3.6. Граничное условия «стенка» (Wall)
М
Рис. 3.9. Меню
задания периодического граничного
условия
Данное условие описывает взаимодействие стенки с потоком. Оно в основном определяет движение стенки и тепловой поток, проходящий через нее к потоку или от него.
Рис. 3.10. Меню граничного условия «непроницаемая стенка»
Движение стенки задается в поле Wall Motion (1 на рис. 3.10). Возможны два варианта движения:
Stationary Wall – стенка неподвижна относительно области течения, к которой она принадлежит;
Moving wall – стенка подвижна относительно своей зоны потока.
При выборе последнего пункта в поле Motion появляется дополнительное поле (2 на рис. 3.10), в котором задаются тип движения стенки:
Translation – поступательное;
Rotational – вращательное;
Components – комбинированное.
В случае выбора поступательного движения в поле (Speed) (3 на рис. 3.10) задается скорость движения. В поле (Direction) (4 на рис. 3.10) с помощью направляющего вектора определяется направление движения стенки.
В случае выбора вращательного движения Rotational (2 на рис. 3.10) необходимо задать скорость вращения и направление оси вращения с помощью направляющих косинусов (Rotation Axis Origin).
В поле Shear condition (5 на рис. 3.10) определяется поведение потока у стенки. Чаще всего задается условие не прилипания (no slip) - равенство нулю скорости на стенке.
В программе Fluent имеется возможность учета влияния шероховатости стенки на течение. Величина шероховатости вводится в поле Roughness Height (6 на рис. 3.10).
Для того, чтобы описать тепловое взаимодействие стенки с потоком нужно нажать на закладку Thermal в верхней части меню Wall (7 на рис. 3.10). В результате меню задания ГУ стенки примет вид, показанный на рис. 3.11.
Тепловой поток от стенки к рабочему телу может быть задан несколькими способами:
Heat Flux – задается непосредственно тепловой поток;
Convection – задаются условия, описывающие конвекцию: температура потока вблизи стенки и коэффициент теплопередачи ;
Temperature – задается температура стенки;
Radiation - задаются параметры, характеризующие излучение тепла стенкой;
Mixed – комбинированное задание.
Рис. 3.11. Подменю задания теплового потока через стенку
Чаще всего применяются первые три условия. Для определения теплового взаимодействия стенки и потока необходимо задать материал стенки. Для этого из списка Material Name надо выбрать нужный материал. Предварительно его следует описать в меню Define Materials, как это было показано в п. 2.8.
3 Рис. 3.12. Меню DefineUnits .7. Изменение размерности вводимых параметров
Обратите внимание на то, что в полях, в которых требуется вводить численные значения параметров, рядом с его названием в скобках указана размерность. Например, на рис. 3.11 можно увидеть надпись Heat Flux (w/m2). По умолчанию все переменные в программе Fluent вводятся в системе СИ. Однако в ряде случаев пользоваться размерностью в системе СИ неудобно. Например, угловую скорость на практике проще задавать в об/мин, а не в рад/сек. При вводе зависимостей свойств рабочих тел от параметров потока в кусочно-линейном виде, температуру удобнее вводить в градусах Цельсия, так как. в таком виде эта информация чаще всего приводится в справочниках.
Изменить размерность вводимых параметров можно с помощью команды Define Units. Внешний вид меню этой команды показан на рис. 3.12.
В этом меню в списке Quantities выбирается название параметра (на английском языке), размерность которого нужно изменить. После этого в поле Units появится список доступных вариантов размерностей параметра. Из них выбирается требуемый. После выполнения данной команды, введенные ранее значения данной переменной, будут автоматически пересчитаны в установленной размерности.
В поле Set All to можно выбрать систему измерений, в которой будут вводится все параметры по умолчанию (СИ, кгс или британская).
Примечание. В случае выбора другой размерности температуры, перед расчетом ее следует изменить обратно на Кельвины, так как расчет в других единицах температуры не поддерживается.