ALINA ADRIANA MINEA TEHNICI DE SIMULARE A PROCESELOR TERMOGAZODINAMICE - lucrri practice - - 2013 - CURGEREA LAMINAR N CONDUCTE Laborator 1. Curgerea laminar n conducte 1 Specificaiile problemei: 1.Crearea geometriei n GAMBIT; 2.Mesharea geometriei n GAMBIT; 3.Specificarea tipurilor de limite n GAMBIT; 4.Implementarea problemei n FLUENT; 5.Rezolvarea; 6.Analiza rezultatelor; 7.Curirea meshurilor; Problema 1 Problema 2 Specificaiile problemei Se consider un fluid care circul printr-o conduct cu seciune constant. Diametrul conducteiestede0,2miareolungimede8m.Vitezadeintrareestede1m/sieste constant pe seciunea de intrare. Fluidul iese apoi n atmosfera care se afl la presiunea de 1 atm. Considernd densitatea = 1 Kg/m3 i coeficientul de viscozitate de = 2 x 10-3 Kg/ms.Numrul lui Reynolds Re bazat pe diametrul conductei este: Re = VavgD = 100 Unde: Vavg viteza medie la intrare, care este de 1 m/s n cazul nostru; Rezolvai aceast problem folosind programul de simulare FLUENT. Rezolvai apoi graficul vitezei la centru, coeficientul de frecare la limita pereilor i profilul vitezei la ieire. Validai rspunsul. Not: Valorile vitezei la intrare i proprietile fluxului sunt alese convenional. Se va axa mult pe numrul lui Reynolds. Vin L d = 0,2 Laborator 1. Curgerea laminar n conducte 2 Analiza preliminar Sepreconizeazcavscozitateastratuluilimitscreascncepnddelaintrare. Eventual va crete pn va umple complet conducta (considernd conducta destul de lung). Cndacestlucruareloc,fluxulestecompletdezvoltat,nemaiavndvariaieaprofiluluide vitezde-alunguldirecieiaxiale,x(vezifigurademaijos).Sepoateobineosoluiea ecuaieinregiuneadezvoltatntotalitate.LucruvizibilincursuldeIntroduceren MecanicaFluidelor.Vomcompararezultatelenumericeobinutenzonadezvoltat completcuceleobinuteanalitic.Orecomandareesterevedereacursuluiintroductivpentru analizafluxuluicompletdezvoltat.Caresuntvalorilevitezeincentruifactoruldefrecare pecareleavemnzonacompletdezvoltat,bazndu-nepesoluiileanalitice?Careeste soluia pentru profilul de vitez? Vom crea geometria i meshurilen GAMBIT (preprocesorul programului Fluent) i apoi le vom citi i rezolva n Fluent. Laborator 1. Curgerea laminar n conducte 3 PASUL 1: CREAREA GEOMETRIEI N GAMBIT. Dac dorim s srim peste acest pas, putem crea un folder de lucru (vezi mai jos) n care s descrcm meshurile (clic dreapta i salvai ca pipe.msh) i apoi trece direct la pasul 4. Strategii pentru crearea geometriei. Pentruacreaundreptunghi,vomncepecupoziionareaapatruvertexuri(puncte)ncele patrucoluri.Apoivomunipuncteleadiacentecuoliniedreaptpentruaformalaturile (edges)dreptunghiului.nceledinurmvomcreafaacarecorespundesuprafeei interioareadreptunghiului.Lapasul2vomfacemeshareafeei(dreptunghiului).Pentru problemele tridimensionale trebuie creat un volum(a treia dimensiune) format din fee. Mai scurt,etapelepentrucreareaunuiobiecttridimensionalnGambitsunt:Creareapunctelor Crearea Laturilor - Crearea Feelor Crearea Volumelor. Crearea unui folder de lucru Creai un folder numit pipe. Vom folosi acest folder ca fiind folderul de lucru n care se vom pstra toate fiierele. Pornirea GAMBIT-ului Se iniializeaz prompterul de comenzi Start > Run Pentru Window NT/2000/XP: Se scrie cmd apoi se apas OK Laborator 1. Curgerea laminar n conducte 4Dup aceasta, intrai n folderul de lucru. De exemplu, dac folderul creat, numit fluent pe partiia S: n Windows, executai cd S:\fluent Interfaa GAMBIT arat astfel: -Bara meniului principal: -Meniul instrumentelor Vom folosi acest meniu mai mult sau mai puin de-a lungul crerii geometriilor. Se poate observa c fiecare meniu principal are sub-meniuri. -Meniul de control Laborator 1. Curgerea laminar n conducte 5 MeniuldecontrolareopiuniprecumFit toScreeni Undocaresuntfoarte des utilizate n timpul crerii geometriei precum i a meshurilor. -Fereastra de lucru: Aceasta este fereastra unde se pot observa grafic toate operaiile pe care le executm. -Panoul de descriere Panoul de descriere conine descrierile butoanelor sauobiectelor peste care micm cursorul mouseului. Micnd mouseul peste butoate, putem observa aceste descrieri. -Fereastra de transcriere a comenzilor Aceasta este fereastra n care se scriu comenzile n Gambit i n care se pot terge/corecta. Dacnusuntemsiguricaamapsatbutonulcorectsauamgreitcomanda,aicisepoate Laborator 1. Curgerea laminar n conducte 6monitoriza. Se poate mri fereastra prin apsarea sgeii din partea de sus, dreapta iar pentru a reveni la dimensiunile iniiale, se apas din nou. Selectarea Solverului Main Menu > Solver > Fluent 5/6 Se verific apoi dac s-a activat, n fereastra de transcriere a comenzilor. Putem presupune o curgere axisimetric. Domeniul problemei este: 0 2Dr , 0 x L Unde r i x sunt coordonatele radiale, respectiv spaiale. Strategii pentru crearea geometriei Vomplasaorigineasistemuluidecoordonatencoluldejosstngaadreptunghiului. Coordonatele colurilor sunt artate n figura de mai jos: Vom crea pentru nceput patru puncte n cele patru coluri ale dreptunghiului pe care le vom intersecta prin segmente, formnd laturile. Dup aceasta, vom construi faa dreptunghiului care acoper suprafaa interioar a lui. (8.0) (8,0.1)(0,0.1) (0,0) Laborator 1. Curgerea laminar n conducte 7 Construcia punctelor (vertexurilor)Se construiesc din meniul instrumentelor urmnd urmtorii pai: Operation Toolpad > Geometry Command Button > Vertex Command Button > Create Vertex Urmtorul pas este introducerea coordonatelor. Vom ncepe prin crearea unui vertex n colul stnga jos a dreptunghiului: ndreptulluix:vomintroducevaloarea0.ndreptulluiy:deasemenea0iarlaz:tot valoarea0(dincauzcavemoproblembidimensional).ApoisefaceclicpeApply. Aceste valori au creat vertexul care are coordonatele (0,0,0). n figura de mai jos se observ grafic aceste valori: n fereastra de transcriere a comenzilor, Gambit-ul ne afieaz comanda de creare a vertexului Created vertex: vertex.1. Vertexurile sunt numerotate consecutiv: vertex.1, vertex.2 etc.; n ordinea n care au fost create. Repetm apoi acest proces pentru a crea celelalte trei vertexuri: Vertexul 2: (0,0.1,0) Vertexul 3: (8,0.1,0) Vertexul 4: (8,0,0) Apoi, pentru a putea ncadra toate puncte n ecran, vom folosi comanda Fit to window. Laborator 1. Curgerea laminar n conducte 8Operation Toolpad > Global Control > Fit to Window Button Acum putem observa pe ecran toate cele patru puncte. Construcia laturilor n continuare vom conecta perechi apropiate de vertexuri pentru a crea laturile:OperationToolpad>GeometryCommandButton>EdgeCommandButton > Create Edge PentruselectareaunuiobiectnGambit,seinebutonSHIFTdelatastaturiapoise selecteaz. Se pot face astfel selecta mai multe obiecte. n cazul nostru, vom selecta, pe rnd, vertexurile. Pe msur ce selectm vertexurile, pe ecranele vor aprea de culoare roie (pot aprea i de alt culoare, n funcie de setrile culorilor standard este roie). Fcnd click pe sgeata n sus din meniu, o mic fereastr se va deschide.

n aceast mini-fereastr vom observa vertexurile selectate. Ele pot fi mutate din stnga, unde suntceledisponibile(Available)spredreapta,undesuntceleselectate(Picked)iinvers. Procesul de mutare se poate face simplu cu ajutorul sgeilor (---> i Geometry Command Button > Face Command Button > Form Face Pentruaconstruiofanscrisdepatrulaturitrebuiesselectmcelepatrulaturicare formeazsuprafaa.AceastasepoatefacetotcuajutorultasteiSHIFT,selectndpernd fiecare latur (putem observa c liniile selectate apar de culoare roie). Dup ce s-au selectat cele patru laturi, se ia mna de pe tast. Sau,maisimplu,sefaceclicpesgeatansuscaredeschideoaltamini-fereastrncare avem de aceast dat laturile. Iar mini-fereastra arat ca n figura de mai jos. Laborator 1. Curgerea laminar n conducte 10 SetrecapoitoatedinstngandreaptaprinsimpluclicpeAll.Senchideapoimini-fereastra fcnd clic pe Close apoi Apply. Laborator 1. Curgerea laminar n conducte 11 PASUL 2: GEOMETRIA MESHURILOR N GAMBIT Vommeshaofaadreptunghiuluicu100dediviziunindireciaaxiali5ndiviziunin direcia radial. Pentru nceput vom mesha cele patru laturi apoi faa. Spaiul dintre grile este specificat de ctre meshul feei. Mesharea laturilor OperationToolpad>MeshCommandButton>EdgeCommandButton> Mesh Edges Din nou selectm cu ajutorul tastei SHIFT sau din meniu laturile verticale. Dac n fereastra graficnuseobservbine acestelinii,putemmriinnd apsattasta CTRLapoiclickpe zonapecarevremsomrim.Dacs-amritpreamult,sepoaterevenifolosindFitto Window. Dup ce am selectat una dintre laturile verticale, o vom diviza folosind Interval Count din butonulpecarescrieIntervalSizedincadrulmeniuluidemesharealaturilor.Apoi,n stnga se va trece numrul de diviziuni (n cazul nostru 5). Apoi se face clic pe Apply.Pe ecran va aprea imaginea ca n figura de mai jos: Laborator 1. Curgerea laminar n conducte 12 Se repet acelai algoritm i pentru mesharea laturilor orizontale, dar divizat n 100 de uniti. Dup ce am meshuit laturile putem crea meshuirea bidimensional a feei. Mesharea feei OperationToolpad>MeshCommandButton>FaceCommandButton> Mesh Face Se selecteaz apoi faa, cu ajutorul sgeii sau tastei SHIFT dup care se face clic pe Apply Laborator 1. Curgerea laminar n conducte 13 PASUL 3: SPECIFICAREA TIPURILOR DE LIMIT Definirea tipurilor de limit Dup cum se observ i n figura de mai sus, vom definit tipurile de limite. Astfel, latura din stngavafiintrareanconduct,laturadindreaptaieirea,ceadesusodefinimcafiind perete iar cea de jos ca axa. OperationToopad>ZonesCommandButton>SpecifyBoundaryTypes Command Button Aceasta va deschide meniul de specificare atipurilor de limit. Primadat vom specific c laturadindreaptaesteintrarea.LaEntity:vomface clicpeEdgespentrucaGambituls tie c vrem s selectm o latur. VomselectalaturadinstngadupcaresefaceclicpeApply.Apoi,laName:vompune inlet iar la Type: vom alege VELOCITY_INLET, urmat de Apply. Repetm aceiai pai i pentru celelalte laturi, respectnd tabelul: POZIIA LATUREINUMELETIPUL StngainletVELOCITY_INLET DreaptaoutletPRESSURE_OUTLET Suswall WALL Joscenterline AXIS Axis (axa) Outlet (ieire) Inlet (intrare) Wall (perete) Laborator 1. Curgerea laminar n conducte 14 La final vom avea urmtoarele: Salvarea lucrului i Exportul Main Menu > File > Save Main Menu > File > Export > Mesh Scriempipe.mshlaFileName:,apoiselectmExport2dMeshdeoareceesteunmesh bidimensional. n final, clic Accept. Verificm dac pipe.msh a fost creat n folderul de lucru. Laborator 1. Curgerea laminar n conducte 15 PASUL 4: SETAREA PROBLEMEI N FLUENT Se deschide fluentul: Start > All Programs > Fluent Inc Products > Fluent x.x.xx > Fluent x.x.xx Selectm 2ddp din list apoi Run 2ddp este folosit atunci cnd folosim un solver bidimensional, de precizie dubl. n solveruldepreciziedublfiecarenumrestereprezentatfolosind64bii,ncontrastcu solverul de precizie simpl care folosete 32 bii. Numrul mare de bii crete precizia dar i ordinuldemrimecarepoatefireprezentat.Dezavantajulestecpentruastfeldesolver avem nevoie de mai mult memorie. Importul grilei Main Menu > File > Read > Case Cazulsedeschidedinfolderuldelucrudeundeseselecteazpipe.msh.Acestestefiierul care a fost creatde preprocesorul Gambit n pasulanterior. Fluentul expune meshurile exact cum sunt ele scrise n Gambit. Laborator 1. Curgerea laminar n conducte 16 Verificmnumruldenoduri,fee(dediferitetipuri)icelule.ncazulnostruavem500 celulepatrulatere.Acestaestenumrullacareeranormalsneateptmdinmomentce aveam5diviziunindireciaradiali100dediviziunindireciaaxialatuncicndam construit grila, deci numrul total de celule este 5 100 = 500. De altfel, dac privim la zone, avem inlet, wall, outleti centerline. Verificarea i afiarea grilei Pentru nceput se verific grila pentru a fi siguri c nu sunt erori.a ) Verificarea grilei se face din Main Menu > Grid > CheckOrice eroare ntlnit va fi reportat imediat. Verificm apoi ieirea pentru a fi siguri c nici acolo nu avem erori. Apoi se face verificarea dimensiunii grilei: Main Menu > Grid > Info > Size Aceasta arat ca n figura de mai jos:

b) Afiarea grilei se face din: Main Menu > Display > Grid Trebuiesneasigurmctoatesuprafeele(Surfaces)suntselectate.Apoifacemclicpe Display. O nou fereastr n care vom observa grila se va deschide. Se va nchide apoi fcnd click pe Close. Operaiile disponibile n fereastra de grid sunt: -Translaia:Gridulpoatefimutatnoricedirecie,inndapsatclicstangai micnd mouseul; -Mrirea:Aceastasepoatefaceinndapsatrotiamouseuluidupcaresemic din stnga spre dreapta. -Micorarea: Aceasta se poate face innd apsat rotia mouseului dup care se mic din dreapta spre stnga. Mrirea grilei arat ca n figura de mai jos: Laborator 1. Curgerea laminar n conducte 17 Putem s vizualizm i anumite pri ale grilei alegnd din lista de suprafee. Se face clic din nou pe Display i apoi se vizualizeaz prile selectate. De exemplu: wall, outlet i centerline. Avem: Laborator 1. Curgerea laminar n conducte 18 n cazuln care avem mai multe limite, putem s le selectmsau s le deselectm pe toaate folosind butoanele de lng Surfaces. Difinirea proprietilor solverului Main Menu > Define > Models > Solver VomalegeAxisymmetricdinlistadesubSpace.Vomfolosisetrileprestabiliteale solverului segregat, formulare implicit, curgere staionar i vitez absolut. Main Menu > Define > Models > Viscous Curgerea laminar este predefinit, deci nu avem nevoie s schimbm nimic n acest menu. Clic Cancel. Main Menu > Define > Models > Energy Laborator 1. Curgerea laminar n conducte 19 Pentru fluidele incompresibile, ecuaia energiei este decuplat de la continuitate i de la ecuaia momentului. Ecuaia o vom activa numai atunci cnd dorim s observm distribuia temperaturii. n exemplul nostru nu este necesar. Lsm deci Energy Ecuation deselectat i facem clic pe Cancel pentru anulare. Definirea proprietilor materialelor Main Menu > Define > Materials idmdensitiivaloarea1iviscozitii2e-3.Acesteasuntvalorilecaresunt specificarenproblemanoastr.Levomconsiderapeamndouconstante.Facemclicapoi pe Change/Create Definirea condiiilor de operare Main Menu > Define > Operating Conditions Pentrutoatecurgerile,Fluentulfolosetemsurapresiuniiinterioare.Defiecaredat cnd este nevoie de presiunea absolut, ea este generat prin adugarea presiunii de operare la presiuneamsurat.Vomfolosivaloareapredefinitde1atm.(101,325Pa)capresiunede operare. Definirea condiiilor la limit Vom stabili n continuare valoarea vitezei la intrare i a presiunii la ieire. Main Menu > Define > Boundary Conditions Laborator 1. Curgerea laminar n conducte 20 Aducem aminte c cele tipuri de limite pe care le-am definit sunt specificate ca zone nparteadestnga ferestrei condiiilorlalimit.Zonacenterline artrebuisfieselectat automat. n cazul n care nu este, trebuie s ne asigurm c tipul acestei limite este ax (axis din lista). Apoi se face clic pe Set. Observm c nu este nici o setare de fcut dect numele pe care, n cazul nostru, l vom lsa centerline.Apoi,maijos,nlistselectminlet.ObservmcFluent-ulindicctipulacestei limiteestevelocity-inlet.NeamintimcaceastaafostdejastabilitnGambit.Daceste necesar,putemschimbatipullimiteistabilitanteriornGambitnacestmeniuprin selectarea diferitelor tipuri din dreapta.

FacemclicpeinletapoiSet...Sevadeschideonoumini-fereastr.Vomaduga valoarea1laVelocityMagnitude(mrimeavitezei).Aceastaseteazvitezacucarefluidul intr n conduct prin limita din stnga. Presiunea (absolut) la ieire este de 1 atm. Din moment ce presiunea de operare este stabilitca fiind1atm, mrimeapresiuniila ieire=presiunea absolutlaieirepresiunea de operare = 0. Alegem din list outlet. Tipul acestei limite este pressure-outlet. Facem clic pe Set... Valoarea prestabilit a Gauge Pressure (mrirea presiunii) este 0.Nufacem nici o modificare i nchidem fereastra. Laborator 1. Curgerea laminar n conducte 21 nfinalselectmwallineasigurmctipulacesteilimiteestetotwall(perete). Facem clic pe fiecare buton unde avem: Momentum, Thermal, Radiation, Species etc. i vom observa c numai la Momentul putem schimba n urma condiiilor stabilite pn acum.nchidem meniul Boundary Contitions. Laborator 1. Curgerea laminar n conducte 22 PASUL 5: REZOLVAREA Vom folosi o schem de discretizare de ordinul doi. Main Menu > Solve > Controls > Solution Schimbm valoarea momentul din ordinul I n ordinul II (Second Order Upwind) Se face prima presupunere Se iniializeaz cmpul curgerii cu valorile de la intrare: Main Menu > Solve > Initialize nmeniulSolutionInitializationlaComputeFromvomalegeinlet.Vitezaaxial (Axial Velocity) pentru toate celulele va fi setat la 1 m/s, viteza radial (Radial Velocity) va fi 0 m/s. Aceste valori au fost luate de la condiiile limit la intrare. Facem clic pe Init pentru a iniializa, apoi Apply i, n final, Close. Setarea crierului ce convergen Laborator 1. Curgerea laminar n conducte 23 Fluentulfaceraportullareziduulpentrufiecareecuaieceurmeazafirezolvat. Reziduulestemsuralactdemultsatisfacesoluiacurentformadiscretizantafiecrei ecuaii ce guverneaz. Vom itera soluia pn cnd reziduul fiecrei ecuaii scade sub 1 10-6. Main Menu > Solve > Monitors > Residual Schimbm reziduul pentru continuity, x-velocity i y-velocity, toatecu valoarea 1e-6. Dup aceasta, pentru vizualizare, se face clic pe Plot. Acesta va face graficul reziduurilor n fereastra grafic dup cum sunt ele calculate. Dac v apar erori de tipul Error: FLUENT received a fatal signal (SEGMENTATION VIOLATION) sau Error: floating point error: divide by zero nseamn c placa video este configurat pentru funcionarea calculatorului cu vitez i nu pentru performan. Consultai un expert pentru soluionarea unei astfel de probleme. Am terminat specificaiile problemei. Salvm totul: Main Menu > File > Write > Case Salvmcunumelepipe.caspentrufiiereledetipcase.Verificmapoidacs-asalvatn folderuldelucru.DacnchidemFluent-ulacum,putemcontinuacutotceeaceamstabilit pn acum. Iterm pn la convergen Vom porni calcularea fcnd 100 de iteraii: Main Menu > Solve > Iterate Laborator 1. Curgerea laminar n conducte 24 n fereastra de iteraii (Iterate Window) schimbm numrul de iteraii de la 1 la 100 apoi facem click pe Iterate. Reziduurilepentrufiecareiteraiesuntafiateilistatenfereastradegraficedup cum sunt ele calculate. Reziduurile ajung la criteriul de convergen specificat (1 10-6) la 46 de iteraii. iter time/iter !46 solution is converged Se salveaz soluia ca un fiier dat: Main Menu > File > Write > Data Introducemlanumepipe.dat.Dinnou,severificdacfiierulafostsalvatnfolderulde lucru. Din acest moment se pot determina soluiile de fiecare dat folosind acest fiier. Laborator 1. Curgerea laminar n conducte 25 PASUL 6: VITEZA LA CENTRU Vom afia variaia vitezei axiale de-a lungul liniei de centru. Main Menu > Plot > XY Plot Ne asigurm c n mini-fereastr, la Options avem selectat Position on X Axis, i c X este setat la 1 iar Y este 0 la Plot Direction (direcia de afiare). Asta nseamn c Fluentul va afia valorile lui x pe abscisa graficului. LaY Axis Function, alegemVelocity iar mai jos vom alegeAxial Velocity (Vitez axial). Trebuie de tiut faptul c X Axis Function i Y Axis Function descriu axele X i Y ale graficului care nu trebuie confundate cu direciile X i Y ale conductei. nfinal,vomalege,ncadrulSurfaces,centerline(liniedecentru)dinmomentce dorimstimvitezaaxialde-alungullinieidecentru.Mini-fereastratrebuiesaratecan figura de mai jos: Facem clic apoi pe Plot. Aceastagenereazgraficulvitezeiaxialecaofunciededistande-alungulaxei centrale a conductei. Figura care genereaz este afiat mai jos: Laborator 1. Curgerea laminar n conducte 26 ngraficuldemaisussepoatevedeacvitezaareovaloareconstantdupceparcurgeo anumit distan de la intrare. Aceasta este zona cu curgerea dezvoltat n totalitate. Schimbm msura axelor: n mini-fereastra Solution X-Y Plot, facem clic pe Axes... LaOptions,vomdeselectaAutoRange(aranjamentautomat).ndreapta,laRangevom aveaposibilitateasintroducemvalori,astfel,laMinimumvomintroduce1iarla Maximum 3. La Axis trebuie s fie activat X.

Vom activa liniile grilei pentru a ne ajuta s estimm unde se afl curgerea dezvoltat complet.Vomselecta,totnaceeaimini-fereastr,MajorRulesiMinorRules.Apoise face clic pe Apply. ncontinuare,vomselectaYlaAxisi,dinnou,deselectmAutoRange,apoi introducem 1.8 la Minimum i 2.0 la Maximum. De altfel, selectm Major Rules i Minor Rulespentruaactivaliniilegrileide-alunguldirecieiY.Amterminatacumdespecificat distana pentru fiecare ax, facem clic pe Apply i apoi Cancel. Ne ntoarcem la mini-fereastra Solution XY Plot i facem clic pe Plot pentru a reafia graficulcumodificrilefcute.Putemobservacregiuneacompletdezvoltataparedup3 metri de la intrarea din conduct i c viteza de-a lungul axei centrale este de 1,93 m/s. Laborator 1. Curgerea laminar n conducte 27 Salvarea graficului Salvm datele din acest grafic: n mini-fereastra Solution XY Plot Window,selectm Write to file (scrie n fiier). Acum butonul Plot este schimbat n Write (scrie). Facem clic pe Write... Introducem ve1.xy la XY File i apoi OK. Verificm dac fiierul a fost creat n folderul de lucru.n continuare vom face o captur a imaginii: Vom lsa graficul n continuare deschis, iar dac l-am nchis, l vom deschide din nou i vom deschide fereastra principal a fluentului. Vom intra n File > Hardcopy n csua Format, avem mai multe tipuri de fiiere. Vom alege una dintre: -EPSncazulncareavemvizualizaregeneratdetext,acestaesteceamaibun alegere.EPSnepermitessalvmfiierulpstrndformavectorial,opiunecene oferocalitatefoartebunaimaginiidincauzaalunecriilainfinitavectorilor. Dup ce selectm EPS, vom alege Vector la File Type (Tipul fiierului); -TIFF acesta ofer o rezoluie foarte bun a imaginii graficului. Diferena se observ ladimensiuneafiieruluicarevafimaredeciestenerecomandatpentru calculatoarele cu memorie mic de stocare; -JPGaredimensiunemicipoatevivizualizatdectretoatenavigatoarele. Dezavantajul principal n folosirea acestui tip este rezoluia mic. Dupceamselectatformatulimaginiidoritiopiunilederigoare,vomfaceclicpe Save... Vom introduce vel.eps, vel.tif sau vel.jpg, n funcie de formatul ales. Laborator 1. Curgerea laminar n conducte 28 Vomverificancontinuaredacfiierulafostsalvatnfolderuldelucru.Deaicipoatefi copiate n orice alt destinaie deoarece este un fiier total independent de Fluent. Coeficientul de frecare la limit Fluentul ne ofer foarte multe informaii i ajutor on-line. Vom face o prob pentru a intrancontactcuajutoruloferitdefluent.Vomncepe,bineneles,cucalcularea coeficietului de frecare la limit. Main Menu > Help > User`s Guide Index... FacemclicpeSlalegturiivomderulanjospnlaskinfrictioncoeffiecient. Facem apoi clic pe legtura 965 (normal ar trebui s cutam pas cu pas ceea ce avem nevoie). Vom observa un fragment din coeficientul de frecare la limita precum i ecuaia de rezolvare a lui. FacemclicpeReferenceValues(valoridereferin)pentruaprimiinstruciuninlegtur cu utilizarea valorilor de referin utilizate pentru calcularea coeficientului. Stabilim valorile de referin: Main Menu > Report > Reference Values SelectminletlaComputeFrom(calculeazdin)pentruadaindicaiiprogramului deacalculavaloriledereferincuvaloriledelaintrare.Verificmdacdensitateaeste 1kg/m3 i dac viteza este de 1 m/s. Laborator 1. Curgerea laminar n conducte 29 MergemnapoilaSolutionXYPlot,deselectmWritetoFiledeoarecevrems afim n program graficul. Vom lsa celelalte opiuni aa cum sunt ele din moment ce afim de-a lungul direciei X a conductei. La Y Axis Function, alegem Wall Fluxes... (Fluxul din perei) i apoi Skin Friction Coefficient din csua de dedesubt. La Surfaces alegem wall i deselectm centerline. Resetm mrimea axelor: Mergem la Axes... i reselectm Auto-Range pentru axa Y. Vom alege mrimea axei X dndu-i valoarea 8. Vom selecta X sub Axis i vom introduce 1 la Minimumi8laMaximumncsuaRange(NutrebuiesuitamsdeselectmAuto-Range). Facem clic pe Apply, apoi Close i, n final, Plot. Vom avea un grafic ca n figura de mai jos: Laborator 1. Curgerea laminar n conducte 30 Putem observa c zona complet dezvoltat se afl la distana de x = 3 m fa de zona deintrareiccoeficientuldefrecarelalimitnaceastzonestede1,54.Comparm valoarea numeric 1,54 cu cea teoretic a zonei complet dezvoltat care are valoarea de 0,16. Salvminformaiadepeacestgrafic.AlegemWritetoFiledinOptionsiapoi facem clic pe Write... Introducem la nume cf.xz i apoi OK. Profilul de vitez n continuare vom afia graficul vitezei la ieirea din conduct ca o funcie de distan de la centru. Pentru a face aceasta, avem nevoie s stabilim axa y a graficului s corespund cu axa y a conductei (n direcia radial). Pentruaafiapoziiacarevariazde-alungulaxeiyagraficului,deselectmPositiononX Axis dincsuaOptions i n loc, vom selecta Position on Y Axis.Pentru a facedistanaradialsvariezeculiniadecentru,laPlotDirection,vomintroducelaX valoarea 0 iar la Y valoarea 1. Pentru a afia viteza axial pe axa x a graficului, pentru X Axis Function vom alege Velocity... i Axial Velocity n csua de mai jos.Din moment ce vrem s afim viteza la ieire, vom alege outlet din cadrul Surfaces. Vom schimba axele x i y cu Auto-Range. Deselectm Write to File i facem clic pe Plot Rezultatul este un grafic care arat ca n figura de mai jos: Laborator 1. Curgerea laminar n conducte 31 Rezultatul ar trebui s fie un profil parabolic. Salvminformaiadinacestgrafic:selectmWritetoFileiapoifacemclicpe Write... La numele fiierului vom scrie profile.xy. Pentruavedeacumseschimbprofilulnzonacompletdezvoltat,vomaduga graficuluidemaisusprofilullax=0,6m(x/D=3)ix=0,12m(x/D=6).Pentrunceput, vom crea o linie la x = 0,6m utiliznd instrumentul Line/Rake (Linie/Pieptene) Main Menu > Surface > Line/Rake Vom crea o linie dreapt de la (x0,y0) = (0.6,0) la (x1,y1) = (0.6,0.1). Selectm Line TooldincsuaOption.Introducemlax0=0.6,y0=0,x1=0.6iy1=0.1iarlaNew Surface Name (numele suprafeei) vom scrie line1. Pentru a vizualiza linia nou creat vom alege: Main Menu > Display > Grid Observm line1 n lista din csua Surfaces.Selectmtoateelementeledinlistcuexcepiadefault-interior.Facemclicpe Display. Aceasta va afia toate suprafeele mai puin celulele din mesh.Laborator 1. Curgerea laminar n conducte 32 Mrim apoi zona apropiat zonei de intrare pentru a observa linia creat la x = 0.6 m. Linianoucreat,Line1,estereprezentatvertical,nparteadreapt,cuculoarealb,can figura de mai jos: Vom crea prin aceiai metod o linie vertical pe care o vom numi line2 la x = 1.2; (x0,y0) = (1.2,0) la (x1,y1) = (1.2,0.1) n acest caz. Vom afia n fereastra grafic pentru a verifica dac s-a creat corect. Acum putem afia profilul de vitez la x = 0,6 m (x/D=3) i x = 0,12 m (x/D=6) de-a lungulprofiluluidelaieireadinconduct.Deschidemdinnoumini-fereastaSolutionXY Plotifolosiaceleaivaloricaceledemaisus.ncsuaSurfaces,pelndoutletvom selectaline1iline2.SelectmNodeValues(Valorilenodului)iapoifacemclicpePlot. Simbolurile ar putea aprea diferit de cele din figura de mai jos. Laborator 1. Curgerea laminar n conducte 33 PutemsschimbmsimbolurileistilurileliniilornmeniulCurves.ncazulncare ntmpinm probleme, facem clic pe Help din meniul Curves. Vectorii vitez Putemafiavectoriidinntreagazonsaudinanumitepri.Pentruexemplificare vom afia vectorii de vitez pentru ntreaga zon pentru a observa cum se dezvolt fluidul pe toat zona, de la intrare i pn la ieire. Main Menu > Display > Vectors>Display Mrimregiuneadinvecintateazoneideintrare.Lungimeaiculoareasgeilor reprezintviteza.Vectoriipotfivizualizaimaiuormodificndscara.LaScalevom introduce 0.4 dup care se face clic pe Display. Putem vizualiza de altfel i seciuni ale conductei: Main Menu > Display > Views La Mirror Planes (Planuri n oglind), este afiat doar centerline n csua Surfaces. Selectm centerline dup care facem clic pe Apply. nchidem minifereastra Views. Laborator 1. Curgerea laminar n conducte 34 Vom avea un grafic ca n figura de mai jos: Vectoriiviteznearatcumsedezvoltcurgereanconduct.Odatcucreterea stratului limit, curgerea la limita peretelui este ncetinit/deviat de frecarea vscoas. Putem observafoarteclarvectoriinclinainzonadeintrare,pelngperete.Aceastaaratc ncetinireacurgeriinapropiereapereteluirezultprininjectareafluiduluinzonadeprtat de perete pentru a satisface conservarea masei. Astfel viteza din afara stratului limit crete. Din setrile iniiale, un vector este desenat n centrul fiecrei celule. Aceasta poate fi vizibilprinactivareagrileidevectori.SelectmDrawGriddinmeniulVectorsiapoi facem clic pe Display.Laborator 1. Curgerea laminar n conducte 35 PASUL 7 CURIREA MESHURILOR Estefoarteimportantssefacevaluareadependeneirezultatelormeshurilorfolositeprin repetareaunorcalulepediferitemeshuri,fndu-secomparaia.Vomreconstruicalculele anterioarecuunmeshdedimensiunile100x10.Dacdorimssrimpestepasulde modificare a meshurilor, putem descrca meshurile din Gambit i importate direct n Fluent. Modificarea Meshurilor n Gambit Meshul100x5estesalvatcudenumireadepipe.dbsnfolderuldelucru.Vomdeschide fereastra de comand ca i la pasul 1. Pentru a copia pipe.dbs, se foloseste comanda: Copy pipe.dbs pipe2.dbs Unde: pipe2.dbs este noul nume a fiierului copiat. Vomlucracupipe2.dbspentruanumodificapipe.dbs.Deschidempipe2.dbscuGambitul, folosind urmtoarea comand: gambit pipe2.dbs Deinutmintefaptulc pipe2esteID-ulprogramuluidelucru,decitoatefiierele createn aceast sesiune vor avea acest prefix. Vom terge meshurile feei i vom modifica meshurile feelor (laturilor) i vom remesha faa. Pentru a terge meshurilor feei originale, vom alege OperationToolpad>MeshCommandButton>FaceCommandButton > Delete Face MeshesnfereastraDeleteFaceMeshes caresevadeschidevomdeselectaRemoveunusedlower mesh.Aceastadicteazprogramuluisteargdoarmeshurilefeeiimeninemeshurile feeloratribuitefiecreifee.Dinmomentcevomschimbameshurileadoufeeale drepunghiului, nu este nevoie s refacem meshurile celor patru laturi. Selectm singura fa a dreptunghiului cu ajutorul tastei Shift dup care facem clic pe Apply. Modificarea meshurilor feelor Laborator 1. Curgerea laminar n conducte 36 Pentru a schimba numrul de diviziuni ale laturilor verticale din 5, 10, alegem: OperationToolpad>MeshCommandButton>EdgeCommandButton> Mesh Edges SelectmceledoulaturiverticalecuajutorultasteiShift,fcndclicpefiecaren parte, dup care dm drumul. Selectm Interval Count din csu, sub Spacing pe care scrie Interval Size. Schimbm numrul, din 5 n 10. NeasigurmdinnoucopiuneaRemoveoldmeshestedeselectatdinmini-fereastraOption.Astaneasigurcmeshurilevechialelaturilorsunttersenaintecacele noi s fie create. Facem clic apoi pe Apply. A nu se uita c putem mri desenul prin inerea apsat a tastei Ctrl,i apoi, cu mouseul, se fac seciunile de mrire a zonelor dorite. Putem observa acum cele 10 diviziuni Laborator 1. Curgerea laminar n conducte 37 Reconstruirea meshurilor feelor OperationToolpad>MeshCommandButton>FaceCommandButton> Mesh Face Salvarea i Exportarea Main Menu > File > Save Main Menu > File > Export > Mesh Scriem pipe2.msh la File Name: i selectm Export 2d Mesh dup care Appy. Analiza fin a meshurilor (finisarea meshurilor) Repetm paii 4 i 5 folosind meshurile 100x10. Laborator 1. Curgerea laminar n conducte 38 Candobinemsoluia,afimvariaiavitezeilacentrude-alungulaxeiXdupcum am descris i la pasul 6. Comparm rezultatele noi cu cele anterioare, care au fost salvate cu vel.xy.Pentruafaceasta,dupceamafiatvitezalacentru,facemclicpeLoadFile...n mini-fereastraSolutionXY.Deschidemfolderuldelucruifacemclicpevel.xydupcare Ok i, n final, Plot. nfereastracugraficeputemobservaambelerezultatepeacelaigrafic.Modificm axele pentru a putea mri zona de nceput a regiunii complet dezvoltat. Pe graficul vitezei la centru de mai sus, simbolurile cu alb i rou reprezint rezultele meshurilededimensiunile100x10respectiv100x5.Vitezalacentrunregiuneadezvoltat complet este de 1,98 m/s. Aceast valoare corespunde mai degraba cu valoarea analitic de 2 m/s dect cu valoarea 1,93 m/s obinut pe meshul brut. Salvm aceste date ca vel2.xy. Viteza rezultat devine mai exact n timpul finisrii meshurilor dup cum era de ateptat. Afim coeficientul de frecare la limit ca i la pasul 6. Comparnd rezultatele avem: Laborator 1. Curgerea laminar n conducte 39 Finisareameshurilorneoferuncoeficientdefrecarelalimitde0,159nzona complet dezvoltat, care este mult mai apropiat de valoarea teoretic de 0,16 dect celei de 0,154 la meshurile brute. Salvm datele cu numele de cf2.xy. Analog,afimprofiluldevitezlaieireicomparmcucelfcumpemeshrile brute.Salvmcaout.xy.Celedourezultatesuntcomparatefoartebinecuceamaimare deviaie de la centru. Salvm datele ca out2.xy. Laborator 1. Curgerea laminar n conducte 40 PROBLEMA 1: Problema: a)Considermproblemarezolvatnacestlaborator.Laieireadinconduct,putem defini eroarea calculelor pentru viteza central astfel: = | Uc Uexact| unde:Uc valoarea liniei de centru din Fluent; Uexact valoarea analitic exact pentru zona complet dezvoltat. Eroarea rezultat trebuie s aib form: = Krp undecoeficientulKiputereapdepinddemetodafolosit.Considermsoluiaobinut pentru meshurile de dimensiunile 100x5, 100x10 i 100x20. Cu ajutorul Matlab-ului, folosim metoda celor mai mici ptrate ln = lnK + plnr pentru a obine coeficienii K i p. Valoarea lui Uexact poate fi gsit n diferite cri de fluido-mecanicprecumFluidMechanicsdeF.Wshite.Lafinal,trebuiesdemonstraidece valorile voastre au sens. b)Repetaiexerciiuldemaisusfolosindschemafirst-orderupwindpentruecuaia momentului.Comparaivaloarealuipobinutnacestcazcuceaprecedenti explicai n amnunt (2-3 fraze) rezultatele. Observaicdiscretizareadeprimulialdoileaordinseaplicnumaintermen convectivnecuaiileNavier-Stokes.Viscozitateaestentotdeaunadeordinuldoi,pentru precizie. Laborator 1. Curgerea laminar n conducte 41 PROBLEMA 2 Problema: Pe cel mai curat mesh (100x20), refacei calculele pentru Re=200 i Re=500 folosind schema secondorderupwind.Observaie:schimbainumrulReynoldsprinajustareaviscozitii moleculare.Afiaivitezalacentruifrecarealalimitcaofunciededistanaaxial pentruRe=100(problemaanterioar),200i500.Afiaiceletreicazuripeacelaigrafic pentru comparaie. Explicai pe scurt ce observai atunci cnd numrul lui Reynolds crete. Sfaturi: Dac nu ai salvat meshul 100x20 n pasul 7, putei sa-l ncrcai n fluent din nou fr a fi necesar reconstruirea lui n Gambit. Rezolvai pentru fiecare numr Reynolds la nceput apoi gndii-v ce pai ar trebui s fie schimbai. CURGEREA TURBULENT N CONDUCTE Laborator 2. Curgerea turbulent n conducte 1 Specificaiile problemei: 1.Crearea geometriei n Gambit; 2.Masharea geometriei n Gambit; 3.Specificarea tipurilor de limit n Gambit; 4.Stabilirea Problemei in Fluent; 5.Rezolvarea; 6.Analiza rezultatelor; 7.Finisarea meshurilor. Problema 1. Specificarea problemei Acest exerciiu este construit pe baza datelor generale ale problemei anterioare. La fel, viteza de intrare Vinestede1m/s,evacuareafluiduluinatmosferidensitateaestede1kg/m3.Pentru=210-5 kg/ms, numrul Raynolds n funcie de diametru i viteza medie la intrarea n conduct este de: ReD = VavgD = 100 000 La aceast valoare, n general, curgerea este n totalitate turbulent.Curgerea turbulent manifest mici fluctuaii n timp. Aceste fluctuaii sunt uneori imposibil de rezolvatncalculeledetipCFD(ComputerFluid-Dynamics),decivariabilelecurgeriiprecumviteza, presiunea etc. sunt pentru un timp mediu. Din pcate,ecuaiile pe baza timpului mediu nu sunt nchise adiceleconincantitifluctuantecaretrebuiemodelatefolosindunmodeldeturbulen.Niciun modeldeturbulennuestencdisponibilpentrutoatetipuriledecurgeriideciestenecesars alegem un model fin sau clase particulare de curgeri. n acest exerciiu vom folosi modelul de tipul k-. Dar, n exemplele reale, trebuie luat o msur foarte important: trebuie evaluat validitatea calculelor folosind modelul de turbulen cu grij. Vin D d = 0,2 Laborator 2. Curgerea turbulent n conducte 2 Fluentul nu trebui utilizat ca o cutie neagr. Modelele k- constau n dou ecuaii difereniale: unapentruenergiacinetickiunapentrudispersiaturbulent.Acestedouecuaiitrebuiesfie rezolvate folosind continuitatea timpului mediu, momentul i ecuaia energiei. Deci, calculele curgerii turbluente sunt mult mai dificile i costisitoare dect calculele regimului laminar. Laborator 2. Curgerea turbulent n conducte 3 PASUL 1. CREAREA GEOMETRIEI N GAMBIT Deoarececurgereaesteaxisimetric,geometriaesteundreptunghicilaprimulexerciiu. Vom folosi pentru nceput un mesh de mrimea 100x30, adic 100 de diviziuni n direcia axial i 30 diviziuni n cea radial. Putemconstruiacestmeshdela0dar,n loc, l vommodificape celde laprimulexerciiui anume din 100x5, n 100x30. Aceasta ne introduce n arta modificrii meshurilor n Gambit. Laborator 2. Curgerea turbulent n conducte 4 PASUL 2: GEOMETRIA MESHULUI N GAMBIT Deschiderea GAMBITULUI Vom crea un folder cu denumirea pipe2 ntr-o locaie convenabil pentru a-l folosi drept folder de lucru. Copiem pipe.dbs (fiierul care conine meshul 100x5) din laboratorul anterior n acest folder. Denumimfiierulcapipe100x30.dbs.Vommodificaacestfiierpentruaobinemeshulpentru simularea curgerii turbulente n conducte. Pornim GAMBIT-ul n folderul de lucru cu comanda gambit id pipe100x30 din prompterul de comenzi ale windowsului (a se revedea laboratorul anterior). GAMBIT-ul va folosi id-ul pipe100x30 ac prefixpredefinitpentrutoatefiierelecarevorficreatenaceastsesiune.ncontinuarevaafiat meshul creat anterior. Pentru a cuprinde tot meshul n fereastra, vom selecta: Fit to Screendin meniul Global Control tergerea meshurilor de pe fee create anterior Primul pas pe care trebuie s-l parcurgem este tergerea vechiul mesh de pe fa. S nu uitm faptul c meshul de pe fa este construit deasupra meshurilor laturilor, deci formeaz grid-ul. n acest caz nu vrem s tergem meshurile laturilor. Pentru a terge numai meshurile feelor, selectm: Operation Toolpad > Mesh Command Button > Face Command Button > Delete Face MeshesLaborator 2. Curgerea turbulent n conducte 5 Deoarece avem o singur fa, facem clic, innd apsat tasta SHIFT, pe fiecare latur care formeaz faapentruaoselecta.Faaselectataparecuculoareroieiarnumeleeiaparenmeniu,laDelete Face Meshes. Pentru c nu vrem s tergem i laturile, deselectm Remove unused lower mesh. Facem clic apoi pe Apply Remesharea laturilor Deoarece vom folosi din nou 100 de diviziuni pentru laturile orizontale, vom modifica doar cele verticale. Pentru a avea un gradient mai puternic lng perete, pentru curgerea turbulent, vom folosi un spaiu mai mic ntre ochiurile grilei prin strngerea lui. Pentru fiecare latur vertical, vom specific lungimea diviziunilor de lng perete ca fiind de 0,001 i numrul total de diviziuni de 30. n GAMBIT, fiecare latur are o direcie asociat cu ea, dup cum ne arat sgeata. Vom muta aceast sgeat mai departe de perete astfel nct diviziunea apropiat peretelui devine prima lungime i cea de-a doua devine ultima lungime. Vom da apoi valoareaprimei lungimi de 0,001 i 30 numrului total de diviziuni pentru latur; Gambitul va calcula valoare aproximativ a ultimei lungimi. Operation Toolpad > Mesh Command Button > Edge Command Button Laborator 2. Curgerea turbulent n conducte 6 Selectm laturile verticale. Observm sgeata roie care apare pe latura selectat. Trebuie s ne asigurmcdireciaeiestenjos.Dacambelesgeisuntndreptatendireciigreite,leputem corecta cu ajutorul comenzii Reverse din meniul Mesh Edges Dacsgeatauneiadintrelaturitrebuientoars,oputemfaceicuajutorultasteiSHIFTi innd clic pe Rotia Mouselui. LaTypenmeniulMeshEdges,selectmFirstLength(primafa)dinlist.Lng Length, introducem valoarea 0,001 Laborator 2. Curgerea turbulent n conducte 7

ncontinuarevommprifiecarelaturverticaln30dediviziuni.SelectmIntervalCounti introducem valoarea 30. Meniul i latura arat ca n figurile de mai jos: Laborator 2. Curgerea turbulent n conducte 8 Observm c spaiul meshurilor este mai mic lng perete dup cum sunt aezate cercurile albastre. Reconstrucia meshurilor feelor Urmtorul pas este reconstrucia meshurilor feelor. Operation Toolpad > Mesh Command Button > Face Command Button > Mesh Face Selectm faa i apoi facem clic pe Apply. Suprafaa meshat arat ca n figura de mai jos: Laborator 2. Curgerea turbulent n conducte 9 Laborator 2. Curgerea turbulent n conducte 10 PASUL 3: SPECIFICAREA TIPURILOR DE LIMIT N GAMBIT Tipurile de limit au fost creat n laboratorul anterior i anume: POZIIA LATUREINUMELETIPUL StngainletVELOCITY_INLET DreaptaoutletPRESSURE_OUTLET Suswall WALL Joscenterline AXIS Aceste tipuri de limit au rmas la fel chiar dac s-a modificat meshul de pe fiecare latura. Verificm dac acestea s-au pstrat: Operation Toopad > Zones Command Button > Specify Boundary Types Command Button Dac dorim s vedem toate limitele pe fereastra principal, selectm Show labels din meniu iar n fereastra principal vor fi reprezentate denumirile cu galben, ca n figura de mai jos: Laborator 2. Curgerea turbulent n conducte 11 Salvarea i exportarea Ca i n laboratorul anterior, vom salva i exporta meshul: Main Meniu > File > Save i Main Menu > File > Export > Mesh La File Name: vom scrie pipe100x30. Selectm Export 2d Mesh deoarece acesta este un mesh bidimensional. Apoi clic Accept Verificm dac pipe100x30.msh a fost creat n folderul de lucru. Ieim din GAMBIT: Main Meniu > File > Exit i salvm sesiunea. Laborator 2. Curgerea turbulent n conducte 12 PASUL 4: INTRODUCEREA PROBLEMEI N FLUENT Deschidem FLUENT Start > Programs > Fluent Inc > Fluent 6.x.xx Selectm 2ddp (2D, precizie dubl) din list i apoi facem clic pe Run. Importarea fiierului Main Menu > File > Read > Case Intrm n folderul de lucru i selectm pipe100x30.msh. Facem clic apoi pe OK. n fereastra principal va aprea: Laborator 2. Curgerea turbulent n conducte 13 Verificm numrul de noduri, fee (de tipuri diferite) i celule. Sunt 3000 de celule patrulatere. Acesta este numrul la care ne ateptam deoarece folosim 30 de diviziuni n direcia radial i 100 n cea axial. Deci numrul total de celule este 30 x 100 = 3000 De altfel, ne uitm i la zone. Putem observa cele patru zone: inlet, wall, outlet i centerline. GrilaPentru nceput verificm grila pentru a fi siguri c nu sunt erori. Verificarea se face din meniul: Main Menu > Grid > CheckOriceeroarentlnitvafireportatimediat.Verificmapoiieireapentruafisiguricnici acolo nu avem erori. Apoi se face verificarea dimensiunii grilei: Main Menu > Grid > Info > Size Aceasta arat ca n figura de mai jos: Vizualizm grila: Main Menu > Display > Grid Trebuiesneasigurmctoatesuprafeele(Surfaces)suntselectate.Apoifacemclicpe Display. O nou fereastr n care vom observa grila se va deschide. Se va nchide apoi fcnd click pe Close. Laborator 2. Curgerea turbulent n conducte 14 Putemsvizualizmianumiteprialegrileialegnddinlistadesuprafee.Sefaceclicdin nou pe Display i apoi se vizualizeaz prile selectate. Este indicat s folosim aceast particularitate i s ne asigurm c etichetele limitelor corespund cu entitile geometrice. nchidem fereastra Grid Display. Difinirea proprietilor solverului Main Menu > Define > Models > Solver VomalegeAxisymmetricdinlistadesubSpace.Cailaproblemaanterioar,vomfolosi setrile prestabilite ale solverului segregat, formulare implicit, curgere staionar i vitez absolut. Main Menu > Define > Models > Viscous Selectm k-epsilon (2eqn). Observm c fereastra se lrgete, aprnd opiuni noi atunci cnd selectmmodeluldeturbulenk-epsilon.nlistadesubNear-WallTratment,selectmEnhanced Wall Treatment pentru a obine un rezultat mai precis. Laborator 2. Curgerea turbulent n conducte 15 Main Menu > Define > Models > Energy Pentru fluidele incompresibile, ecuaia energiei este decuplat de la continuitate i de la ecuaia momentului.Ecuaiaovomactivanumaiatuncicnddorimsobservmdistribuiatemperaturii.n exemplulnostrunuestenecesar.LsmdeciEnergyEcuationdeselectatifacemclicpeCancel pentru anulare. Laborator 2. Curgerea turbulent n conducte 16 Definirea proprietilor materialelor Main Menu > Define > Materials Densitatea va avea valoarea 1 i viscozitatea 2e-5. Acestea sunt valorile care sunt specificare n problemanoastr.Levomconsiderapeamndouconstante.FacemclicapoipeChange/Create. (Numele materialului nu conteaz n exemplele noastre) Definirea condiiilor de operare Main Menu > Define > Operating Conditions Pentru toate curgerile, Fluentul folosete msura presiunii interioare. De fiecare dat cnd este nevoiedepresiuneaabsolut,eaestegeneratprinadugareapresiuniideoperarelapresiunea msurat. Vom folosi valoarea predefinit de 1 atm. (101,325 Pa) ca presiune de operare. Laborator 2. Curgerea turbulent n conducte 17 Definirea condiiilor la limit Vom stabili n continuare valoarea vitezei la intrare i a presiunii la ieire. Main Menu > Define > Boundary Conditions Aducem aminte c cele tipuri de limite pe care le-am definit sunt specificate ca zone n partea de stng a ferestrei condiiilor la limit. Zona centerline ar trebui s fie selectat automat. n cazul n care nu este, trebuie s ne asigurm c tipul acestei limite este ax (axis din lista). Apoi se face clic pe Set.Observmcnuesteniciosetaredefcutdectnumelepecare,ncazulnostru,lvomlsa centerline.Apoi, mai jos, n list selectm inlet. Observm c Fluent-ul indic c tipul acestei limite este velocity-inlet. Ne amintim c aceasta a fost deja stabilit n Gambit. Dac este necesar, putem schimba tipul limitei stabilit anterior n Gambit n acest meniu prin selectarea diferitelor tipuri din dreapta.

Facem clic pe inlet apoi Set...Se va deschide o nou mini-fereastr. Vom aduga valoarea 1 la VelocityMagnitude(mrimeavitezei).Aceastaseteazvitezacucarefluidulintrnconductprin limitadinstnga(ncazulnostru1m/s).LaSpecificationMethodalegemdinlistIntensityand Hydraulic Diameter. La Turbulence Intensity vom introduce valoarea 1 iar la Hydraulic Diameter valoarea 0.2. Clic pe OK pentru a salva noile valori. Laborator 2. Curgerea turbulent n conducte 18 Presiunea (absolut) la ieire este de 1 atm. Din moment ce presiunea de operare este stabilit cafiind1atm,mrimeapresiuniilaieire=presiuneaabsolutlaieirepresiuneadeoperare=0. Alegemdinlistoutlet.Tipulacesteilimiteestepressure-outlet.FacemclicpeSet...Valoarea prestabilitaGaugePressure(mrireapresiunii)este0.Nufacemniciomodificareinchidem fereastra. Not:Backflowsereferlafluxulcareintrlaieire.Acestanuestecazulnostrudecinu vom introduce nimic.nchidem meniul Boundary Conditions. Laborator 2. Curgerea turbulent n conducte 19 PASUL 5: REZOLVAREA Vomfolosioschemdediscretizaredeordinuldoipentruecuaiademoment,cain laboratorulanterior,idealtfelpentruecuaiaenergieicineticturbulentcareestefacepartedin modelul de turbulen k-epsilon. Main Menu > Solve > Controls > Solution Schimbm valoarea momentul din ordinul I n ordinul II (Second Order Upwind) Facem clic apoi pe OK. Ordinuldediscretizarepecaretocmail-amalessereferlatermeniiconvectivinecuaie; discretizarea termenilor de viscozitate este ntotdeauna de ordinul doi n Fluent pentru acuratee mare. Discretizarea de ordinul doi duce n general la acuratei mari iar cele de ordinul unu duc la convergene robuste. Dac schema de ordinul doi nu CONVERGE, putem ncerca iterarea i cu schema de ordinul I. Se face prima presupunere Se iniializeaz cmpul curgerii cu valorile de la intrare: Main Menu > Solve > Initialize Laborator 2. Curgerea turbulent n conducte 20 nmeniulSolutionInitializationlaComputeFromvomalegeinlet.Vitezaaxial(Axial Velocity)pentrutoatecelulelevafisetatla1m/s,vitezaradial(RadialVelocity)vafi0m/s. Presiunea msurat (Gauge Pressure) va fi i ea de 0 Pa. Energia cinetic a turbulenei (Turbulence KineticEnergy)iratadisiprii(DissipationRate)suntstabilitedinvalorileprescrisepentru intensitatea turbulenei i diametrul hidraulic la intrare (stabilite anterior). Facem clic pe Init pentru a iniializa, apoi Apply i, n final, Close. Stabilirea crierului ce convergen Fluentul face raportul la reziduul pentru fiecare ecuaie ce urmeaz a fi rezolvat. Reziduul este msuralactdemultsatisfacesoluiacurentformadiscretizantafiecreiecuaiiceguverneaz. Vom itera soluia pn cnd reziduul fiecrei ecuaii scade sub 1 10-6 (1e-6). Main Menu > Solve > Monitors > Residual Observmclacriteriuldeconvergen(ConvergenceCriterion)avemposibilitateadea schimbaecuaiilekiepsilon,pelngcelelaltetreiprezentatenlaboratorulanterior.Introducem valoarea1e-06latoatecelecinciecuaiiceurmeazafirezolvate.SelectmPrintiPlotdinmini-fereastr pentru a putea afia reziduurile. Se face clic apoi pe OK. Laborator 2. Curgerea turbulent n conducte 21 Aceasta completeaz specificaiile problemei. Salvm sesiunea astfel:Main Menu > File > Write > Case Salvm cu numele pipe100x30.cas pentru fiierele de tip case. Verificm apoi dac s-a salvat n folderul de lucru. Dac nchidem Fluent-ul acum, putem continua cu tot ceea ce am stabilit pn acum. Iterm pn la convergen Vom porni calcularea fcnd 100 de iteraii: Main Menu > Solve > Iterate n fereastra de iteraii (Iterate Window) schimbm numrul de iteraii de la 1 la 100 apoi facem click pe Iterate. Vom vedea c nu toate reziduurile sunt sub 1e-6 n 100 de iteraii. Rezolvm pentru nc 200 de iteraii. Soluia converge ntr-un total de 229 iteraii. Laborator 2. Curgerea turbulent n conducte 22 Rezultatul va arta ca n figura de mai jos: Avemnevoiedeunnumrmaimaredeiteraiipentruconvergenpentrucurgereaturbulent dectpentrucealaminardinmomentceavemunmeshmultmaifinisati,dealtfel,unnumrmai mare de ecuaii. Main Menu > File > Write > Data Introducem la nume pipe100x30.dat. Din nou, se verific dac fiierul a fost salvat n folderul de lucru. Din acest moment se pot determina soluiile de fiecare dat folosind acest fiier. Laborator 2. Curgerea turbulent n conducte 23 PASUL 6: ANALIZA REZULTATELOR y+Curgerile turbulente sunt afectate simitor de prezena pereilor. Modelul de turbulen k-epsilon estevalidprimadatdepartedepereifiindnecesaruntratamentspecialpentrua-lfacevalidn apropierealor.Modelulpentruzonaapropiatdepereiestedependentderezoluiagrileicareeste evaluat n uniti y+ (definit n seciunea 10.9.1 n manualul Fluentului). Nu vom intra n prea multe detalii i vom folosi urmtoarea regul de baz: selectm rezoluia zonei de lng perete astfel: y+ < 30 iy+ Report > Reference Values SelectminletlaComputeFrompentrua-idaFluent-uluivalorilelaintrareanconductca valoridereferin.Verificmdacvaloriledereferinsunt:densitate-1kg/m3 ,vitez1m/si coeficientdeviscozitate2e-05kg/ms,dupcumaparnspecificaiileproblemei.Acestevaloride referin vor fi folosite pentru a adimensiona distana celulei centrale de perete pentru a obine valoarea corespunztoare y+. Clic OK. Laborator 2. Curgerea turbulent n conducte 24 Vomafiavalorileluiy+pentruceluleleadiacentepereteluipentruaverificacomparaiacu recomandrile menionate anterior. Main Menu > Plot > XY Plot NeasigurmcPositiononXAxisesteselectat.LaXvomaveavaloarea1i0laY. AceastafaceFluentulsafiezevalorilepe abscisagraficului.SubYAxisFunction,dinlist,vom alegeTurbulenceiardedesubtWallYplus,canfigurademaijos.Deoarecedorimvaloareay+ pentru celulele adiacente peretelui conductei, alegem wall din lista de suprafee. Laborator 2. Curgerea turbulent n conducte 25 Facem clic apoi pe Plot pentru a afia. Va aprea un grafic ca n figura de mai jos: Dupcumputemobserva,valoareay+estesituatntrevalorile1,6i1,9(ignorndanomalia delaintrare).Dinmomentceaceastaestemaimicdect5,rezoluiagrileidinzonapereteluieste bun. Salvarea graficului Laborator 2. Curgerea turbulent n conducte 26 Salvm datele din acest grafic: nmini-fereastraSolutionXYPlotWindow,selectmWritetofile(scrienfiier).Acum butonul Plot este schimbat n Write (scrie). Facem clic pe Write... Introducem yplus.xy la XY File i apoi OK. Verificm dac fiierul a fost creat n folderul de lucru. Viteza la centrunaceeaimini-fereastr,subYAxisFunctionvomselectaVelocity...inlistade dedesubtvomselectaXVelocity.LaSurfacesvomselectacenterlinedeoarecevomafiadoar viteza de-a lungul axei X. Deselectm wall.FacemclicpeCurves....SelectmdinlistadesubPatternsimbolul.Schimbm valoarea grosimii liniei (Weight) cu valoarea 2 iar la Symbol lsm gol. Facem clic pe Apply apoi Close. Activmliniilegrilei:nmini-fereastraSolutionXYPlotWindow,facemclicpeAxes.... Pentru activarea grilei se selecteaz, din lista Options,Major Rules i Minor Rules apoi facem clic pe Apply. Selectm Y la Axis i facem din nou clic pe Apply, apoi Close. Laborator 2. Curgerea turbulent n conducte 27

Deselectm Write to File i apoi facem clic pe Plot pentru afiare. Vom genera un grafic asemntor cu cel din figura de mai jos: Putem observa c regiunea dezvoltat complet ncepe aproximativ de la x = 5 cu viteza la centru constantlaovaloaredeaproximativ1,195m/s.Aceastaestemaimicdectvaloareade2m/s rezultat n cazul curgerii laminare. Putei explica diferena dintre caracteristicile fizice dintre curgerile laminare i turbulente? Salvm acest grafic sub denumirea de vel.xy. Coeficientul de frecare la limit Definiiacoeficientuluidefrecarelalimitafostdatnlaboratorulanterior.Valorilede referin necesare precum densitatea i viteza au fost deja definite cnd s-a fcut afiarea valorii y+. Laborator 2. Curgerea turbulent n conducte 28 Deschidem din nou mini-fereastra Solution XY Plot. Din lista de sub Y Axis Function vom selectaWallFluxes... iapoiSkinFrictionCoefficient.LaSurfacesvomselectawalldeoarece acolo este suprafaa de interes. Deselectm centerline. Deselectm Write to File i facem clic pe Plot.

Putemobservacvaloareazoneicompletdezvoltat estede0,0085. Comparai aceastacu ceeacev ateptai de la graficul Moody. Salvm datele acestui grafic sub denumirea de cf.xy. Profilul de vitez Vom afia viteza axial la ieire ca o funcie de distan de la centrul conductei. Schimbmsituaiaastfelnctdistanaradialfadeaxsfieafiatpeordonat:nmini-fereastraSolutionXYPlotdeselectmPositiononXAxisiselectmPositiononYAxis.La PlotDirectionlaXintroducemvaloarea0ilaYvaloarea1.PentruXAxisFunction(abscisa), alegemVelocity...idedesubtAxialVelocity.Deoarecedorimsafimdoarpentruzonade ieire, selectm outlet.Deselectm Write to File i facem clic pe Plot. Laborator 2. Curgerea turbulent n conducte 29 Vom avea urmtorul grafic: Viteza axial este maxim la centru i 0 la perete pentru a satisface condiia de no-slip pentru curgerile vscoase. Comparai calitativ gradientul de vitez din zona de lng perete normal la perete cu cel de la curgerea laminar. Care este mai mare?Dup aceasta ce putei spune despre forta relativa a contactului de lng perete n cazul curgerii laminare i curgerii turbulente? Salvm graficul sub denumirea de profile.xy.Laborator 2. Curgerea turbulent n conducte 30 PASUL 7: CURAREA MESHURILOR Pentru a evalua precizia numeric a rezultatelor obinute este necesar compararea rezultatelor pediferitemeshuri.Vomrefacecalculelepeunmeshdedimensiunea100x60carearenumrulde nodurindireciaradialdubludectmeshuldedimensiunea100x30.Vomrecreameshuriledin Gambit i l vom salva sub denumirea de pipe100x60.msh. File > Read > Case Dinfolderuldelucruvomdeschidepipe100x60.msh.FacemapoiclicpeOk,urmndn continuare verificarea i verificarea grilei. Analiza meshurilor fine Repetm paii 4,5 i 6 al acestui laborator cu meshurile curate. Pentruacompararezultatelor,dupcesefaceafiarearezultatelorpemeshulfin,nmini-fereastraSolutionXYPlot,facemclicpeLoadFile...Intrmnfolderuldelucru,facemclicpe fiierul dorit (ex.: vel.xy) pentru viteza la centru, apoi OK, urmat de Plot.Vom vedea astfel rezultatele pe acelai grafic.Laborator 2. Curgerea turbulent n conducte 31 n graficul vitezei la centru de mai sus, linia alb reprezint viteza la centru a meshurilor fine n timpceliniaroiereprezintvitezameshurilorbrute.Dupcumputemvedea,nuesteodiferen foarte mare ntre cele dou grafice. Salvm acest grafic sub denumirea de velt2.xy. ncontinuarenevomocupadegraficulcoeficientuluidefrecarelalimit.Deaceastdat deschidem cft.xy pentru comparaie. Mai jos putem observa graficul coeficientului de frecare la limit: Dinnouputemobservacnuexistodiferenpreamarentreceledoutipuridemeshuri. Salvpmgraficulsubdenumireadecf2.xy.Verificmmaidepartevitezadelaieireprinafiarei comparare cu graficul n fiierul outt.xy. Laborator 2. Curgerea turbulent n conducte 32 Aceeai observaie. Salvm acest grafic sub denumirea de outt2.xy. n final, ne vom uita la graficul YPlus: Dupcumputemobserva,esteocreteresimitoarenacurateelameshulfin.Salvmacest grafic sub denumirea de yplus2.xy. Se pot face experimente cu meshuri de alte granulaii i se pot compara graficele cu cele fcute n acest laborator. n problema 1 ne vom uita la efectul meshurilor brute cu granulaie uniform: Laborator 2. Curgerea turbulent n conducte 33 PROBLEMA 1: Folosii FLUENT pentru a rezolva regimul de dezvoltare ntr-o conduct (aceeai configuraie ca i n acestlaborator)ncarenumrulReynoldsestede10000pentruurmtoareledimensiunidemeshuri: 100x5, 100x20 cu spaiu uniform n direcie radial. Afiai coeficientul de frecare la limit cf n funcie delocaiaaxialafiecreigrile.Comparaivaloriledelaieirecucelepresupusepentruzona dezvoltatcomplet.Ssereaminteascfaptulcontrebarecheiepentruintegritateameshuluieste valoarea adimensional a primului punct(nod). =+ 1 w1yyAcesta ar trebui s fie mai mic dect 4 (astfel nct rezolvarea s fie pentru substratul vscos) sau mai maredect30(undefunciilepereteluipotficompensatecupreciziepentruorezolvareslaba substratuluivscos).Valorileintermediarepotducelaerorifoartemari.Calculaivaloarealui +1ypentru fiecare mesh; folosii aceast valoare pentru a explica (pe scurt) concluziile trase. CURGEREA UNUI FLUID PRINTR-O CONDUCT PREVZUT CU DIAFRAGM Laborator 3. Curgerea unui fluid printr-o conduct prevzut cu diafragm 1Specificaiile problemei: 1.Crearea geometriei n GAMBIT; 2.Mesharea geometriei n GAMBIT; 3.Specificarea tipurilor de limite n GAMBIT; 4.Implementarea problemei n FLUENT; 5.Rezolvarea; 6.Analiza rezultatelor; 7.Curirea meshurilor; Problema 1 Problema 2 Specificaiile problemei S se construiasc o conduct cu lungimea de 75 metri i diametrul de 10 metri prin care intr aercuovitezde10m/s.Seintroducelaodistande25mdelaintrareodiafragmde grosime0,5midiametrude5m.Ssereprezintegraficulpresiuniiiaturbulenein interiorul conductei tiind c densitatea aerului este de 1,225 kg/m3 i viscozitatea de 1,7894 10-5 Kg/ms. Intensitatea turbulenei din interiorul conductei este de 5 %. Vin=10 m/s 25 d = 10 49,5 75 d = 5 Laborator 3. Curgerea unui fluid printr-o conduct prevzut cu diafragm 2 PASUL 1: CREAREA GEOMETRIEI N GAMBIT. Dac dorim s srim peste acest pas, putem crea un folder de lucru (vezi mai jos) n care s descrcm meshurile (clic dreapta i salvai ca diafragma.msh) i apoi putei trece direct la pasul 4. Strategii pentru crearea geometriei. Conducta se poate construi prin dou metode: Se pot construi puncte corespunztoare fiecrui col al geometriei, separat. Se pot construi puncte principale, suprapuse, pe care le vom copia de-a lungul axelor pn la locul potrivit. Vom adopta cea de-a doua metod. Dupcevomconstruipunctelecorespunztoaretuturorcolurilor,vomcreaofacareva conine suprafaa interioar apoi vom face mesharea ei. Crearea unui folder de lucru Creai un folder numit diafragma. Vom folosi acest folder ca fiind folderul de lucru n care se vom pstra toate fiierele. Pornirea GAMBIT-ului Se iniializeaz prompterul de comenzi Start > Run Pentru Window NT/2000/XP: Se scrie cmd apoi se apas OK Laborator 3. Curgerea unui fluid printr-o conduct prevzut cu diafragm 3 Dup aceasta, intrai n folderul de lucru. De exemplu, dac folderul creat, numit fluent pe se afl pe partiia S, executai cd S:\fluent Interfaa GAMBIT arat astfel: -Bara meniului principal: -Meniul instrumentelor Laborator 3. Curgerea unui fluid printr-o conduct prevzut cu diafragm 4 Vom folosi acest meniu mai mult sau mai puin de-a lungul crerii geometriilor. Se poate observa c fiecare meniu principal are sub-meniuri -Meniul de control Meniul de control are opiuni precum Fit to Screen i Undo care sunt foarte des utilizate n timpul crerii geometriei precum i a meshurilor. -Fereastra de lucru: Aceasta este fereastra unde se pot observa grafic toate operaiile pe care le executm. -Panoul de descriere Laborator 3. Curgerea unui fluid printr-o conduct prevzut cu diafragm 5 Panoul de descriere conine descrierile butoanelor sauobiectelor peste care micm cursorul mouseului. Micnd mouseul peste butoate, putem observa aceste descrieri. -Fereastra de transcriere a comenzilor Aceasta este fereastra n care se scriu comenzile n Gambit i n care se pot terge/corecta. Dac la un moment-dat nu suntei sigur ca nu ai apsat butonul corect sau ai greit comanda, aici se poate observa motivul. Se poate mri fereastra prin apsarea sgeii din partea de sus, dreapta iar pentru a reveni la dimensiunile iniiale, se apas din nou. Selectarea Solverului Main Menu > Solver > Fluent 5/6 Se verific apoi dac s-a activat, n fereastra de transcriere a comenzilor. Strategii pentru crearea geometriei Vom plasa originea sistemului de coordonate n colul de jos stnga a dreptunghiului. Pentru asimplificaconstrucia,vomcreadoarparteadesusaconducteiapoi,nFluent,ovom completa. Coordonatele colurilor sunt artate n figura de mai jos: Laborator 3. Curgerea unui fluid printr-o conduct prevzut cu diafragm 6 Vom crea pentru nceput punctul de coordonate (0,0). Construcia punctelor (vertexurilor)Din meniul instrumentelor se creeaz urmnd urmtorii pai: Operation Toolpad > Geometry Command Button > Vertex Command Button > Create Vertex Urmtorul pas este introducerea coordonatelor. Vom ncepe prin crearea unui vertex n colul stnga jos a dreptunghiului: ndreptulluix:vomintroducevaloarea0.ndreptulluiy:deasemenea0iarlaz:tot valoarea0(dincauzcavemoproblembidimensional).ApoisefaceclicpeApply. Aceste valori au creat vertexul care are coordonatele (0,0,0). n figura de mai jos se observ grafic aceste setri: n fereastra de transcriere a comenzilor, Gambit-ul ne afieaz comanda de creare a vertexului Created vertex: vertex.1. Vertexurile sunt numerotate consecutiv: vertex.1, vertex.2 etc.; n ordinea n care au fost create. (25,5) (75,5) (0,5) (0,0) Y X (25.5,5) (25.5,2.5)(25,2.5) Laborator 3. Curgerea unui fluid printr-o conduct prevzut cu diafragm 7n continuare vom crea punctul de coordonate (0,5). Pe care l vom copia, mpreuna cu primul punct,de-alungulaxeiXlaodistande75uniti(unitiledemsurseintroduccu ajutorul altor programe de citire a meshurilor).Copierea se face cu ajutorul butonuluidin mini-fereastra de creare a punctelor. Pentrucopiere/mutare,seselecteaz, cuajutorulbutonuluiPick,puncteleiseselecteaz, deexemplu,pentrucopiere,butonulCopyiarncsuadealturidecteoriseface copierea;lacoordonateseintroducvalorileaxelor.Pentrucazulnostru,lanumruldecopii punem valoarea 1 iar pentru coordonate, la X: valoarea 75 iar la Y: i Z: valoarea 0. Apoi, pentru a putea ncadra toate puncte n ecran, vom folosi comanda Fit to window. Operation Toolpad > Global Control > Fit to Window Button Laborator 3. Curgerea unui fluid printr-o conduct prevzut cu diafragm 8 Acum putem observa pe ecran toate cele patru puncte. Vom construi n continuare, prin copierea punctelor de baz, punctele care descriu diafragma (a nu se uita c geometria pe care o construim este una simetric). Vom selecta primele dou puncte i le vom copia de-a lungul axei X la o distan de 25 respectiv 25.5 uniti. Vom avea o construcia ca n figura de mai jos. Dup cu putem observa, avem nevoie ca punctele din interior, jos, s fie mutate la o distan de 2,5 uniti, de-a lungul axei Y. Pentru asta, selectm punctele cu ajutorul tastei SHIFT, din mini-fereastra din dreapta selectm Move (Mutare) iar la axele de coordonate introducem: la X: i Z: valoarea 0 iar la Y: 2.5. Vom avea o construcie ca n figura de mai jos: Construcia laturilor n continuare vom conecta perechi apropiate de vertexuri pentru a crea laturile:Operation Toolpad > Geometry Command Button > Edge Command Button > Create Edge PentruselectareaunuiobiectnGambit,seinebutonSHIFTdelatastaturiapoise selecteaz. Se pot face astfel selecta mai multe obiecte. n cazul nostru, vom selecta, pe rnd, Laborator 3. Curgerea unui fluid printr-o conduct prevzut cu diafragm 9vertexurile.Pemsurceselectmpunctele,peecranelevorapreadeculoareroie(pot aprea i de alt culoare, n funcie de setrile culorilor standard este roie). Fcnd click pe sgeata n sus din meniu, o mic fereastr se va deschide.

naceastmini-fereastrvomobservapuncteleselectate.Elepotfimutatedinstnga,unde suntceledisponibile(Available)spredreapta,undesuntceleselectate(Picked)iinvers. Procesul de mutare se poate face simplu cu ajutorul sgeilor (---> i Geometry Command Button > Face Command Button > Form Face Pentruaconstruiofanscrisdeceeoptlaturitrebuiesselectmceleoptlaturicare formeazsuprafaa.AceastasepoatefacetotcuajutorultasteiSHIFT,selectndpernd fiecare latur (putem observa c liniile selectate apar de culoare roie). Dup ce s-au selectat cele patru laturi, se ia mna de pe tast. Laborator 3. Curgerea unui fluid printr-o conduct prevzut cu diafragm 10 Sau,maisimplu,sefaceclicpesgeatansuscaredeschideoaltamini-fereastrncare avem de aceast dat laturile. Iar mini-fereastra arat ca n figura de mai jos. SetrecapoitoatedinstngandreaptaprinsimpluclicpeAll.Senchideapoimini-fereastra fcnd clic pe Close apoi Apply. Laborator 3. Curgerea unui fluid printr-o conduct prevzut cu diafragm 11 PASUL 2: GEOMETRIA MESHURILOR N GAMBIT Vom mesha fa dreptunghiului cu diviziuni de mrimea 0.1. Vom mesha direct faa. Spaiul dintre grile este specificat de ctre meshul feei. Mesharea feei OperationToolpad>MeshCommandButton>FaceCommandButton> Mesh Face Se selecteaz faa, cu ajutorul sgeii sau tastei SHIFT dup care se face clic pe Apply iar la Interval Count se trece valoarea 100 pentru o rezoluie bun. Pe ecran va aprea imaginea de mai jos. Laborator 3. Curgerea unui fluid printr-o conduct prevzut cu diafragm 12 PASUL 3: SPECIFICAREA TIPURILOR DE LIMIT Definirea tipurilor de limit Dup cum se observ i n figura de mai sus, vom definit tipurile de limite. Astfel, latura din stngavafiintrareanconduct,laturadindreaptaieirea,ceadesusodefinimcafiind perete iar cea de jos ca axa. OperationToopad>ZonesCommandButton>SpecifyBoundaryTypes Command Button Aceasta va deschide meniul de specificare atipurilor de limit. Primadat vom specific c laturadindreaptaesteintrarea.LaEntity:vomface clicpeEdgespentrucaGambituls tie c vrem s selectm o latur. VomselectalaturadinstngadupcaresefaceclicpeApply.Apoi,laName:vompune inlet iar la Type: vom alege VELOCITY_INLET, urmat de Apply. Repetm aceiai pai i pentru celelalte laturi, respectnd tabelul: POZIIA LATUREINUMELETIPUL Stngavelocity_inlet.1VELOCITY_INLET Dreaptapressure_outlet.2PRESSURE_OUTLET Suswall.4WALL Josaxis.3AXIS Axis (axa) Outlet (ieire) Inlet (intrare) Wall (perete) Laborator 3. Curgerea unui fluid printr-o conduct prevzut cu diafragm 13 La final vom avea urmtoarele: Salvarea lucrului i Exportul Main Menu > File > Save Main Menu > File > Export > Mesh Scriem diafragma.msh la File Name:, apoi selectm Export 2d Mesh deoarece este un mesh bidimensional. n final, clic Accept. Verificm dac diafragma.msh a fost creat n folderul de lucru. Laborator 3. Curgerea unui fluid printr-o conduct prevzut cu diafragm 14 PASUL 4: SETAREA PROBLEMEI N FLUENT Se deschide fluentul: Start > All Programs > Fluent Inc Products > Fluent x.x.xx > Fluent x.x.xx Selectm 2ddp din list apoi Run 2ddpestefolositatuncicndfolosimunsolverbidimensional,depreciziedubl.n solveruldepreciziedublfiecarenumrestereprezentatfolosind64bii,ncontrastcu solverul de precizie simpl care folosete 32 bii. Numrul mare de bii crete precizia dar i ordinuldemrimecarepoatefireprezentat.Dezavantajulestecpentruastfeldesolver avem nevoie de mai mult memorie. Importul grilei Main Menu > File > Read > Case Cazulsedeschidedinfolderuldelucrudeundeseselecteazpipe.msh.Acestestefiierul care a fost creatde preprocesorul Gambit n pasulanterior. Fluentul expune meshurile exact cum sunt ele scrise n Gambit. De altfel, dac privim la zone, avem inlet, wall, outleti centerline. Laborator 3. Curgerea unui fluid printr-o conduct prevzut cu diafragm 15 Verificarea i afiarea grilei Pentru nceput se verific grila pentru a fi siguri c nu sunt erori.a ) Verificarea grilei se face din Main Menu > Grid > CheckOrice eroare ntlnit va fi reportat imediat. Verificm apoi ieirea pentru a fi siguri c nici acolo nu avem erori. Apoi se face verificarea dimensiunii grilei: Main Menu > Grid > Info > Size Aceasta arat ca n figura de mai jos:

b) Afiarea grilei se face din: Main Menu > Display > Grid Trebuiesneasigurmctoatesuprafeele(Surfaces)suntselectate.Apoifacemclicpe Display. O nou fereastr n care vom observa grila se va deschide. Se va nchide apoi fcnd click pe Close. Operaiile disponibile n fereastra de grid sunt: -Translaia:Gridulpoatefimutatnoricedirecie,inndapsatclicstangai micnd mouseul; -Mrirea:Aceastasepoatefaceinndapsatrotiamouseuluidupcaresemic din stnga spre dreapta. -Micorarea: Aceasta se poate face innd apsat rotia mouseului dup care se mic din dreapta spre stnga. Mrirea grilei arat ca n figura de mai jos: Laborator 3. Curgerea unui fluid printr-o conduct prevzut cu diafragm 16 Putem s vizualizm i pri diferite ale geometriei alegnd din lista de suprafee. Se face clic dinnoupeDisplayiapoisevizualizeazprileselectate.Deexemplu:wall,outleti centerline. Avem: Laborator 3. Curgerea unui fluid printr-o conduct prevzut cu diafragm 17 n cazuln care avem mai multe limite, putem s le selectmsau s le deselectm pe toaate folosind butoanele de lng Surfaces. Difinirea proprietilor solverului Main Menu > Define > Models > Solver VomalegeAxisymmetricdinlistadesubSpace.Vomfolosisetrileprestabiliteale solverului segregat(................), forumare implicit, curgere staionar i vitez absolut. LaSpacevomselectaAxisymmetricdeoareceamconstruitdoarparteasuperioara conductei. La Time vom selecta Steady (Regim Staionar) deoarece nu ne intereseaz timpul. Main Menu > Define > Models > Viscous Alegemk-omegadeoareceavemcurgereturbulent.LaModelConstantsnusemodific valorile. Main Menu > Define > Models > Energy Laborator 3. Curgerea unui fluid printr-o conduct prevzut cu diafragm 18 Pentrufluideleincompresibile,ecuaiaenergieiestedecuplatdelacontinuitateidela ecuaiamomentului.Ecuaiaovomactivanumaiatuncicnddorimsobservmdistribuia temperaturii. n exemplul nostru nu este necesar. Lsm deci Energy Ecuation deselectat i facem clic pe Cancel pentru anulare. Definirea proprietilor materialelor Main Menu > Define > Materials idmvaloareadensitii1,225iaviscozitii1,7894e-05.Acesteasuntvalorilecaresunt specificare n problema noastr. Le vom considera pe amndou constante. Definirea condiiilor de operare Main Menu > Define > Operating Conditions Pentrutoatecurgerile,Fluentulfolosetemsurapresiuniiinterioare.Defiecaredatcnd estenevoiedepresiuneaabsolut,eaestegeneratprinadugareapresiuniideoperarela presiuneamsurat.Vomfolosivaloareapredefinitde1atm.(101,325Pa)capresiunede operare. Laborator 3. Curgerea unui fluid printr-o conduct prevzut cu diafragm 19 Definirea condiiilor la limit Vom stabili n continuare valoarea vitezei la intrare i a presiunii la ieire. Main Menu > Define > Boundary Conditions Aducem aminte c cele tipuri de limite pe care le-am definit sunt specificate ca zone n partea destngaferestreicondiiilorlalimit.Zonaaxis.3artrebuisfieselectatautomat.n cazulncarenueste,trebuiesneasigurmctipulacesteilimiteesteax(axisdinlista). Apoi se face clic pe Set. Observm c nu este nici o setare de fcut dect numele pe care, n cazul nostru, l vom lsa axis.3.Apoi, mai jos, n list selectm velocity_inlet.1. Observm c Fluent-ul indic c tipul acestei limiteestevelocity-inlet.NeamintimcaceastaafostdejastabilitnGambit.Daceste necesar,putemschimbatipullimiteistabilitanteriornGambitnacestmeniuprin selectarea diferitelor tipuri din dreapta. Facem clic pe velocity_inlet.1 apoi Set...Se va deschide o nou mini-fereastr. Vom aduga valoarea 10 la Velocity Magnitude (mrimea vitezei). Aceasta seteaz viteza cu care fluidul intr nconductprin limita dinstnga. Deoarece amselectat la Solver, turbulende tip k-omega, n continuare vom stabili Intensitatea turbulenei i diametrul hydraulic. LaTurbulentIntensity(intensitateaturbulenei)vomaveavaloarea5iarlaHydraulic Diametric valoarea 0,1. Laborator 3. Curgerea unui fluid printr-o conduct prevzut cu diafragm 20 Presiunea (absolut) la ieire este de 1 atm. Din moment ce presiunea de operare este stabilit ca fiind 1atm, mrimea presiunii la ieire = presiunea absolut la ieire presiunea de operare = 0. Apsm apoi OK pentru a reveni la lista limitelor. Alegem din list pressure_outlet.2. Tipul acestei limite este pressure-outlet. Facem clic pe Set...ValoareaprestabilitaGaugePressure(mrireapresiunii)este0.LaBackflow TurbulentIntesityintroducemvaloarea5iarlaBackflowHydraulicDiametervaloarea 0,1. n final selectm wall i ne asigurm c tipul acestei limite este tot wall (perete). Facem clic pe fiecare buton unde avem: Momentum, Thermal, Radiation, Species etc. i vom observa c numai la Momentul putem schimba n urma condiiilor stabilite pn acum.nchidem meniul Boundary Contitions. Laborator 3. Curgerea unui fluid printr-o conduct prevzut cu diafragm 21 PASUL 5: REZOLVAREA Vom folosi o schem de discretizare de ordinul doi. Main Menu > Solve > Controls > Solution LaPressure-VelocityCouplingvomselectadinlistaCoupled.IarlaCourantNumber avem valoarea 10. La Density i Body Forces vom avea valoarea 1. La Turbulent Kinetic Energy i Specific Dissipation Rate valoarea 0,8; Se face prima presupunere Se iniializeaz cmpul curgerii cu valorile de la intrare: Main Menu > Solve > Initialize nmeniulSolutionInitializationlaComputeFromvomalegeinlet.Vitezaaxial(Axial Velocity) pentru toate celulele va fi setat la 10 m/s, viteza radial (Radial Velocity) va fi 0 m/s. Aceste valori au fost luate de la condiiile limit la intrare. Facem clic pe Init pentru a iniializa, apoi Apply i, n final, Close. Laborator 3. Curgerea unui fluid printr-o conduct prevzut cu diafragm 22 Setarea crierului ce convergen Fluentulfaceraportullareziduulpentrufiecareecuaieceurmeazafirezolvat.Reziduul estemsuralactdemultsatisfacesoluiacurentformadiscretizantafiecreiecuaiice guverneaz. Vom itera soluia pn cnd reziduul fiecrei ecuaii scade sub 1 10-6. Main Menu > Solve > Monitors > Residual Schimbm reziduul pentru continuity, x-velocity i y-velocity, toate cu valoarea 1e-6. Dup aceasta,pentruvizualizare,sefaceclicpePlot.Acestavafacegraficulreziduurilorn fereastra grafic dup cum sunt ele calculate. Dac v apar erori de tipul Error: FLUENT received a fatal signal (SEGMENTATION VIOLATION) sau Error: floating point error: divide by zero nseamn c placa video este configurat pentru funcionarea calculatorului cu vitez i nu pentru performan. Consultai un expert pentru soluionarea unei astfel de probleme. Am terminat specificaiile problemei. Salvm totul: Main Menu > File > Write > Case Salvm cu numele diafragma.cas pentru fiierele de tip case. Verificm apoi dac s-asalvat n folderul de lucru. Dac nchidem Fluent-ul acum, putem continua cu tot ceea ce am stabilit pn acum. Iterare pn la convergen Vom porni calcularea fcnd 100 de iteraii: Main Menu > Solve > Iterate Laborator 3. Curgerea unui fluid printr-o conduct prevzut cu diafragm 23 nfereastradeiteraii(IterateWindow)schimbmnumruldeiteraii(Numberof Iterations) de la 1 la 200 apoi facem click pe Iterate. Reziduurile pentru fiecare iteraie sunt afiate i listate n fereastra de grafice dup cum sunt ele calculate. Reziduurile ajung la criteriul de convergen specificat (1 10-6) la 46 de iteraii. Pentru a vizualiza i partea axiometric, vom selecta din meniulDisplay>Viewsiarlaplaneledeoglindire(MirrorPlanes)selectmaxis.3pecaream definit-o n GAMBIT Se salveaz soluia ca un fiier dat: Laborator 3. Curgerea unui fluid printr-o conduct prevzut cu diafragm 24 Main Menu > File > Write > Data Introducemlanumepipe.dat.Dinnou,severificdacfiierulafostsalvatnfolderulde lucru. Din acest moment se pot determina soluiile de fiecare dat folosind acest fiier. Laborator 3. Curgerea unui fluid printr-o conduct prevzut cu diafragm 25 PASUL 6: PROFILUL DE PRESIUNE La meniul Display, alegem Contours, pentru a avea o imagine mai bun asupra profilului de presiune. n mini-fereastra care se deschide, selectm suprafeele pe care dorim sa vedem acest profil.La Contours of alegem pe rnd, Pressure apoi Turbulence. n casua de sub Pressure vom selecta Dynamic Pressure iar la Turbulence, Turbulence Intensity. Facem clic apoi pe Plot. Aceasta genereaz graficul vitezei axialecao funcie de distan de-a lungul axei centrale a conductei. La Pressure vom avea un profil ca n figura de mai jos: Laborator 3. Curgerea unui fluid printr-o conduct prevzut cu diafragm 26 La Turbulence Intensity va genera un profil asemntor figurii de mai jos: AMESTECUL FLUIDELOR N CONDUCTE TIP COT Laborator 4. Amestecul fluidelor n conducte tip cot 1 Specificaiile problemei: 1.Crearea geometriei n GAMBIT; 2.Mesharea geometriei n GAMBIT; 3.Specificarea tipurilor de limite n GAMBIT; 4.Implementarea problemei n FLUENT; 5.Rezolvarea; 6.Analiza rezultatelor; 7.Curirea meshurilor; Problema 1 Problema 2 Specificaiile problemei Se consider un fluid rece (26 C) care intr prin partea stng a profilului de eav tip cotprezentatnfigurademaisusicareseamesteccufluidcald(40C)ndreptul cotului. Dimensiunile evii sunt date n inch iar proprietatea fluidului mpreun cu condiiile la limit sunt date n uniti din SI. Numrul lui Reynolds la intrarea n eav este de 2,03 x 105, avnd, deci, nevoie de un model de turbulen. Se mai dau i urmtorii parametri: -Densitatea, = 1000 kg/m3; -Viscozitatea, = 8 x 104 kg/ms; Laborator 4. Amestecul fluidelor n conducte tip cot 2-Conductivitatea termic, k = 0,677 W/mK; -Cldura specific, Cp = 4216 J/Kg C. Rezolvai aceast problem folosind programul de simulare FLUENT.Laborator 4. Amestecul fluidelor n conducte tip cot 3 PASUL 1: CREAREA GEOMETRIEI N GAMBIT. Dac dorim s srim peste acest pas, putem crea un folder de lucru (vezi mai jos) n care s descrcm meshurile (clic dreapta i salvai ca tcot.msh) i apoi trece direct la pasul 4. Crearea unui folder de lucru Creai un folder numit tcot. Vom folosi acest folder ca fiind folderul de lucru n care se vom pstra toate fiierele. Pornirea GAMBIT-ului Se iniializeaz prompterul de comenzi Start > Run Pentru Window NT/2000/XP: Se scrie cmd apoi se apas OK Dup aceasta, intrai n folderul de lucru. De exemplu, dac folderul creat, numit fluent pe partiia S: n Windows, executai cd S:\fluent Interfaa GAMBIT arat astfel: -Bara meniului principal: Laborator 4. Amestecul fluidelor n conducte tip cot 4 -Meniul instrumentelor Vom folosi acest meniu mai mult sau mai puin de-a lungul crerii geometriilor. Se poate observa c fiecare meniu principal are sub-meniuri. -Meniul de control MeniuldecontrolareopiuniprecumFit toScreeni Undocaresuntfoarte des utilizate n timpul crerii geometriei precum i a meshurilor. -Fereastra de lucru: Laborator 4. Amestecul fluidelor n conducte tip cot 5 Aceasta este fereastra unde se pot observa grafic toate operaiile pe care le executm. -Panoul de descriere Panoul de descriere conine descrierile butoanelor sauobiectelor peste care micm cursorul mouseului. Micnd mouseul peste butoate, putem observa aceste descrieri. -Fereastra de transcriere a comenzilor Aceasta este fereastra n care se scriu comenzile n Gambit i n care se pot terge/corecta. Dacnusuntemsiguricaamapsatbutonulcorectsauamgreitcomanda,aicisepoate monitoriza. Se poate mri fereastra prin apsarea sgeii din partea de sus, dreapta iar pentru a reveni la dimensiunile iniiale, se apas din nou. Selectarea Solverului Main Menu > Solver > Fluent 5/6 Laborator 4. Amestecul fluidelor n conducte tip cot 6 Se verific apoi dac s-a activat, n fereastra de transcriere a comenzilor. Construcia punctelor (vertexurilor)Pentru nceput vom afia grila pe care vom construi punctele din: TOOLS> COORDINATE SYSTEM > DISPLAY GRID Se va deschide o mini-fereastr n care vom introduce limitele distanei dintre ochiurile de reea, astfel: la valoarea minim vom introduce valoarea -32 iar la maxim 32. Incrementul de multiplicare va fi de 16. La Plane (planul de vizualizare) vom bifa XY (2D) iar la axis, Y. Laborator 4. Amestecul fluidelor n conducte tip cot 7 Vom avea o imagine asemntoare cu cea din figura de mai jos: Pentru a putea ncadra toat geometria pe ecran, vom folosi comanda Fit to window. Operation Toolpad > Global Control > Fit to Window Button Vom construi puncte pe punctele de intersecie ale ochiurilor de reea, dup ordinea prezentat n figura de mai jos: Laborator 4. Amestecul fluidelor n conducte tip cot 8 Pentru a construi aceste puncte, eliminnd etapa costisitoare de a le crea folosind coordonatele fiecruia, vom selecta nodurile de la intersecia ochiurilor cu ajutorul tastei CTRL i CLIC DREAPTA pe fiecare. Dup ce am construit cele nou puncte, vom dezactiva ochiurile de reea. Din: TOOLS> COORDINATE SYSTEM > DISPLAY GRID, n mini-fereastra care se va deschide, dezactivm Visibility apoi facem clic pe Apply. Vom avea urmtoarea figur: AB CD EFG HI Laborator 4. Amestecul fluidelor n conducte tip cot 9 Construcia laturilor Pentru nceput vom crea arcul de cerc de la cot. OperationToolpad>GeometryCommandButton>EdgeCommandButton > Create Edge Sevadeschideomini-fereastrncareavemdoumetodedeacreaarculdecerc.Pentru geometria noastr vom alege prima variant deoarece avem centrul lui. La center vom selecta punctul E iar la End-Points (punctele extreme), nti D i F pentru cercul mic, apoi punctele B i G pentru cel mare. Vom avea: Construim n continuare laturile: Laborator 4. Amestecul fluidelor n conducte tip cot 10 OperationToolpad>GeometryCommandButton>EdgeCommandButton > Create Edge PentruselectareaunuiobiectnGambit,seinebutonSHIFTdelatastaturiapoise selecteaz. Se pot face astfel selecta mai multe obiecte. n cazul nostru, vom selecta, pe rnd, vertexurile. Pe msur ce selectm vertexurile, pe ecranele vor aprea de culoare roie (pot aprea i de alt culoare, n funcie de setrile culorilor standard este roie). Fcnd clic pe sgeata n sus din meniu, o mic fereastr se va deschide.

n aceast mini-fereastr vom observa vertexurile selectate. Ele pot fi mutate din stnga, unde suntceledisponibile(Available)spredreapta,undesuntceleselectate(Picked)iinvers. Procesul de mutare se poate face simplu cu ajutorul sgeilor (---> i GeometryCommandButton>EdgeCommandButton > Split/Merge Edges Laborator 4. Amestecul fluidelor n conducte tip cot 11 Vomselectapentrunceputarculcelmare.LatipullaturiivomselectaReal,laSplitwith (mparte prin) vom selecta Point iar la tipul sistemului de coordonate vom avea Cylindrical. Apoi, mai jos, la valorile locale vom introduce, pe rnd, lat (unghiul de la centru) valoarile 39.93, respectiv 50,07 (pentru arcul din partea de jos). Vom avea urmtoarea figur: Vom selecta punctul creat n partea de jos a arcului dup care l vom copia de-a lungul axei Y cu12uniti(dupcumputemobservaindesenuldeprezentareaproblemei).Pentru copiere selectm: Laborator 4. Amestecul fluidelor n conducte tip cot 12 OperationToolpad>GeometryCommandButton>VertexCommandButton > Move/Copy/Align Vertices nmini-fereastracareaparevomselectaCopyiarncsuadealturi,undevineintrodus numrul de multiplicri, vom introduce valoarea 1. La operaii vom selecta Translate iar la Y vom introduce valoarea -12. Punctul recent creat l vom copia de-a lungul axei X la o lungime de 4 uniti. Vom avea urmtoarea geometrie: Laborator 4. Amestecul fluidelor n conducte tip cot 13 Vom construi apoi laturile care leag toate cele patru puncte i vom avea o geometrie ca cea prezentat n figura de mai jos: Construcia feelor Operation Toolpad > Geometry Command Button > Face Command Button > Form Face Pentruaconstruiofanscrisdepatrulaturitrebuiesselectmcelepatrulaturicare formeazsuprafaa.AceastasepoatefacetotcuajutorultasteiSHIFT,selectndpernd fiecare latur (putem observa c liniile selectate apar de culoare roie). Dup ce s-au selectat cele patru laturi, se ia mna de pe tast. Sau,maisimplu,sefaceclicpesgeatansuscaredeschideoaltamini-fereastrncare avem de aceast dat laturile. Iar mini-fereastra arat ca n figura de mai jos. Laborator 4. Amestecul fluidelor n conducte tip cot 14 Vom construi nti faa cilindrului cot. Pentru asta selectm doar laturile corespunztoare lui, incluzndimicularcdecerccreatnurmampririiarculuimare.Construimapoifaa cilindrului mic selectnd cele patru laturi care l compun. Laborator 4. Amestecul fluidelor n conducte tip cot 15 PASUL 2: GEOMETRIA MESHURILOR N GAMBIT Mesharea laturilor OperationToolpad>MeshCommandButton>EdgeCommandButton> Mesh Edges Din nou selectm cu ajutorul tastei SHIFT sau din meniu laturile corespunztoareintrrii i ieiriidinconduct.Dacnfereastragraficnuseobservbineacestelinii,putemmri innd apsat tasta CTRL apoi click pe zona pe care vrem s o mrim. Dac s-a mrit prea mult, se poate reveni folosind Fit to Window. Vom selecta laturile corespunztoare intrrii i ieirii din eav apoi, n fereastra din dreapta, Double sided (ambele pri) i vom introduce la Ratio (Rata) valoarea 1,25 iar la Spacing, n csua intervalelor, vom selecta Interval Count unde vom introduce valoarea 10. Vom avea o imagine asemntoare cu cea de jos: Se repet acelai algoritm i pentru mesharea laturilor orizontale, dar divizat n 100 de uniti. Dup ce am meshuit laturile putem crea meshuirea bidimensional a feei. ncontinuarevommeshalaturiledrepte.Vomselectafeele;laRatiovomaveavaloarea1iar la Interval Count vom introduce valoarea 15 (numrul de intervale). Facem clic pe Apply. Vom avea: Laborator 4. Amestecul fluidelor n conducte tip cot 16 Vom mesha apoi arcul de cerc aflat la intersecia celor dou conducte. Vom proceda la fel ca i mai sus avnd: -la Ratio vom avea valoarea 1; -la Interval Count vom avea 6. Vom obine: n continuare vom mesha arcele de cerc din stnga i dreapta arcului de intersecie.-selectmarculdinstngaineasigurmcsgeataroievafindreptatspreeava mic (n cazul n care nu o observm vom mri zona) i introducem la Ratio valoarea 0,9iarlaIntervalCountvaloarea12.FacemclicpeApplyivomputeavizualiza meshul. -selectmarculdindreaptaiurmmacelaiprocedeu,dinnou,asigurndu-nec sgeata roie este ndreptat n jos, spre eava mic. Laborator 4. Amestecul fluidelor n conducte tip cot 17 Vom avea: Meshmacumarculmicdecercprocedndlafelcailalaturilecorespunztoareintrriii ieiriidinconductianume:selectmarcul,laRatiointroducem0,85iselectmDouble sided, lsng GAMBIT-ul s calculeze singur spaiul de intervale. Pentru ca programul nostru s calculeze singur numrul de intervale vom deselecta Apply de la Spacing. Deselectm, de altfel, i butonul Mesh de la Options. Vom avea o figur asemntoare celei de sus. Mesharea feei OperationToolpad>MeshCommandButton>FaceCommandButton> Mesh Face Selectm faa corespunztoare conductei mari apoi facem clic pe Apply. Vom avea: Laborator 4. Amestecul fluidelor n conducte tip cot 18 nfinal,vommeshaeavamic.Vomselectafaadupcareivomaplicameshul.La Elements vom avea Quad, la Type vom avea Map iar la Interval Spacing valoarea 1. Vom obine geometria final: Laborator 4. Amestecul fluidelor n conducte tip cot 19 PASUL 3: SPECIFICAREA TIPURILOR DE LIMIT Definirea tipurilor de limit Pentru nceput vom dezactiva grafic meshurile pentru a putea observa mai bine fiecare latur. Pentruastafacemclicpebutonuldinparteadreaptajos.nmini-fereastracareseva deschide vom selecta Off n dreptul Mesh-ului apoi clic pe Apply. Vom observa c pe ecran va disprea meshul. Din: Laborator 4. Amestecul fluidelor n conducte tip cot 20 OperationToopad>ZonesCommandButton>SpecifyBoundaryTypes Command Button vom defini tipurile de limite. Pentru ntrri vom aloca tipul de limit numit Velocity Inlet iar pentru ieire Pressure Outlet Salvarea lucrului i Exportul Main Menu > File > Save Main Menu > File > Export > Mesh Scriempipe.mshlaFileName:,apoiselectmExport2dMeshdeoareceesteunmesh bidimensional. n final, clic Accept. Verificm dac tcot.msh a fost creat n folderul de lucru. Laborator 4. Amestecul fluidelor n conducte tip cot 21 PASUL 4: SETAREA PROBLEMEI N FLUENT Se deschide fluentul: Start > All Programs > Fluent Inc Products > Fluent x.x.xx > Fluent x.x.xx Selectm 2ddp din list apoi Run 2ddp este folosit atunci cnd folosim un solver bidimensional, de precizie dubl. n solveruldepreciziedublfiecarenumrestereprezentatfolosind64bii,ncontrastcu solverul de precizie simpl care folosete 32 bii. Numrul mare de bii crete precizia dar i ordinuldemrimecarepoatefireprezentat.Dezavantajulestecpentruastfeldesolver avem nevoie de mai mult memorie. Importul grilei Main Menu > File > Read > Case Cazulsedeschidedinfolderuldelucrudeundeseselecteazpipe.msh.Acestestefiierul care a fost creatde preprocesorul Gambit n pasulanterior. Fluentul expune meshurile exact cum sunt ele scrise n Gambit. Laborator 4. Amestecul fluidelor n conducte tip cot 22 Verificarea i afiarea grilei Pentru nceput se verific grila pentru a fi siguri c nu sunt erori.a ) Verificarea grilei se face din Main Menu > Grid > CheckOrice eroare ntlnit va fi reportat imediat. Verificm apoi ieirea pentru a fi siguri c nici acolo nu avem erori. Apoi se face verificarea dimensiunii grilei: Main Menu > Grid > Smooth/Swap Se folosete pentru a oferi calculelor o calitate mai bun. Facem clic apoi pe Smooth. Main Menu > Grid > Scale Schimbam valoarea unitilor n INCH dup care i dm Scale. b) Afiarea grilei se face din: Main Menu > Display > Grid Trebuiesneasigurmctoatesuprafeele(Surfaces)suntselectate.Apoifacemclicpe Display. O nou fereastr n care vom observa grila se va deschide. Se va nchide apoi fcnd click pe Close. Operaiile disponibile n fereastra de grid sunt: -Translaia:Gridulpoatefimutatnoricedirecie,inndapsatclicstangai micnd mouseul; -Mrirea:Aceastasepoatefaceinndapsatrotiamouseuluidupcaresemic din stnga spre dreapta. Laborator 4. Amestecul fluidelor n conducte tip cot 23 -Micorarea: Aceasta se poate face innd apsat rotia mouseului dup care se