Logotyp för Volupe

Blogginlägg Volupe

Tryckfall och referensdensitet i Simcenter STAR-CCM+

Ladda ner simuleringsfilen som motsvarar exemplet i det här blogginlägget:

I Simcenter STAR-CCM+ finns en fördefinierad rapport som heter Rapport om tryckfall. I bilden nedan kan du se hur rapporten är utformad, med en högtrycksgräns (inlopp i det här fallet) och en lågtrycksgräns (utlopp i det här fallet). Om du vill utvärdera tryckfallet kan du använda den här rapporten eller skapa en egen rapport om tryckfall genom att subtrahera det låga trycket från det höga (absoluta totala) trycket (men glöm inte att ta hänsyn till den hydrostatiska tryckförlusten).  

Eftersom det kan vara svårt att veta exakt vilka tryck man ska använda kommer vi i veckans blogginlägg att titta närmare på fältfunktioner för tryck. Vi kommer att titta på hur fältfunktionerna definieras och på de rapporter som är kopplade till tryckfall. Det kommer också att bli en diskussion om Referensdensiteteftersom det är en viktig parameter i både tryckfallsrapporten och i många olika typer av simulations. 

rapport om tryckfall

 

Definition av olika tryck

I fördefinierade rapport om tryckfall utvärderar vi den massflöde genomsnittligt absolut totaltryck. MAss-flow genomsnittligt innebär att du multiplicerar trycket vid varje yta med massflödet som strömmar genom ytan, och sedan dividerar summan av trycken med det totala massflödet. Thär leder till att ett rapporterat tryckvärde där mer massflöde väger tyngre. i medelvärdesbildningen. 

rapport om tryckfallet star

Det absoluta totala trycket är definieras av det absoluta trycket plus en term som är möjligt att förenkla om inkompressibel fluids är begagnad. Om yDu använder idealisk gas. denna term beror på the variabler förhållandet mellan specifik värme och Machnummer, men om man antar att den fluid för att vara inkompressibel använder man det dynamiska trycket (betydelse täthet gånger hastighet i kvadrat dividerat med två). 

Absolut totaltryck star

Absolut tryck är definierad som på bilden nedan. 

Absoluttryck stjärna

Observera att det referenstryck som definieras i Kontinua -> Fysik 1 (standardnamn) -> Referensvärden ska ställas in till a värde som simuleringen ska baseras på så att du inte behöver arbeta med tryck som ligger för långt ifrån referensvärdet. Om du definierar referensvärdet långt ifrån de tryck som du driva inom kan du få följande a avrundning fel som kan påverka din lösning. 

De första termerna i det absoluta trycket avser det beräknade trycket plus det inställda referenstrycket. i referensvärdena (1atm = 101325Pa som standard). Than senaste terminen är den hydrostatiskt tryck, som använder gravitationskonstanten och även åtgärder avvikelsen från referenshöjden på den plats där rapporten utvärderas. I rapporten används också referensdensiteten, vilket innebär att värdet kommer att ha en direkt inverkan på din resultat från rapporten. 

hydrostatisk tryckstjärna

Eftersom referenstätheten är viktigt att ställa in på rätt sätt, ett diskussionsavsnitt om denna variabel följer nedan. 

 

Referensdensitet 

The referensdensitet. används inte bara i tryckrapporter, inklusive hydrostatiska tryck., men också flytkraftstermen i flerfasig simulations. Därför är in simulations inklusive flerstegsflöde. och kompressibel fluids kan det vara mer komplicerat att välja ett värde för referensdensiteten som i simulations med enfasflöde och kompressibel fluid. inkompressibel Enfasig simulations bör du använda fluid-densitet som referensdensitet, eftersom den beräknade tätheten skiljer sig från från referenstätheten kommer att införa numerisk fels vilket kan leda till instabilitet av lösningen. För flerfasiga flödedär du har flera fluid, Det finns tre alternativom vilket värde som ska användas som referensdensitet: 

  • Vätska med lägst densitet 
  • Ställ in referensdensiteten på noll. 
  • Vätska med högsta densitet 

I dessa simulations är det vanligt att ha en fas. med mycket högre täthet än de andra, vilket leder till en oundviklig rundgång.ing fels för en fas. Fortfarande, thär är ingen klart riktlinjer för hur man ställer in referensdensitet. för dessa simulations, men det är vanligast att använda fluid med the lågest densitet. 

De flesta riktlinjer beskriver hur man använder lågdensitet fluid som referens täthet, men det finns också riktlinjer för användning av värdet noll som referensdensitet. En sak som vi på Volupe har dock sett att i simulations med låga hastigheter och Hejgh hydrostatiska tryck som du kan dra nytta av från att använda högdensitet fluid som referenstäthet för att minimera de numeriska felen.. Så om du får ett ofysiskt beteende I din simulering kan en lösning vara att ändra referenstätheten. 

Tryck drop rapporterar 

I filen downloadable längst upp i denna sidan hittar du en simuleringsfilen där tryckfallet är beräknat med hjälp av olika definitioner. Pleasar download filen och undersöker den om du är intresserad av detaljer. av rapporterna 

Den första rapporten i simuleringen är den fördefinierade tryckfallsrapporten, som rekommenderas att använda. Här tar du alla villkor hänsyn till trycket.även det hydrostatiska trycket. Efter den fördefinierade tryckfallsrapporten finns det är tre olika manuell tryckfallsrapports definierad; genom att först rapportera om inloppstryck, sedan utloppstryck och sedan subtraktion av utloppstrycket från inloppstrycket via en uttrycksrapport. Rapporten om det absoluta totala trycket ger samma resultat som den fördefinierade rapport om tryckfall (den använder medelvärdena för massflödet)., vilket är fallet för alla rapporter som diskuteras i detta blogginlägg., och det omfattar även det hydrostatiska trycket.). Feller den absoluta tryckrapportens (som nämns som nummer 2) definitionen inte omfattar det dynamiska trycketDärför denna rapport ger ett lägre värde för tryckfall än de andra rapporter som diskuterats hittills. Det finns också en rapport om tryckfall för det totala trycket. som ingår i simuleringen (namngiven som nummer 3)eftersom detta är en rapport som ofta används för att rapportera om tryckfall. Det totala tryckfallet är det beräknade trycket (statiskt tryck) plus det dynamiska trycket.. SEftersom det hydrostatiska trycket inte ingår kommer resultaten att vara mycket skiljer sig från den fördefinierad rapport om tryckfall - som är något som vi tyckte var värt att markeraing genom att skapa detta blogginlägg (i downloadable-filen är det geometrin är mycket hög för att ger en betydande term för statiskt hydrotryck, för att ha visat på betydelsen av begreppet). Den hydrostatiska termen är den enda något som kommer att skilja sig från varandra mellan inlopp och utlopp eftersom alla referenstryck osv. kommer finns både vid inloppet och utloppet.

Se bilden nedan för de rapporter som diskuteras i detta avsnitt. (utskriftsskärm från filen downloadable), där du också hitta a rapport för densitet att använda som referensdensitet. 

rapporter för tryck

Vi på Volupe hoppas att det här blogginlägget har varit intressant för dig, och att du nu har bättre möjligheter att Kunskape om hur den ska användas. tryck du utvärdera definieras när du är rapportering av resultat i din simulering. 

 

Författare

Christoffer Volupe

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

Fler blogginlägg

sv_SESwedish