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Ansicht.jpg Ansicht2.jpg schnittLSH.jpg

Hallo zusammen,

ich habe ein Problem bei der Simulation einer Lärmschutzhalle und komme im Moment nicht weiter. Die Geometrie ist auf den Bildern zu sehen. In der Prüfkammer befindet sich vor dem Abgasstrahlrohr ein "Triebwerk", bei dem auf der linken Seite ein Massenstrom abgesaugt und auf der rechten Seite wieder ins System eingebracht wird. Die Prüfkammer ist zum einen über das Abgasstrahlrohr mit der Mischkammer verbunden und zum anderen über den Einlass und der Sekundärkammer. Das Triebwerk zieht sich die Luft über den Einlass und der Primärkammer. Im Anschluss an die Mischkammer kommt ein langes Abgasrohr, an das ein Umlenkbauwerk angeschlossen ist, über das die Strömung wieder an die Umgebung gelangt.

Ich rechne das Ganze mit rhoSimpleFoam.

Randbedingungen:
Triebwerk links: Massenstrom absaugen (52 kg/s), p zeroGradient
Triebwerk rechts: Massenstrom zuführen (52 kg/s), p zeroGradient

Beim Ein- und Auslass bin ich mir nicht sicher was ich am besten vorgeben kann. Massenstrom kann ich nicht vorgeben da ich nicht weiß was wirklich am Auslass rausgeht. Durch die Sekundärkammer und Mischkammer wird nämlich zusätzlich Luft zugeführt. Ich habe es dann mit Umgebungsdruck am Ein- und Auslass versucht, aber dann erhöht sich der Massenstrom immer weiter bis die Simulation irgendwann abbricht.

Ich wäre für Hilfe dankbar.

gruß Christof

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Hi,

ich hab mir deine Geometrie nicht angechaut aber wenn du Druckrandbedingungen verwendest, dann musst du natürlich dein Massenstrom druckabhängig formulieren und nicht mit zeroGradient arbeiten. PressureInlet/OutletVelocity ist hier der Ansatz. Ansonsten hast du ein konstantes Druckgefälle, das (natürlich) eine konstante Beschleunigung darstellt.

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Viele Grüße,
Tobias Holzmann

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Hey,
also am Ein- und Auslass habe ich jeweils Umgebungsdruck vorgegeben (fixedValue) und PressureInletOutletVelocity für die Geschwindigkeit.

gruß

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Das ist aber falsch, weil du dein Druck entsprechend anpassen musst. TotalPressure und pressureInletOutletVelocity.
Im TotalPressure (normalerweise nur wichtig am Inlet) wird der Druck dann herabgesetzt (bezogen auf statischen + kinematischen).

Wenn du p zweimal auf fixed hast, dann wird natürlich immer dieser Druckgradient da sein, der dein Fluid beschleunigt. Das geht dann solang bis du so hohe Geschwindigkeiten erhältst, bis dein Solver aussteigt.

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Viele Grüße,
Tobias Holzmann

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Dann würde ich es mal so probieren:

einlass:
p: totalPressure
U: pressureInletOutletVelocity

auslass:
p: fixedValue
U: zeroGradient

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Wenn du am Auslass keine Rückströmungen hast, dann kannst du das so machen. Demnach wird dein statischer Druck (der bei U = 0 dem Totaldruck entspricht) bezüglich dem Massenstrom herabgesetzt (Totaldruck = statischer + kinematischer).

Code:

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    1. incompressible subsonic:
        \f[
            p_p = p_0 - 0.5 |U|^2
        \f]
        where
        \vartable
            p_p     | incompressible pressure at patch [m2/s2]
            p_0     | incompressible total pressure [m2/s2]
            U       | velocity
        \endvartable

    2. compressible subsonic:
        \f[
            p_p = p_0 - 0.5 \rho |U|^2
        \f]
        where
        \vartable
            p_p     | pressure at patch [Pa]
            p_0     | total pressure [Pa]
            \rho    | density [kg/m3]
            U       | velocity
        \endvartable

    3. compressible transonic (\f$\gamma = 1\f$):
        \f[
            p_p = \frac{p_0}{1 + 0.5 \psi |U|^2}
        \f]
        where
        \vartable
            p_p     | pressure at patch [Pa]
            p_0     | total pressure [Pa]
            G       | coefficient given by \f$\frac{\gamma}{1-\gamma}\f$
        \endvartable

    4. compressible supersonic (\f$\gamma > 1\f$):
        \f[
            p_p = \frac{p_0}{(1 + 0.5 \psi G |U|^2)^{\frac{1}{G}}}
        \f]
        where
        \vartable
            p_p     | pressure at patch [Pa]
            p_0     | total pressure [Pa]
            \gamma  | ratio of specific heats (Cp/Cv)
            \psi    | compressibility [m2/s2]
            G       | coefficient given by \f$\frac{\gamma}{1-\gamma}\f$
        \endvartable

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--> Runterscrollen zu den Details: http://cpp.openfoam.org/v4/a02729.html

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Viele Grüße,
Tobias Holzmann

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Hey Tobias,

das scheint jetzt einigermaßen zu funktionieren, der Massenstrom steigt zwar auch deutlich an aber pendelt sich irgendwann mehr oder weniger gut ein.
Der Massenstrom beträgt etwa 180 kg/s. Der Anteil vom Triebwerk war etwa 52 kg/s. Also kommt in der Mischkammer nochmals etwa das 2,5 fache an Massenstrom hinzu.

Wie es scheint habe ich am Auslass doch eine minimale Rückströmung. Das kann ich ja mit inletOutlet verhindern oder?

Nur den Druckverlust zwischen Ein- und Auslass (patchAverage ptot einlass bzw. auslass) finde ich recht gering mit ca. 21 Pa. Aber vllt täusche ich mich auch.

Gruß Christof

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Bei deinen Werten kann ich dir nicht wirklich helfen.

InletOutlet macht aus einem "inletFace" ein fixedValue(0 0 0) ... je nach dem was du als inletValue definierst. Wenn es (0 0 0) ist, dann ist es quasi eine Wand. Ist natürlich nicht 100% physikalisch korrekt.

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Viele Grüße,
Tobias Holzmann

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