernprozessor 3,7 GHz. Die Rechenzeit darf auch mehrere Tage betragen.

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freierfall
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gut anders gefragt, wieviele partielle und volle Zellen hast du? Wieviele Zellen hast du an der dünnsten Stelle?

Arbeitest du schon mit der Oberfläche oder ist die bei Dir 0µm?

herzlich Sascha

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erstellt am: 08. Feb. 2016 07:46    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

Zitat:
Original erstellt von freierfall:
gut anders gefragt, wieviele partielle und volle Zellen hast du? Wieviele Zellen hast du an der dünnsten Stelle?

ca. 1,5Mio. Zellen (Part. 695t, Fest 210t). An der dünnsten Stelle, an einem Leitblech, sind 9 Zellen.
Bei einer Schulung für FlowSimulation wurde eine Vernetzung von 5 Zellen pro Querschnitt in Fließrichtung als ausreichend bezeichnet. Kann man sich an diese grobe Vorgabe halten, oder ist das dann eher zu wenig?

Zitat:
Original erstellt von freierfall:
Arbeitest du schon mit der Oberfläche oder ist die bei Dir 0µm?


Mit welcher Oberfläche? Die auf der das Oberflächenziel liegt? Nein, sie liegt auf einem Körper (Deckel) im Kanal, der aber durch die Komponentensteuerung deaktiviert ist. Der Austritt aus dem Kanal befindet sich ein Stück hinter dieser Oberfläche.
0µm - meinen Sie die Rauheit als Wandbedinung? Dort habe ich keine Einstellungen vorgenommen, also standartmäßig adiabtische Wand mit 0µm Rauheit.

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freierfall
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erstellt am: 08. Feb. 2016 09:37    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 Andi. 10 Unities + Antwort hilfreich

was du schreibst klingt erst Mal in Ordnung für mich. Kann Dir hier leider nicht mehr helfen, Boris von cfd-online kann das sicherlich, dort musst du bei Floefd posten.

herzlich Sascha

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