Table of Contents

הבנה של אנרגיה קינטית טורקטית ב Computational Fluid Dynamics

אנרגיה קינטית טורבולית (TKE) מייצגת את האנרגיה הקינטית הממוצעת לכל מסה יחידה הקשורה לדיודיות בזרימה סוערת.בדינמיקה נוזלית חישובית (CFD) סימולציות, TKE הוא כמות בסיסית המאפיינת את עוצמת הזעזוע בתוך שדה זרימה. הבנה ו חישוב מדויק TKE הוא חיוני למהנדסים וחוקרים עובדים עם זעזועים ביישומים החל מהחלל לדגמי הנדסה סביבתית.

ב OpenFOAM, אחת מפלטפורמות הקוד הפתוחות הנפוצות ביותר, חישוב אנרגיה קינטית טורחת כרוך בגישה שיטתית המשלבת בחירה נאותה מודל להפרעות, התקנה של מקרה זהירה, ביצוע סימולציה מדויק, ויעילה לאחר עיבוד.מדריך מקיף זה הולך לך בכל שלב של התהליך, מתן הוראות מפורטות ושיטות הטובות ביותר לקבלת נתונים אמינים TKE מסימולציות פתוחות שלך.

האנרגיה הקינטית הסוערת מוגדרת מתמטית כמחצית מהסכום של השחלות של תנודות המהירות בכל שלושת הכיוונים מרחביים.עבור זרימה סוערת, TKE מגדיר את האנרגיה הכלולה בתנודות המהירות הסוערות וממלא תפקיד מכריע בקביעת שערי תערובת, מאפייני העברת חום, ותחבורה בתוך הזרם.

מהי אנרגיה קינטית טורבולית?

לפני צלילה לתוך נהלי חישוב, חשוב להבין מה אנרגיה קינטית מטרידה מייצגת פיזית ומתמטיקה. בזרימות סוערות, המהירות המיידית בכל נקודה ניתן לפסל לתוך רכיב ממוצע ומרכיב מתפתל.

הביטוי המתמטי של TKE ניתן על ידי:

(ב) ⁇ =0=0=0=0=0 × (u'2 + v'2 + v'2 + w'2)veFLT:1 ).

במקום שבו אתה, v', ו w' מייצגים את תנודות המהירות ב x, y ו- z כיוונים בהתאמה. in Reynolds-Averaged Navier-Stokes (RANS) זעזועים, אשר משמש בדרך כלל ב OpenFOAM, המשתנה FLT:0kuaFLT:1 מייצג ישירות אנרגיה קינטית זו מטרידה ונפת כחלק ממודל משוואות קדחתנות.

חשיבות פיזית של TKE

אנרגיה קינטית טורבולית משרתת מטרות חשובות רבות בניתוח דינמיות נוזלי:

  • (FLT:0) אופיפלו: 1FLT 1 TKE מספק מידה כמותית של אינטנסיביות סוערת, עוזר מהנדסים להבין את מידת התערובת הסוערת באזורים שונים של התחום זרימה.
  • (ב) ⁇ :0) ⁇ ⁇ : ⁇ 1 (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (FLT:0) Transport Phenomena:FLT:1ib ערכים גבוהים יותר של TKE בדרך כלל מצביעים על שילוב משופר, המשפיע על העברת חום, העברה המונית, ותחבורה תנופה בזרם.
  • (FLT:0) אופטימיזציה של עיצוב: 1FLT) הבנה של הפצת TKE מסייעת אופטימיזציה עיצובים עבור יישומים כגון תאבעירה, חילופי חום, משטחים אווירודינמיקה.

בחירת מודל ה- Appropriate Turbulence

הצעד הראשון והביקורתי ביותר ב חישוב אנרגיה קינטית מטרידה ב OpenFOAM הוא בחירת מודל טורחה מתאים.לא כל מודלי הזעזועים ישירות compute TKE, כך שבחירת המודל הנכון היא חיונית למטרות הניתוח שלך.

מודלים של רינג עם TKE

שני מודלים של זעזועים כגון k-ε (k-epsilon) ו k- ⁇ (k-omega) מספקים ישירות אנרגיה קינטית טורחת כחלק ממשתנה הפתרון שלהם.מודלים אלה הם הבחירה הפשוטה ביותר כאשר חישוב TKE הוא המטרה העיקרית שלך.

מודל k-ε (k-epsilon)

המודל הסטנדרטי של k-epsilon, המבוסס על Launder ו- Spalding (1974), משמש באופן נרחב עם מאפייני ביצועים ידועים, אם כי הוא נוטה לאנרגיה קינטית סוערת יותר בנקודות קיפאון ודורש טיפול ליד לקיר.מודל זה פותר שתי משוואות תחבורה: אחת לאנרגיה קינטית סוערת (k) ואחד עבור שיעור הניתוק (k) ומניעה).

מודל k-epsilon מתאים במיוחד עבור:

  • זרמי Shear Free
  • זרימה עם גיאוגרפיה פשוטה יחסית
  • מספר גבוה של ריינולדס
  • מקרים שבהם יעילות חישובית חשובה

ב OpenFOAM, מודל k-epsilon מוגדר בקובץ ⁇ 0.עבור זעזועים איזוטרופיים, ניתן להעריך את האנרגיה הקינטית הסוערת באמצעות הנוסחה k=3/2 × (I × u ref)2, שם אני עוצמת הזעזוע ו- uref הוא מהירות ההתייחסות.

מודל k- ⁇ (k-omega)

המודל הסטנדרטי הגבוה ביותר של ריינולדס - מספר K-omega turbulence מודל זמין עבור זרימה בלתי-מוסכמת ודחוסה.מודל זה פותר לאנרגיה קינטית סוערת (k) ואת שיעור הניתוק הספציפי ( ⁇ ), המייצג את השיעור שבו אנרגיה קינטית סוערת מומרת לתוך יחידת אנרגיה פנימית תרמית לכל נפח וזמן.

מודל k-omega מציע יתרונות:

  • אזורי זרימה ליד-קיר
  • מספר 1 של ריינולדס נמוך
  • זרימה עם לחץ שלילי
  • שכבת Boundary Flow

מודל C- ⁇ SST (Shear Stress Transport)

מודל ההפרעות של k-omega-SST יושם גם עבור זרימה בלתי-מוסכמת ודחוסה ב OpenFOAM. מודל זה של שתי נקודות-השוויון לאנרגיה קינטית וקצב הניתוק ספציפי נועד להתגבר על החסרונות של מודל k-omega סטנדרטי עם כבוד להסתמכות על ערכים פרימיים חופשיים והוא מסוגל ללכוד הפרדה.

המודל k- ⁇ SST נחשב לאחד המודלים היפים ביותר של RANS והוא מומלץ עבור:

  • יישומים Aeroדינמית
  • זרימה עם הפרדה
  • שכבת גבול מורכבת
  • מקרים הדורשים חיזוי מדויק של הפרדה זרימה

מודלים וחתולים

עבור גישות אדדי סימפוזיון (שכבות) גדולות, חישוב של אנרגיה קינטית מטרידה הופך מורכב יותר. les סימולציות יכול לחשב את סך (היקף רחב היקף פלוס נפתר) אנרגיה קינטית סוערת וקצב ניתוק סוער, וניתן להרחיב כדי לכלול את כל התנאים של תקציב האנרגיה הקינטית הסוערת.

ב- les, ה-TKE כולל שני מרכיבים:

  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ⁇ (ב) ⁇ :0) ⁇ (ב) ⁇ : ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

כלי שדה משמש בדרך כלל כדי לחשב את שדה המהירות הממוצע (UMean), אשר משמש אז לחשב את וקטור המהירות משתנה (UPrime) כמו UPrime = U - UMean.

הגדרת תיק OpenFOAM עבור TKE Calculation

לאחר שבחרת את מודל הזעזוע המתאים, הצעד הבא הוא להגדיר כראוי את מקרה OpenFOAM שלך.זה כרוך בהקמת מבנה הדירקטוריוני, הגדרת תנאי ראשונית וגבול, והגדרת תכונות הזעזוע.

מבנה Directory Structure

מקרה פתוח טיפוסי של OpenFOAM מכיל כמה תת-סוגיות חיוניות:

  • (FLT:0/IRLT:1) מכיל קבצים ראשוניים ותנאי גבול לכל משתנה שדה
  • (ב) ,0) ,(ב) ,(ב) , ⁇ ) , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (FLT:0)מערכת / אנדרט 1) - מכיל דיוורקציות עבור בקרת סימולציה, תוכניות פירוק ופתרון אלגוריתמים

ארכיון תגיות Turbulence Properties

מודל הזעזוע מוגדר בקובץ FLT:1 עבור סימולציה RANS באמצעות מודל k-epsilon, הקובץ ייראה כך:

simulationType RAS;

RAS
{
 RASModel kEpsilon;
 turbulence on;
 printCoeffs on;
}

ה- coefficients for RAS turbulence מודלים ניתנים ערכי ברירת מחדל בקוד המקור שלהם, אבל משתמשים יכולים להתגבר על אלה על ידי הוספת כניסה תת-שיפוטית עם שם המודל ואחריו "Coeffs", כגון kEpsilonCoeffs עבור מודל kEpsilon.

עבור מודל k-omega SST, אתה תפרט:

simulationType RAS;

RAS
{
 RASModel kOmegaSST;
 turbulence on;
 printCoeffs on;
}

קביעת תנאים מוקדמים ל- Turbulence Variables

(ב) ב[[1924]], ב[[1924]], ב[[1924]], ב[[1924]], [[1924]], [[1924]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]

חישוב ערכים ראשונים עבור k

הערך הראשוני של אנרגיה קינטית טורחת יכול להיות מוערך מעוצמת הזעזוע ומהירות ההתייחסות.עבור זעזועים איזוטרופיים, k=3/2 × (I × u ref)2, שם אני עוצמת הזעזוע (בדרך כלל בין 1% ל -10% עבור רוב יישומי הנדסה) ו- uref הוא גודל ההתייחסות.

לדוגמה, אם יש לך מהירות התייחסות של 20 מ"מ ועוצמה סוערת של 5% (0.05):

k = 1.5 × (0.05 × 20)2=1.5 × 1.0=1.5 מ"ר / 2

קובץ ה-FLT:11 יכלול:

dimensions [0 2 -2 0 0 0 0];

internalField uniform 1.5;

boundaryField
{
 inlet
 {
 type turbulentIntensityKineticEnergyInlet;
 intensity 0.05;
 value uniform 1.5;
 }

 outlet
 {
 type zeroGradient;
 }

 walls
 {
 type kqRWallFunction;
 value uniform 1.5;
 }
}

חישוב ערכים ראשונים עבור Epsilon

שיעור הניתוק הסוער ניתן להעריך באמצעות האנרגיה הקינטית הסוערת וגודל אורך אופייני.

× k (1.5) / L.

כאשר C μ הוא קבוע אמפירי (בדרך כלל 0.09) ו- L הוא קנה מידה אופייני של הזעזוע (כגון 7% של מימד גיאומטרי אופייני).

תנאים חמורים ל- Turbulence Variables

OpenFOAM מספק תנאים מיוחדים של גבול אשר להגדיר אנרגיה קינטית סוערת המבוססת על מהירות חתומה ועוצמת ההפרעות של המשתמש.

עבור גבולות קיר, פונקציות קיר מתאימות חייב להיות נבחר על בסיס החלטת ה- mesh שלך מודל טורחה. מגוון של מודלים של תפקוד קיר זמין ב OpenFOAM אשר מוחלים כתנאי גבול על כתמים בודדים, המאפשר מודלים שונים של תפקוד קיר להיות מיושם באזורים שונים חומה.

הגדרות לחומה

בחירת פונקציות הקיר תלויה בהחלטת הישבן שלך ליד קירות, המאופיינת במרחק הקיר חסר הממד y+:

  • (ב) ⁇ :0) ,0 (ב-[[1924]]: [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]
  • (ב) ⁇ :0) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (FLT:0) פונקציות קיר אוטומטי: FLT:1eur כמה דגמים מספקים פונקציות קיר רגישות y+in רגישות שעובדות בטווח של ערכים y+

עבור שדה epsilon, ליישם את epsilonWallFunction לתיקונים מקבילים, ועבור שדה אומגה, ליישם את אומגהWallFunction לתיקונים מקבילים.

הגדרות Solver הגדרות ו- Control Parameters

המנהלת של ה-FLT:14 מכילה כמה דיסלקציות חשובות השולטות כיצד הסימולציות שלך פועל וכיצד עיבוד הנתונים.

קובץ הבקרה

הקובץ ,FLT:15 שולט בביצוע הסימולציה, כולל זמני התחלה וסיום, שלב זמן והגדרות פלט.כדי להבטיח שנתוני TKE כתובים במרווחים מתאימים, להגדיר את הפרמטרים של בקרת הכתיבה:

application simpleFoam;

startFrom startTime;

startTime 0;

stopAt endTime;

endTime 1000;

deltaT 1;

writeControl timeStep;

writeInterval 100;

purgeWrite 0;

writeFormat ascii;

writePrecision 6;

writeCompression off;

timeFormat general;

timePrecision 6;

runTimeModifiable true;

הוספת אובייקטים פונקציונליים ל-TKE Monitoring

האובייקט של זעזועים מסובכים כמויות הקשורות להפרעות שונות שאינן בדרך כלל פלט במהלך חישובים, כולל k (אנרגיה קינטית מטרידה). אתה יכול להוסיף אובייקטים לתפקד ישירות בקובץ הבקרה כדי לפקח ולפלט TKE במהלך הסימולציה.

הוסף את הפעולות הבאות ל- ControlDict שלך:

functions
{
 turbulenceFields
 {
 type turbulenceFields;
 libs ("libfieldFunctionObjects.so");
 fields (k epsilon omega R);
 executeControl writeTime;
 writeControl writeTime;
 }

 probes
 {
 type probes;
 libs ("libsampling.so");
 writeControl timeStep;
 writeInterval 10;

 fields (p U k epsilon);

 probeLocations
 (
 (0.1 0.05 0.01)
 (0.2 0.05 0.01)
 (0.3 0.05 0.01)
 );
 }

 fieldAverage
 {
 type fieldAverage;
 libs ("libfieldFunctionObjects.so");
 writeControl writeTime;

 fields
 (
 U
 {
 mean on;
 prime2Mean on;
 base time;
 }
 k
 {
 mean on;
 prime2Mean off;
 base time;
 }
 );
 }
}

אובייקטים אלה מספקים דרכים שונות ללכוד נתונים של TKE:

  • (ב) ,0) , טורפות: 1 (ה) , וודא כי כמויות טורפות כתובות להנפיק קבצים
  • (ב) [15] ,[[1924]]]]]]
  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

דיסוציאציה Schemes

הקובץ specifies the numerical Programs המשמש לפירוק המשוואות השולטות. for turbulence, יש לציין תוכניות מתאימות למשתנה המטריד:

ddtSchemes
{
 default steadyState;
}

gradSchemes
{
 default Gauss linear;
}

divSchemes
{
 default none;
 div(phi,U) bounded Gauss linearUpwind grad(U);
 div(phi,k) bounded Gauss upwind;
 div(phi,epsilon) bounded Gauss upwind;
 div(phi,omega) bounded Gauss upwind;
 div((nuEff*dev2(T(grad(U))))) Gauss linear;
}

laplacianSchemes
{
 default Gauss linear corrected;
}

interpolationSchemes
{
 default linear;
}

snGradSchemes
{
 default corrected;
}

פתרון בקרת פתרון

הקובץ של ה-FLT:20 שולט בפתרון אלגוריתמים וקריטריונים של התכנסות, הגדרות נכונות להבטיח פתרונות מדויקים ויציבים למשוואות סוערות:

solvers
{
 p
 {
 solver GAMG;
 tolerance 1e-06;
 relTol 0.1;
 smoother GaussSeidel;
 }

 U
 {
 solver smoothSolver;
 smoother symGaussSeidel;
 tolerance 1e-05;
 relTol 0.1;
 }

 "(k|epsilon|omega)"
 {
 solver smoothSolver;
 smoother symGaussSeidel;
 tolerance 1e-05;
 relTol 0.1;
 }
}

SIMPLE
{
 nNonOrthogonalCorrectors 0;
 consistent yes;

 residualControl
 {
 p 1e-4;
 U 1e-4;
 "(k|epsilon|omega)" 1e-4;
 }
}

לרוץ את הסימפוזיון

עם המקרה שלך מוגדר כראוי, אתה מוכן להפעיל את הסימולציה.בחירה של פותר תלויה בסוג זרימת הדם שלך והאם אתה פותר בעיה יציבה או קבועה.

בחירת הפתרון הנכון

OpenFOAM מספק פתרונות שונים עבור סוגים שונים של בעיות זרימה:

  • (ב) ,0) ,SmpleFoam: 1FLT:1 Steady-state Solr for incompressible, זעזועים באמצעות אלגוריתם SIMPLE
  • (ב) [15] ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ⁇ :0 (ב) ,0) ,(החלל ה-SEC: אלגוריתמים טרנספורמטיביים (PISO) ו- SIMPLE), המתאימים לצעדי זמן גדולים
  • (ב) ,0) ,rhoSimpleFoam: cc-Fireph: 1 , Steady-state Solr forדחוס, זעזועים קשים
  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

עבור זרם סוער של מצב יציב, אתה תרוץ:

simpleFoam > log.simpleFoam &

עבור סימולציה חולפת:

pimpleFoam > log.pimpleFoam &

מעקב אחר Convergence

מעקב אחר ההתכנסות של הסימולציה שלך הוא חיוני כדי להבטיח תוצאות מדויקות.אתה יכול לפקח על שאריות בזמן אמת באמצעות:

tail -f log.simpleFoam

או להשתמש בשירות ה-pyFomPlotWatcher אם יש לך PyFoam מותקן:

pyFoamPlotWatcher.py log.simpleFoam

עבור סימולציות מצב קבוע, להבטיח כי שאריות עבור כל המשתנים (כולל k ו-epsilon או אומגה) ירידה ברמות מקובלות, בדרך כלל מתחת 1e-4 או 1e-5.הסימולציה צריכה להראות כי הפתרון הגיע למצב יציב, עם שינויים מינימליים בערכים בין הרצפים.

עבור סימולציות טרנספורמטיביות, לפקח על האבולוציה של זמן של כמויות מפתח ולהבטיח שהפתרון הוא הגיוני מבחינה גופנית וכי כל זמן-התחילה בוצעה לאורך זמן מספיק כדי להשיג תוצאות משמעותיות סטטיסטית.

עיבוד מקבילים

עבור מקרים גדולים, עיבוד מקביל יכול להפחית באופן משמעותי את זמן חישוב.

(ה) לאחר שפיכתו של ה-FLT:26 (הופנה מהדף ).

2.לרוץ את המפת במקביל:

mpirun -np 4 simpleFoam -parallel > log.simpleFoam &

3.הרסו את המקרה לאחר השלמתו:

reconstructPar

הפקה: Turbulent Kinetic Energy Data

לאחר שהסימולציות שלך הושלמו בהצלחה, הצעד הבא הוא לחלץ ולנתח את נתוני האנרגיה הקינטית הסוערת.OpenFOAM מספק שיטות מרובות לגישה למידע של TKE.

גישה לקובצי שדה

הדרך הישירה ביותר לגשת לנתונים של TKE היא באמצעות קבצי השדה הכתובים במהלך הסימולציה.עבור כל פעם שכותבים (למשל, FLT:30, FLT:31,FLT:32,FLT:32, FLT:32, קונסולת:33), OpenFOAM כותב קבצים עבור כל משתנים שדה, כולל קובץ FLT:34 המכיל ערכים קינטיים סוערים.

קובץ ה-FLT:35 מכיל:

  • מידות של המשתנה
  • ערכים פנימיים (TKE at Each cell Center)
  • ערכי שדה דחוסים (TKE at Frontier)

ניתן להציג קבצים אלה ישירות עם עורך טקסט עבור מקרים קטנים, או להשתמש ב- OpenFOAM כלי רכב עבור נתונים גדולים יותר.

שימוש ב-Post-Processing Utilities

OpenFOAM מספק מספר כלי רכב עבור נתונים של הפרעות לאחר עיבוד:

דוגמאות

השירות של ה-FLT:36 מספק נתונים לאורך קווים, מטוסים או משטחים.

type sets;
libs ("libsampling.so");

interpolationScheme cellPoint;

setFormat raw;

sets
(
 centerline
 {
 type uniform;
 axis distance;
 start (0 0.05 0.01);
 end (1 0.05 0.01);
 nPoints 100;
 }
);

fields (p U k epsilon);

להפעיל את השירות עם:

sample -latestTime

המונחים: service

השירות (FLT:40) יכול לבצע את הפעולות על התוצאות הקיימות:

postProcess -func turbulenceFields -latestTime

זה שימושי אם שכחת לכלול אובייקטים מסוימים של תפקוד במהלך סימולציה.

מידע על פרופילים Probe Files

אם תגדירו אובייקטים בפקדתך, הנתונים יישמרו במדריך FLT:42 לכל שדה יש קובץ משלו המכיל נתונים בזמן-היסטוריה במקומות בדיקה המפורטים.

קבצי הנתונים של המחקר מעוצבים כעמודות:

  • עמוד 1: זמן
  • 2+: ערכים בכל מיקום בדיקה

נתונים אלה יכולים להיות מיובאים בקלות לתוך כלי מזחלות כמו gnuplot, Python (matplotlib), או MATLAB לניתוח ודמיון.

שימוש ב-PraView for Visualization

ParaView הוא כלי הדמיה סטנדרטי עבור תוצאות OpenFOAM. כדי לפתוח את המקרה שלך ב ParaView:

paraFoam

או ליצור קובץ dummy ופתוח עם ParaView ישירות:

touch case.foam
paraview case.foam

ב-PraView, ניתן:

  • ויזואליזציה של קווי המתאר על פני השטח והמטוסים
  • יצירת נקודות מבט קבועות של ערכים של
  • צור כותרות צבעוניות על ידי TKE
  • פרופילים של TKE לאורך קווים
  • חישוב נפח - ממוצע או שטח - ערכי TKE
  • נתוני יצוא בפורמטים שונים לניתוח נוסף

« « « מהירויות מתקדמות וניתוח

מעבר למיצוי בסיסי של שדה k, יש כמה טכניקות מתקדמות לניתוח אנרגיה קינטית סוערת בסימולציות OpenFOAM.

לקט ספרים מאת Velocity Fluctuations

עבור les או סימולציות DNS, או כאשר אתה רוצה לאמת תוצאות RANS, אתה יכול לחשב את TKE ישירות מתנודות מהירות.זה דורש נתונים מהירות מגובה זמן.

התהליך כולל:

  1. חישוב שדה המהירות של הזמן (U mean)
  2. תנודות מהירות: U' = U - U mean
  3. שם הסרטון: The Reynolds Stress: u'u', v'v', w'w'
  4. Calculating TKE: k= 0.5 × (u' + v'v' + w'w)

אובייקט שדה אברגיל יכול להיות שותף הרבה של תהליך זה על ידי מחשוב הן מתכוונים והן ראשוניות2 מאן (מתחרי) שדות.

ניתוח תקציב TKE

הבנת תקציב האנרגיה הקינטית הסוערת מספקת תובנות לייצור, תחבורה, ופירוק של זעזועים בזרם שלך.משוואה התחבורה של צ'אק כוללת תנאים:

  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ⁇ (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ⁇ :0) , ⁇ (ב) ,ב"ה) ,"התב"ה, "התחילה" (בתרגום חופשי: ⁇ ⁇ )

פותרי מכס או אובייקטים פונקציונליים יכולים להיות מפותחים כדי לחשב ולייצר את תנאי התקציב האישיים הללו, ולספק הבנה מפורטת של דינמיקה של זעזוע בסימולציה שלך.

« « פתיחות קלוריות

עוצמת טורבולנס היא לעתים קרובות אינטואיטיבית יותר מאשר TKE לאופי רמות ההפרעות.זה מוגדר כמו:

I = ⁇ (2k/3) / U mean

איפה U mean הוא גודל המהירות הממוצע.זה יכול להיות מחושב לאחר עיבוד באמצעות מסנן המחשבון ב ParaView או באמצעות תסריטי Python מותאמים אישית.

קיצור של Spatial Averaging andאינטגרציה

עבור יישומים הנדסיים רבים, ייתכן שתצטרך ערכים ממוצעים מרחביים של TKE על אזורים ספציפיים.זה יכול להתבצע באמצעות:

  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

OpenFOAM מספק אובייקטים לתפקוד של פעולות אלה, כגון: FLT:45 ו-FLT:46.

בעיות נפוצות ופתרון בעיות

כאשר חישוב אנרגיה קינטית מטרידה ב OpenFOAM, אתה יכול להיתקל בבעיות שונות.כאן בעיות נפוצות ופתרונות שלהם.

בעיות בהסכמה

אם הסימולציה שלך לא מתאחדת או מראה שאריות:

  • (ב) תנאים ראשוניים:0 (ב) 1FLT:1 וודא k ו-epsilon/omega ערכים הם סבירים מבחינה גופנית
  • (ב) הפחתה של גורמים:0 (ב) הפחתה של גורמי הרפיה ב- fvSolution עבור משתנים סוערים
  • (ב) ,0) תנאי גבול: FLT:1, ודא כי לכל הגבולות יש תנאי זעזוע נאותים
  • איכות ה-FLT:0 (ה-Check mesh): איכות המים המסכן עלולה לגרום לבעיות ההתכנסות
  • (FLT:0) סקירת תוכניות פירוק: FIRLT:1 נסה תוכניות יציבות יותר עבור משוואות סוערות

ערכים לא פיזיים

אם אתה רואה ערכים שליליים או גדולים מאוד:

  • תנאי גבול:0 (ב) תנאי ביטול תיקון 1 (במקרים רבים) גורמים לבעיות
  • (ב) ,0) טיפול קיר: 1FLT:1ua y + ערכים מתאימים למודל הזעזוע שלך
  • (ב) מודל בחירה:0) מודל בחירה: מודל ההפרעה הנבחר לא יכול להיות מתאים לזרם שלך
  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

בעיות בתפקוד

פונקציות חומות הן רגישות לפתרון .בעיות נפוצות כוללות:

  • (ב) עיין ב-[[1924]]: [[1924]]]], ב[[1924]], [[1924]], [[1924]]]], [[1924]], [[1924]]]]
  • טיפול בקיר עקבי: 1.10.10.1 להבטיח את כל גבולות הקיר תואמים
  • (ב) בעיות אזוריות:0) להימנע ממקם את מרכז התא הראשון בשכבת החיץ (5 < y+ < 30)

בעיות של data Extraction

אם יש לך בעיה לחלץ נתונים של TKE:

  • (ב) ויקרא י"א: "ה' י"א י"א י"א י"א: "ה' י"א י"א י"א י"א י"א י"א , ויקרא י"ד ,"א .
  • (FLT:0) הפונקציה צ'אק syntax:FIRLT:1 שגיאות במילוי אובייקטים יכול למנוע תפוקה של נתונים
  • (ב) כתוב: "הכתובים" (ב) "הכתובים" (ב"ב) ו"הכתובים" (בתרגום חופשי)
  • (ב) עיין בהודעות שגיאה הקשורות לאובייקטים או לכתיבה בשטח

שיטות טובות ל TKE Calculations

כדי להבטיח חישובים מדויקים ואמינים של אנרגיה קינטית ב OpenFOAM, בצעו את התרגילים הטובים ביותר:

בחירת מודל

  • בחרו מודלים של זעזוע מתאים לפיזיקה של זרימה
  • שקול את העלות החישובית מול דיוק מסחר-off
  • אימות מודל הבחירה שלך נגד נתונים ניסיוניים במידת האפשר
  • להיות מודע למגבלות מודל וטווחי אמינות

איכות

  • להבטיח את ההחלטה נאותה של mesh באזורים של זעזוע גבוה
  • לשמור על ערכים מתאימים עבור הגישה שלך לטיפול הקיר
  • השתמש בזיקוקציה של mesh באזורים קריטיים
  • בדוק מדדים איכותיים (אוטוקיונאליות, skewness, יחס היבט)

תנאים

  • שימוש בתנאי גבול וחילונית
  • להבטיח עקביות בין מהירות והפרעות גבול
  • שקול באמצעות תנאים מיוחדים של גבול כמו זעזועים
  • בדוק כי גבולות היציאה הם די רחוק מאזורי עניין

פתרון ניטור

  • מעקב אחר שאריות לכל המשתנים כולל כמויות של זעזועים
  • בדוק עבור התכנסות של כמויות משולבות (כוחים, שערי זרימה)
  • השתמש בבדיקות כדי לפקח על אבולוציה של פתרון במקומות קריטיים
  • בדוק כי פתרונות הם סבירים פיזית בכל התחומים

אימות ואימות

  • השוואת תוצאות עם נתונים ניסיוניים או פתרונות אנליטיים כאשר זמין
  • ביצוע מחקרים עצמאות
  • בדוק את הרגישות לתנאים הראשוניים ופרמטרי המודל
  • מסמך כל הנחות ומגבלות

יישומים מעשיים של TKE Analysis

הבנה של התפלגות אנרגיה קינטית מטרידה בסימולציות שלך יש יישומים מעשיים רבים על פני דיסציפלינות הנדסיות שונות.

ערבוב ומחויבות

במערכות שלבעירה, TKE משפיע ישירות על ערבוב מחירים בין דלק ו-oxidizer. אזורי TKE גבוהים יותר מצביעים על שילוב משופר, אשר יכול לשפר את יעילות הבעירה, אך עשוי להשפיע גם על יציבות הלהבה.מהנדסים משתמשים בנתונים TKE כדי לייעל עיצובים כוויות ותאים לבעירה.

שיפור

אנרגיה קינטית טורבולית קשורה הדוק לשיעורי העברת חום.בעיצוב החלפת חום, זיהוי אזורים של טק גבוה עוזר אופטימיזציה של ג'ממות פני השטח עבור העברת חום מקסימלית.

עיצוב Aeroדינמית

ביישומים אווירודינמיקה, TKE משפיע על גרר, מעלית וזרימה הפרדה. A לנתח התפלגות TKE סביב אווירפוחיות, כלי רכב, או בניינים עוזר למהנדסים להבין התנהגות זרימה ואופטימיזציה של עיצובים עבור ביצועים מופחתים או שיפור.

זרימה סביבתית

עבור יישומים סביבתיים כגון פיזור מזוהים או תחבורה של סימנט, TKE קובע ערבוב ושיעורי תחבורה.הבנת התפלגות TKE בנהרות, estuaries, או זרימת אטמוספירית מסייעת לחזות אסטרטגיות התפשטות ועיצוב contaminant.

טורבומט'רי

במשאבות, דחוסים וטורבינות, TKE משפיע על יעילות וביצועים. אזורי TKE גבוהים עשויים להצביע על הפרדה זרימה או זרמים משניים אשר להפחית את היעילות. ניתוח TKE מסייע אופטימיזציה גיאומטריות להב ומעברים זרימה.

משאבים נוספים ולמידה נוספת

כדי להעמיק את ההבנה של חישובי אנרגיה קינטית סוערים ב OpenFOAM ו- זעזועים מודלים באופן כללי, לשקול לחקור את המשאבים האלה:

מסמך OpenFOAM

התיעוד הרשמי של OpenFOAM מספק מידע מקיף על מודלים של הפרעות, תנאי גבול ואובייקטים פונקציונליים.

פורום מקוון CFD

ה-FLT:0 (CFD Online OpenFOAM פורומים של ההרחבה:1) הם משאב מצוין לפתרון בעיות ספציפיות ולמידה מחוויות של משתמשים אחרים.הקהילה פעילה ועוזרת הן למתחילים והן למשתמשים מתקדמים.

המונחים:

הבנת היסודות התיאורטיים של זעזועים מודלים משפרת את היכולת שלך לבחור מודלים מתאימים ופרש תוצאות.ספרים קלאסיים על זעזוע ו- CFD מספקים ידע רקע יקר שמשלים מיומנויות Active OpenFOAM מעשי.

קורסי אימון פתוחים

כמה ארגונים מציעים קורסי הכשרה OpenFOAM המכסים את ההפרעה מודלים לעומק. קורסים אלה מספקים ניסיון בעל ידיים עם מקרים בעולם האמיתי והדרכה מומחה על שיטות הטובות ביותר.

מחקרים ומחקרי מקרים

הספרות האקדמית מכילה מחקרים רבים של אימות ויישומים של מודלים של הפרעות ב OpenFOAM.קריאה של מאמרים אלה מסייעת לך להבין יכולות מודל, מגבלות, ותחומים מתאימים של יישומים.

מסקנה

חישוב אנרגיה קינטית מטרידה ב OpenFOAM הוא תהליך רב-שלב הדורש תשומת לב זהירה למבחר מודל להפרעות, קביעת מקרה, ביצוע סימולציה, ולאחר עיבוד. על ידי ביצוע ההנחיות המקיפים המוצגים במאמר זה, אתה יכול לקבל נתונים מדויקים ואמינה של TKE מסימולציות CFD שלך.

השלבים המרכזיים כוללים בחירת מודל טורחה מתאים כי ישירות לקידוד TKE (כגון k-ε או k- ⁇ מודלים), תיקון תנאי ראשוני וגבול עבור משתנים סוערים, הגדרת אובייקטים כדי לפקח ולייצר נתונים TKE, הפעלת הסימולציה עם הגדרות פתרון מתאימות, ומיצוי שדה TKE מהתוצאות באמצעות OpenFOilsil או הדמיה כמו כלי ParaView.

זכור כי המשתנה (FLT:0) , 000 1 ב OpenFOAM מייצג ישירות אנרגיה קינטית סוערת בסימולציות RANS, מה שהופך אותו פשוט גישה לאחר הסימולציה שלך מוגדר כראוי.עם זאת, השגת תוצאות משמעותיות דורש הבנה של הפיזיקה של זרמי זעזוע, הנחות ומגבלות של מודלים סוערים שונים, ואת השיקולים המספריים המעורבים בסימולציות CFD.

כאשר אתה מקבל ניסיון עם חישובים TKE ב OpenFOAM, אתה לפתח אינטואיציה עבור בחירת מודל מתאימה, דרישות mesh וכתוצאה פרשנות. מומחיות זו תאפשר לך להתמודד עם בעיות זרימה מורכבות יותר ויותר תמצית תובנות יקרות ערך מהסימולציות שלך כדי לתמוך בתכנון הנדסי וניתוח.

בין אם אתה מנתח ערבוב כורים כימיים, אופטימיזציה של עיצובים אווירודינמיקה, לומד זרמים סביבתיים, או חוקר כל יישום אחר מעורב זרימה סוערת, חישוב מדויק ופרשנות של אנרגיה קינטית מטרידה הוא מיומנות חיונית אשר ישפר את הערך והאמינות של עבודת CFD שלך.