搜索漸縮漸擴(kuò)管CFD和理論計(jì)算對(duì)比
2016-10-07 by:CAE仿真在線 來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)
在這個(gè)帖子開始之前,先說(shuō)說(shuō)博客留言的問(wèn)題吧。 很多人在博客中給我留言,或者發(fā)郵件給我尋求幫助。很抱歉沒(méi)有回復(fù)大家的問(wèn)題,很多問(wèn)題其實(shí)仔細(xì)想想或者花點(diǎn)時(shí)間去學(xué)習(xí)下軟件和理論,就會(huì)有答案。畢竟本人一個(gè)人的精力有限,不可能每個(gè)人的問(wèn)題都回答,請(qǐng)大家諒解。
本次計(jì)算的案例從《精通CFD工程仿真與案例實(shí)戰(zhàn)》中得到,原文中詳細(xì)介紹了CFD分析的操作過(guò)程。恰好這個(gè)例子可以運(yùn)用空氣動(dòng)力學(xué)的知識(shí)進(jìn)行理論上的預(yù)測(cè),這里發(fā)現(xiàn)fluent中使用無(wú)粘模型的計(jì)算結(jié)果和理論計(jì)算很吻合,發(fā)出結(jié)果和大家分享下。
問(wèn)題補(bǔ)充:進(jìn)口的總壓0.22MPa,總溫300K,出口靜壓0.1MPa,喉口的半徑為0.075m
理論上來(lái)講,這種拉法爾噴管的工作狀態(tài)可以分為以下幾種:
假設(shè):忽略氣體和噴管壁面間的換熱,不計(jì)管壁與氣體間的摩擦作用,流動(dòng)是一維定常的,氣體為定比熱的完全氣體。根據(jù)上面的假設(shè),可以利用一維等熵流氣動(dòng)函數(shù)表,作以下理論計(jì)算。
既當(dāng)噴管的出口壓力為0.01353MPa時(shí),噴嘴正好工作在完全膨脹狀態(tài);
假設(shè)噴管內(nèi)有正激波,而且正激波正好在噴嘴的出口,根據(jù)上面的計(jì)算,出口的Ma=2.4685,查正激波表可得:
(2)計(jì)算出口的Ma和噴管的流量
噴管的流量:
結(jié)論: 出口的Ma數(shù)為0.4858,噴管的流量為9.0681kg/s。下圖是fluent的統(tǒng)計(jì)結(jié)果:出口Ma數(shù)0.4867,噴管流量9.089kg/s
(3)確定激波的位置:
根據(jù)上表:激波處,噴管的截面積: As=At/q ,得到激波處噴管的半徑: r=0.11686m。
對(duì)空氣動(dòng)力學(xué)了解的不多,恰好在書上看到類似的case,而且又可以從理論上推導(dǎo),拿出來(lái)看看fluent的計(jì)算結(jié)果是否和理論可以對(duì)上。 本文中有任何不對(duì)的地方,大家可以提出來(lái)改進(jìn)。
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