Ағынды түзеткіш - Википедия - Flow straightener

A ағынды түзеткіш, кейде а деп аталады ұя, бұл жел туннеліндегі ауа ағынын түзету үшін қолданылатын құрылғы. Бұл кіру кезінде ауа ағынында айналмалы қозғалыспен туындаған бүйірлік жылдамдық компоненттерін азайту үшін негізгі ауа ағынының осі бойымен салынған арналардың өтуі. Осы «ұялардың» көлденең қимасының пішіндері төртбұрышты, дөңгелек және тұрақты алтыбұрышты жасушалар болуы мүмкін.

Өзіңіздің қолыңызбен арзан ағынды түзеткіш

Арқылы арзан ағынды түзеткішті жасауға болады сабан ішу, өйткені олар арзан және тиімділікке ие. The MythBusters теледидарлық шоу осындай конструкцияны жел туннелі үшін, сондай-ақ эксперименттік жел туннелі үшін қолданды MIT (Маниет). Сабандарды бірдей мөлшерде кесіп, жақтауға қою керек.

Бал ұясының тиімділігі

Айналмалы және турбуленттілік деңгейін төмендетудегі ұяның тиімділігі ағынды өрісті модельдеу арқылы зерттеледі к-ε турбуленттік моделін коммерциялық есептеу сұйықтығында (CFD). CFD - бұл ұяның тиімділігін бағалаудың ең дәл және үнемді әдісі.

Есептеуіш модель

1-суретте көрсетілгендей ұяның есептеу домені құрылды

Біз есептеу арқылы білеміз, тәжірибе тәжірибесіндей бал ұясының кіруінде шынайы біркелкі емес ағынмен қамтамасыз ету өте қиын. Мұндай кездейсоқ кіру шарттары ауа кез-келген бағытта және кез-келген турбуленттілікте ұяға ене алатын нақты жағдайды модельдейді. Сондықтан арнайы домен практикалық кіріс жағдайын енгізуге арналған

Бал ұясының есептеу саласы

Есептеу модельдерін торлау

Бал ұясының қатты моделі GAMBIT 2.3.16-да торланған. 2-суретте көрсетілгендей, төртбұрышты ұялы конфигурациясы бар модельдеу үшін құрылымдалған тікбұрышты тор қолданылады. Төмен дыбыстық ағынның массасы мен импульсінің консервациясының теңдеулері, турбуленттілік пен кеуекті ағынның теңдеулерімен бірге бал ұясында коммерциялық CFD көмегімен шешіледі. Турбуленттілікті модельдеу үшін RANS типті RNG k-ε моделі қолданылады.

Есептеу модельдерін торлау

Шекара шарттары

Бал ұясының жоғарғы жағында құрылған бөлек домен әр түрлі кіру шарттарымен қамтамасыз етілген, олар ұя ұяшықтарына кіріс ретінде берілуі керек. Бұл ағынның кез келген бағыттан бал ұясына ене алатын шынайы жағдайын имитациялайды. Осы кірістің сипаттамалары және басқа қажетті шекаралық шарттармен бірге осы жерде айтылған. Бал ұясының ағыны міндетті түрде бұралаң және айналмалы қозғалыстарға ие болуы керек. Сондықтан, осы талаптарды ескеру үшін сұйықтықтың жеке домені салынады.

3D геометриясы ұя ұясымен турбуленттілікті құру үшін қолданылды

Жоғарғы және төменгі дөңгелек беттер бүйірлік жылдамдықтың үлкен шамасымен ағын өрісін алу үшін осы доменге кіру ретінде қарастырылады. Бұл домен тік және көлденең цилиндрлермен қамтамасыз етіліп, осы секциядан шығуда жеткілікті айналдыруды қамтамасыз етеді. Бұл геометрия үшін тетраэдрлік элементтері бар 3-суретте көрсетілгендей тетраэдрлік тор жасалады. Түйіндер саны - 1,47,666. Бұл конфигурацияның үш беті жылдамдықтың шекаралық шарттарымен кірістер ретінде көрсетілген. Бұл кіріс беттеріндегі сұйықтықтың жылдамдығы соншалықты қабылданған, шығыс бөлігіндегі орташа жылдамдық 1 м / с құрайды, ол жұмыс істейтін жел туннелінде.

Тұндырғыш камерадан шыққан кезде қысымның шығыс шекарасының шарты қолданылады, мұнда шығырдағы қысым өлшеуіш қысым үшін нөлге теңестіріледі, барлық сұйықтық доменін торлау арқылы барлық ағын өрісін болжауға болады; сонымен бірге симметрия шекаралық шартын қолдана отырып, бүкіл ағын өрісін болжауға арналған модельдеу. Бұл тәсіл торға деген қажеттілік пен есептеу күшін азайтады. Сондықтан симметрия шекарасы есептеу аймағының шеткі аймағында қолданылады.

Турбуленттілік интенсивтілігінің 3D модельдегі жағдайына байланысты өзгеруі

Турбуленттілік қарқындылығының ұя ұясындағы орналасуымен өзгеруі

Есептеу аймағындағы барлық қатты шекаралар сырғанаусыз қабырға шекарасы бар тұтқыр қабырғалар ретінде көрсетілген. Турбуленттілік моделінен шығу кезінде турбуленттік интенсивтілік профилі 4-суретте көрсетілген. Бұл суретте турбуленттілік қарқындылығы көрсетілген және ол центрде максимум болып табылады. (30%) және қабырғаларында шамамен 16-18% құрайды, енді бұл профиль 2-суретте көрсетілгендей ұяның ішіне енеді, турбуленттілік интенсивтілігі профилі 5-суретте көрсетілген. біз турбуленттіліктің қарқындылығы орталықта 30% -дан 1,2% -ға дейін және 16% -дан 3,5% -ға дейін төмендегенін байқаймыз, демек, ұя ұясының тиімділігі өте жоғары, 96% шамасында.

Қолданбалар

  1. жел тоннельдері
  1. Газ ағымы

Болашақ аясы

  1. Жақсы нәтижеге қол жеткізу үшін ұяшықтың 3D үлгісін қолданыңыз.
  2. Нәтижелерді жоғары Рейнольдс нөмірінен қараңыз.
  3. Нәтижелерді ара ұясын өзгерту арқылы қараңыз

Әдебиеттер тізімі

Библиография

  • ANSYS Inc., 2007. 11 шығарылым ANSYS Workbench үшін құжаттама.
  • Cermak, J.E., 2003. Жел туннелінің дамуы және азаматтық құрылысқа қолдану тенденциялары. J. Wind Eng. Инд. Аэродин. 91 (3), 355-370.
  • Cermak, J.E., Cochran, L.S., 1992. Атмосфералық беткі қабаттың физикалық моделі. J. Wind Eng. Инд. Аэродин. 41–44, 935–946.
  • Коллар, А.Р., 1939. Дәкенің біркелкі каналдағы жылдамдықтың таралуына әсері. Аэронавт. Res. Конв. Реп. Меморандум No 1867. Десай, С.С., 2003 ж.
  • Сұйықтықтың есептеу динамикасының және жел туннелін сынаудың салыстырмалы рөлдері - әуе кемесі. Curr. Ғылыми. 84 (1), 49-64.
  • Дербунович, Г.И., Земская, А.С., Репик, Е.У., Соседко, Ю.П., 1993. Экрандармен турбуленттілікті төмендетудің оңтайлы шарттары, біркелкі емес және турбулентті ағындардың механикасы. Наука, Мәскеу, 35-бет.
  • Драйден, Х.И., Шубауэр, Г.Б., 1947. Жел туннелінің турбуленттілігін азайту үшін демпферлік экрандарды қолдану. J. Aeronautical Sci. 14, 221-228.
  • Фарелл, К., Юсеф, С., 1996. Экрандар мен ұяларды пайдаланып турбуленттілікті басқару бойынша тәжірибелер. ASME J. Fluids Eng. 118, 26-32.
  • Гани, С.А.А., Арусси, А., Райс, Е., 2001. Жол климаттық жел туннелінде табиғи көлік құралдарын модельдеу. Симул. Тәжірибе. Теория 8 (6-7), 359-375.
  • Гордон, Р., Имбаби, М.С., 1998. CFD модельдеу және жаңа жел / су туннелінің тұйықталған схемасын жобалаудың эксперименталды валидациясы. J. Fluids Eng. Транс. ASME 120 (2), 311-318.
  • Грот, Дж., Йоханссон, А., 1988. Экрандар бойынша турбуленттілікті азайту. Дж. Сұйықтықтар. 197, 139–155.
  • Hansen, S.O., Sorensen, E.G., 1985. Данияның теңіз институтында шекара қабатты желдің туннелі. J. Wind Eng. Инд. Аэродин. 18, 213-224.