1403 / 4 лабораторная работа (стр.45) вариант 19
.pdf
Рис. 10. Рабочее окно программы ANSYS CFX
8. Перед началом создания доменов выбираем в дереве проекта Case Options→General, в разделе Settings ставим галочку напротив Enable Beta Features и убираем галочку напротив Constant Domain Physics. Это поз-
волит задавать разные материалы в однотипных доменах.
9. Создадим домены для каждой среды (потоки воды и воздуха, а также медная труба).
9.1. Создание домена воздуха:
1)нажимаем на панели инструментов Domain 
и задаем имя доме-
на «air»;
2)во вкладке основных настроек Basic Settings (рис. 11): присвоить модель для этого домена; тип материала; материл. Остальные параметры оставляем без изменений;
3)во вкладке Fluid Models (рис. 12) задаём тип теплового взаимодействия Thermal Energy и выбираем режим течения k-Epsilon. После этого нажимаем Ok.
91
Рис. 11. Задание основных настроек домена воздуха
Рис. 12. Настройка модели жидкости
9.2. Создание домена воды: повторяем пункт 9.1 с разницей в том, что задаем имя домена «water» и выбираем материал Water.
9.3. Создание домена трубы:
1)нажимаем на панели инструментов Domain 
и задаем имя домена
«tube»;
2)во вкладке основных настроек Basic Settings (рис. 13): присвоить модель для этого домена; тип материала; материл. Остальные параметры оставляем без изменений;
92
3) во вкладке Solid Models (рис. 14) задаём тип теплового взаимодействия Thermal Energy. После этого нажимаем Ok.
Рис. 13. Задание основных настроек домена трубы
Рис. 14. Настройка модели твердого тела
10. Создание интерфейсов между материалами:
10.1. Создаем интерфейс между водой и трубой:
1) нажимаем кнопку Insert Domain Interface 
на панели инструментов и вводим имя интерфейса «w_t»;
93
2) во вкладке основных настроек Basic Settings (рис. 15) зададим тип контактирующих доменов; домены и поверхности;
Рис. 15. Задание основных настроек контакта воды и трубы
3) во вкладке Additional Interface Models (рис. 16) включаем теплообмен между доменами. Модель интерфейса может иметь три параметра:
None – если материалы уже заданы; Thermal Contact Resistance – кон-
тактное термическое сопротивление; Tint Material – тонкий материал (последний нужен для того, чтобы самостоятельно задать промежуточный материал и его толщину, если мы не создавали между жидкостями трубу). После этого нажимаем Ok.
Рис. 16. Настройка теплообмена между доменами
94
10.2. Создаем интерфейс между воздухом и трубой: повторяем пункт 10.1 с разницей в том, что меняем имя интерфейса на «a_t».
11. Зададим граничные условия.
11.1. Домен воды:
1) скорость и температура на входе: нажимаем ПКМ на домен water
, выбираем Insert→Boundary и вводим название поверхности «Inlet_w». В разделе общих настроек Basic Settings задаем входную поверхность и её тип (рис. 17). В разделе Boundary Details зададим скорость V1 и температуру T1 (рис. 18). После чего нажимаем кнопку Ok;
Рис. 17. Задание входной поверхности
2) давление на выходе: эта операция выполняется аналогично предыдущей, за исключением имени граничных условий «Outlet_w». А в разделе
Boundary Details напротив Relative Pressure указываем давление Р1, рав-
ное «101000» Ра.
11.2. Домен воздуха: повторяем операции пункта 11.1 с заданием имени на входе «Inlet_a» и выходе «Outlet_a», а также со скоростью V2 и температурой T2 на входе, давлением Р2, равным «101000» Ра, на входе.
95
Рис. 18. Задание параметров на входе
12. Установим параметры расчета. Для этого во вкладке Solve перейдем
враздел Solve Control 
. Изменим максимальное количество итераций со 100 на 300 (Max. Iterations). После чего нажимаем кнопку Ok.
13. На этом задание настройки расчетной модели можно завершить, а окно Setup закрыть или свернуть.
14. Для запуска расчета переходим в раздел Solution 
вокне Workbench. Модуль CFX имеет собственный решатель, отличный от используемого в Mechanical. В появившемся окне можно установить распараллеливание между ядрами для более равномерной загрузки процессора и, как следствие, лучшей производительности. Для этого выбираем режим запуска HP MPI Local Parallel и нажимаем Start Run (рис. 19). По умолчанию расчет будет продолжаться до тех пор, пока погрешность изменения параметров (массы и скоростей) не станет меньше 0,0001 или не будет достигнута максимальная итерация. Также существует возможность остановки вручную. По завершении расчета выдается сообщение (рис. 20), а результаты сохраняются в log-файл. Окно решателя можно закрыть или свернуть.
96
Рис. 19. Запуск решателя
Рис. 20. Окно окончания расчета
15. Для просмотра результатов расчета переходим в раздел Results
окна Workbench.
16. Создаем секущую плоскость, на которой будут отображаться результаты Location→Plane. В появившемся окне оставляем имя плоскости по умолчанию и нажимаем Ok. Далее выбираем оси, относительно которых будет строиться плоскость Geometry→Method→YZ Plane. Нажимаем Apply. После этого убираем галочку напротив нашей новой плоскости. Это необходимо, чтобы она не накладывалась на выводимые далее результаты (рис. 21).
Рис. 21. Созданная плоскость
97
17. Настроим описание и шкалу. Для этого перейдем в раздел Default Legend View 1 
, созданный по умолчанию, и выставим настройки, представленные на рис. 22 и 23. После этого нажимаем Apply.
Рис. 22. Настройка положения описания контура
Рис. 23. Настройка внешнего вида описания контура
98
18. Далее создаем контуры распределения скорости и температуры воды:
18.1. Контур распределения скорости: нажимаем Contour
. В появившемся окне вводим имя контура «Velocity water» и нажимаем Ok. После чего задаем настройки контура, как представлено на рис. 24, нажимаем Apply. Итоговое изображение размещается в центре окна просмотра, как показано на рис. 25, и сохраняется в отчет.
Рис. 24. Настройки контура скорости
Рис. 25. Контур распределения скорости воды
18.2. Контур распределения температуры воды (предварительно убрав галочку напротив контура скоростей в дереве проекта): повторяем пункт 18.1, изменив при этом название контура на «Temperature water», а напро-
99
тив Variable выбираем Temperature. Готовое изображение контура распределения температуры воды (рис. 26) сохраняем в отчет.
Рис. 26. Контур распределения температуры воды
19. Создаем контуры распределения скорости и температуры воздуха: 19.1. Контур распределения скорости: повторяем пункт 18.1, изменив при этом название контура на «Velocity air». Готовое изображение контура
распределения скорости воздуха (рис. 27) сохраняем в отчет.
Рис. 27. Контур распределения скорости воздуха
19.2. Контур распределения температуры воды (предварительно убрав галочку напротив контура скоростей в дереве проекта): повторяем пункт 18.2, изменив при этом название контура на «Temperature air». Готовое изображение контура распределения температуры воздуха (рис. 28) сохраняем в отчет.
Рис. 28. Контур распределения температуры воздуха
100