Logotyp för Volupe

Blogginlägg Volupe

Porösa bafflar i Simcenter STAR-CCM+

Välkommen till den första Volupe blogginlägg i år, den här veckan har vi kommer se djupare till porösa bafflar. A pellerösa bafflar är en klumpmodell som används för att modellera och simulera flöden. genom en tunna porösa geometri, t.ex. en perforerad platta, ett poröst membran eller ett trådgaller. En porös baffel är tvådimensionell (ingen tjocklek), vilket innebär att inte heller geometrin inte heller the flöde i den inre delen av tunn porös geometrin är löst. Genom att ställa in lämpliga egenskaper för porösa bafflar, t.ex. porositet och motståndsparametrar kan du fånga upp viktigt flödesegenskaper som tryckfall och flödesriktning. utan maskor och med lösning för denna tunna porösa region.. 

Definitioner av baffle egenskaper 

När du har definierat gränssnittet som en porös baffle kommer du att se Gränssnittet. Trädstruktur. ser ut som på bilden nedan.  

skjuvspänningsbaserad porös baffel

De tre fysikaliska parametrarna för en porös baffel är: 

  • Porositet - Ett värde mellan 0 och 1, där koefficienten motsvarar hur öppen flödesvägen genom baffeln är. Det betyder att 1 är en helt öppen kanal (för en helt öppen kanal tillämpas ingen skjuvspänning på väggen).
  • Poröst tröghetsmotstånd - Koefficienten som beskriver trögheten när fluid försöker accelerera eller avaccelerera.
  • Poröst visköst motstånd - Koefficienten som beskriver viskösa effekter på en fluid-partikel, antingen på grund av friktion från en annan fluid-partikel eller en vägg. 

Obs När det gäller porositet.När Vid stationär drift simulations påverkar porositeten inte tryckfallet över baffeln, men vid transient simulations påverkar porositeten tryckfallet. I Siemens artikel om Hur porositeten påverkar tryckfallet över en porös baffel.Detta beskrivs mer i detalj. I porösa områden tporositeten är används huvudsakligen för att beräkna den ytliga hastigheten, så för porösa bafflar används den. för att beräkna värme- och massöverföringen.  

Hur man gör beräkna motståndsparametrar.

Ekvationen som relaterar motstånden till tryckfallet för en porös baffel är 

ekvation för porösa bafflar

som ser ut som som liknar the ekvation för porösa områden 

ekvation för porösa områden

Koefficienterna alfa och beta, i ekvationen för den porösa baffeln, representerar den porösa tröghet motståndskraft och porös visköst motstånd respektive. Bifogad till artikeln om Siemens om hur man beräknar porösa koefficienter, där är ett Excel-ark där kan du beräkna koefficienterna så att de matcha din experimentella data. Than första fliken i ark är till för att beräkna koefficienter när du använder porösa områden, och den andra fliken är för porösa bafflar.

Anmärkning om porös egenskaper hos bafflarNär du tilldelar värden till porös baffle egenskaper, Det bör noteras att alla koefficienter, porositet och motståndsparametrar, bör inte vara noll. Om alla värden är noll kan lösaren bli mindre stabil. 

Skjuvspänning eller Resistensbaserad bafflar 

Det finns två olika typer av porösa bafflar, baserat på skjuvspänning och motstånd. Standardbehandlingen är Skjuvspänningsbaserad.som bör vara används om hastigheterna på de två sidorna av baffeln är olika. Denna typ av baffel är används ofta när den flöde uppströms från baffeln är mestadels tangentiell till baffeln yta. För denna typ av baffle tflödet nedströms kommer att bli vinkelrätt mot baffeln.e. För turbulenta flöden är detta alternativ lämpligt om turbulensen har en skala som minskar betydligt vid baffeln. 

Bilden nedan visar en simulering av flödet går från vänster till höger, med periodiska gränser på kanalens golv och tak.. I den här simuleringen används en porös baffel baserad på skjuvspänning. är beläget i the mitten som leder flödet i normal riktning nedströms. 

porösa bafflar som bygger på skjuvspänning

Om Baffeln ska bara skapa ett tryckfall., samtidigt som flödesriktningen bevaras the Resistansbaserad behandling av porösa bafflar. kan användas. Med Denna behandling gör det möjligt att specificera tangentiella motstånd, som i bilden nedan.. 

motstånd baserad porös baffle

Nollställning av de tangentiella motstånden kommer att bevara energin i den tangentiella riktningen och tillåta the flöde till har en riktning som inte är i linje med den normala för baffeln. Se bilden nedan för resultaten av simuleringen från föregående exempel, men med Resistensbaserad behandling med noll tangentiellt motstånd.

porösa bafflar som är motståndskraftiga.

The Resistensbaserad baffeln är används ofta vid modellering av öppna bafflar där uppströms flödet är huvudsakligen normalt i förhållande till baffleFör turbulenta flöden är detta alternativ lämpligt om hålen i baffeln är sådana att deras karakteristiska längd är som liknar turbulensens längdskala. 

 

Vi på Volupe hoppas att du har Jag hoppas att du fick en bra start på det nya året och att du gillade det här blogginlägget. Om du har några frågor om porösa bafflar eller andra typer av simuleringarkontakta oss på support@volupe.com. 

Författare

Christoffer Johansson, M.Sc.
support@volupe.com
+46764479945

Christoffer Volupe

 

 

 

 

 

 

 

Fler blogginlägg

sv_SESwedish