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  Luft-Strahl auf heißen, bewegten Zylinder

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Autor Thema:  Luft-Strahl auf heißen, bewegten Zylinder (603 mal gelesen)
DH-7
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Ingenieur

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Beiträge: 1
Registriert: 25.04.2014

OpenFOAM 2.3.x

erstellt am: 25. Apr. 2014 14:49    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

Hi Leute,

ich hab ein Problem bei einer Simulation. Die Strömungskonfiguration sieht wie folgt aus:

Das Rechengebiet ist ein Würfel. Innerhalb dieses Würfels befindet sich ein Zylinder (senkrecht von oben nach unten). Der Zylinder hat eine feste Geschwindigtkeit (7 m/s) und eine Temperatur von 1600 °C. Der Zylinder soll mit Luft angeblasen werden (in einem bestimmten Winkel). Die Luft hat eine Temperatur von 25 °C. Die Luft innerhalb des Rechengebiets hat zu Beginn eine Temperatur von 50 °C. Die Ränder des Rechengebiets sind sozusagen die Grenzen nach außen (also keine Wände) sondern einfach ein "Abschneiden" von der restlichen Umgebung.

Ziel der Simulation: Untersuchen, ob es aufgrund der Temperaturunterschiede (zw. Umgebungsluft und Zylinder) eine Art Auftrieb gibt (um den Zylinder). Weil eine hohe Auftriebsströmung dazu führen würde, dass eine höhere Einblasgeschwindigkeit der Luft nötig wäre. Zur Erläuterung vielleicht: In späteren Simulationen sollen mit dem Luft-Strahl Partikel auf den Zylinder "geschossen" werden. Es soll sozusagen gewährleistet werden, dass die Partikel dann auch bis zum Zylinder durchkommen und nicht aufgrund einer (möglichen) Auftriebsströmung abgelenkt werden. Aber um die Partikel soll es in dieser Simulation noch nicht gehen. Das war nur zur Erläuterung gedacht.

Ist die Wahl der Löser in Ordnung oder wäre ein anderer Löser da besser geeignet?


1. Frage:
Welcher Löser ist der geeignetse für das Problem? Ich habe bisher "rhoPimpleFoam" und "buoyantPimpleFoam" versucht. Der "rhoPimpleFoam" hat dabei bisher die größeren Probleme verursacht, weil die Einlassgeschwindigkeit da irgendwie immer exponentiell gestiegen ist. Die Rechnungen mit dem "buoyantPimpleFoam" habe ich soweit "stabil" bekommen, aber ich glaube, dass ich ein Problem mit den Randbedingungen habe (die Luftemperatur im Rechengebiet sinkt teilweise sehr stark ab). Das bringt mich zu meiner
2. Frage.


2. Frage:
Wie schon gesagt sind die Ränder keine Wände sondern einfach der Übergang zur restlichen Atmosphäre/Umgebung. Wie sollte man da am besten die Randbedingungen für "T", "p" und "p_rgh" setzen? Bisher habe ich folgende RBD genommen:


p:

    Abgrenzung_zur_weiteren_Umgebung
    {

        type            fixedValue;      //  ODER    type            calculated;
        value          $internalField;  //  initialField ist auf 1e5 gesetzt

    }


p_rgh:

    Abgrenzung_zur_weiteren_Umgebung
    {
        type            fixedFluxPressure;
        value          uniform 1e5;
    }

T:

    Abgrenzung_zur_weiteren_Umgebung
    {
        type            inletOutlet;
        value          uniform 323;
        inletValue      uniform 323;
    }


U:
    Abgrenzung_zur_weiteren_Umgebung
    {
        type            pressureInletOutletVelocity;
        value          uniform (0 0 0);
    }

Die Simulationen werden mit der OpenFOAM-Version 2.3.x durchgeführt.

Hat da vielleicht jemand Erfahrung dieser Art von Strömung bzw. könnte mir helfen?

Viele Grüße,

DH-7 

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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: 28. Apr. 2014 19:32    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 DH-7 10 Unities + Antwort hilfreich

Hallo DH-7 und willkommen im OpenFOAM Forum,

derzeit etwas wenig los und ich komm auch nicht wirklich dazu aktiv Hilfe zu leisten.

Zu deinen Fragestellungen.

a) Frage 1
rhoPimpleFoam ist für dein Problem nicht geeignet, da er den Auftrieb nicht berücksichtigt und dieser - so wie ich es rauslese - definitiv für das Ergebnis einfließen sollte/muss. Deswegen kann ich dir dann nur den buoyantPimple oder boussinesqPimple empfehlen. Letzterer arbeitet mit der boussinesq-Approximation und deswegen wird dort auch wieder (wie bei den inkompressiblen Lösern) alles durch die Dichte geteilt.

b) Frage 2 (inoffiziell)
PIMPLE sagt dir hoffentlich was, oder? Vielleicht solltest du einfach mal deine Loops ändern, d.h. Relaxationsfaktoren verwenden und gleichzeitig die Schleife des PISO-Loops auf 20 - 40 setzen. Das dann entsprechend deinen Relaxationsfaktoren und der Ausgabe optimieren.

c) Frage 3 (offiziel 2)

Code:

p = calculated  // at any BC

p_rgh = fixedFluxPressure // at any BC
p_rgh = totalPressure // on atmospheric patches

U = fixedValue (0 0 0)  // on walls
U = pressureInletOutletVelocity // on atmospheric patches
U = inletOutlet // on atmospheric patches
U = zeroGradient // on atmospheric patches

T = inletOutlet // on atmospheric pressure
T = zeroGradient // on all walls maybe on patches too
T = fixedValue // thats clear


c) Frage 4
Dein Netz in Ordnung? Was hast du als Vernetzer verwendet? Wenn du lokale Temperaturgradiente erhältst kann das auch ggf. vom Netz kommen, den Schemen oder den RB.

------------------
Grüße Tobias Holzmann

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