1403 / 4 лабораторная работа (стр.45) вариант 19
.pdf
Рис. 12. Настройки модели турбулентности
18. Для определения рабочих свойств рабочего тела добавляем новый
материал (вода): Materials→Create/Edit...→Fluid Database...→water-liquid.
После выделения нужного материала нажимаем Copy. Выбранный нами
материал появился в окне Materials.
19.Чтобы применить новый материал к рабочей модели, переходим
вCell Zone Conditions→Zone→solid. Чтобы открыть окно модели, нажи-
маем Edit... и напротив строки Materials Name выбираем water-liquid. По-
сле этого нажимаем Ok.
20. Определяем граничные условия на входе. Переходим в раздел
Boundary Conditions и выбираем строку с надписью «inlet». По умолча-
нию программа присвоила ей тип velocity-inlet, оставляем его без измене-
ний и переходим в настройку граничных условий, нажав Edit.
21. В открывшемся окне (рис. 13) необходимо задать свою скорость на входе (V) Momentum→Velocity Magnitude (m/s)→0.5 м/с и температуру
(Твх) Thermal→Temperature (k)→320 К. После этого нажимаем кнопку Ok.
111
Рис. 13. Настройка граничных условий на входе
22.Определяем граничные условия на выходе из канала. Выделяем строку «outlet». По умолчанию программа присвоила ей тип pressureoutlet, оставляем его без изменений и переходим в настройку граничных условий, нажав Edit.
23.В открывшемся окне (рис. 14) задаем давление на выходе Momentum→Gauge Pressure (pascal), равное 10 000 Па. После этого нажимаем кнопку Ok.
Рис. 14. Настройка граничных условий на выходе
112
24. Определяем граничные условия на стенке. Выделяем строку
«wall». По умолчанию программа присвоила ей тип wall, оставляем его без изменений и переходим в настройку граничных условий, нажав Edit.
25. В открывшемся окне (рис. 15) задаем температуру на поверхности канала Thermal→Thermal Conditions→Temperature→Temperature (k)→
353 К (80 оС). После этого нажимаем кнопку Ok.
На этом задание граничных условий закончено.
Рис. 15. Настройка граничных условий на поверхности стенки
26.Оставляем без изменения параметры расчета Solution Methods
вдереве проекта.
27.Переходим в раздел Solution Initialization в дереве проекта.
Оставляем опцию Hybrid Initialization по умолчанию и нажимаем
Initialize.
28. Переходим в раздел Run Calculation в дереве проекта. Под надпи-
сью Number of Iteration (количество итераций) вводим значение 200
и нажимаем Calculate.
113
29. По окончании расчета появится сообщение Calculation complete.
Нажимаем Ok. Окно ANSYS Fluent можно закрыть или свернуть.
30. Для того чтобы вывести результаты, запускаем раздел Results
. В открывшемся окне (рис. 16) построить распреде-
ление по сечению температуры и скорости потока в канале.
Рис. 16. Окно CFD-Post:
1 – панель управления; 2 – дерево проекта; 3 – окно просмотра
31. Создаем секущую плоскость, на которой будут отображаться ре-
зультаты Location→Plane. В появившемся окне оставляем имя плоскости по умолчанию и нажимаем Ok. Далее выбираем оси, относительно кото-
рых будет строиться плоскость Geometry→Method→ZX Plane. Нажимаем
Apply. После этого убираем галочку напротив нашей новой плоскости.
Это необходимо, чтобы она не накладывалась на выводимые далее ре-
зультаты (рис. 17).
114
Рис. 17. Создание плоскости
32. Далее создаем контур распределения скорости. Для этого нажима-
ем Contour 
. В появившемся окне вводим имя контура «Velocity Plane» и нажимаем Ok. После чего задаем настройки контура, как представлено на рис. 18. После чего нажимаем Apply.
Рис. 18. Настройки контура скорости:
1 – плоскость проекции; 2 – отображаемый параметр; 3 – масштабы выводимых значений; 4 – количество сегментов контура
115
33. Чтобы сориентировать контур перпендикулярно камере, нажимаем ПКМ на свободный участок окна просмотра и вы выбираем Predefined Camera→View From→Y. Для поворота сечения на 90о используется координатная ось внизу экрана. Итоговое изображение размещается в центре окна просмотра, как показано на рис. 19.
Рис. 19. Контур распределения скоростей внутри канала
34. Настроим описание нашего контура. Для этого перейдем в раздел
Default Legend View 1 
, созданный по умолчанию, и выставим настройки, представленные на рис. 20 и 21. После этого нажимаем
Apply.
Рис. 20. Настройка положения описания контура
116
Рис. 21. Настройка внешнего вида описания контура
35. Полученное изображение контура распределения скоростей (рис. 22)
сохраняется в отчет.
Рис. 22. Контур распределения скоростей
36. Создаем контур распределения температур (предварительно убрав галочку напротив контура скоростей в дереве проекта). Для этого повто-
ряем операции 32–33, изменив при этом название контура на «Temperature Plane», а напротив Variable выбираем Temperature. Настраивать описание контура в этот раз не нужно.
117
37. Готовое изображение контура распределения температур (рис. 23) также сохраняем в отчет.
Рис. 23. Контур распределения температур
38. Далее рассчитаем среднюю температуру на выходе из канала. Для этого переходим в раздел Calculators→Function Calculators, выставляем настройки (рис. 24) и нажимаем Calculate. Полученное значение записываем в отчет, предварительно переведя единицы измерения в градусы Цельсия.
Рис. 24. Расчет средней температуры на выходе из канала
118
Содержание отчета
1.Титульный лист.
2.Цель работы.
3.Описание работы.
4.Этапы выполнения работы.
5.Рисунок распределения скорости в канале.
6.Рисунок распределения температуры в канале (с указанием средней температуры на выходе).
7.Вывод.
Контрольные вопросы
1.Основные возможности модуля ANSYS Fluent.
2.Какие основные блоки включает в себя ANSYS Fluent?
3.Отличительные особенности ANSYS Fluent.
4.Назовите основные этапы выполнения данной работы.
5.Какие граничные условия задавались в работе?
6.Как настроить описание контура в CFD-Post?
119
Лабораторная работа № 9 ТЕПЛОВОЙ АНАЛИЗ АППАРАТА ВОЗДУШНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ
Цель работы
Приобретение студентами навыков использования программного инструмента ANSYS – Fluid Flow (Fluent) при проведении теплового анализа упрощенной модели аппарата воздушного охлаждения (АВО).
Описание работы
Используя расчетный инструмент Fluid Flow (Fluent), необходимо смоделировать охлаждение жидкости в змеевике, обдуваемом холодным воздухом (рис. 1), с известными: а) скоростью Va и температурой воздуха Та на входе; б) скоростью Vв и температурой воды Тв на входе (табл. 1). Гравитационными силами можно пренебречь. Учитывать нагрев от трения.
С целью уменьшения времени расчета в анализе используется половина АВО с операцией симметрии.
Рис. 1. Схема АВО
120