Шаг 10: Solution: Unsteady Flow with Moving Rotor

Изменение Courant number на 1 для нестационарного течения.

Solve $\rightarrow$ Controls $\rightarrow$ Solution...

$\begin{figure}\psfig{file=figures/sliding-solncontrols-unst.ps} \end{figure}$

Значение Courant number используется FLUENT во время внутренних итераций на каждом временном слое. Умеренное значение Courant number 1 должно обеспечить стабильность внутренних итераций.

Переустановка контроля подъёмной силы

Solve $\rightarrow$ Monitors $\rightarrow$ Force...

$\begin{figure}\psfig{file=figures/sliding-liftmonitor-unst.ps} \end{figure}$

(a)

В поле File Name введите cl-hist.td.

(b)

Нажмите Apply.

(c)

Нажмите Clear (Отчистить).

Это удалит данные стационарного расчёта с памяти.

(d)

Нажмите Yes при запросе подтверждения на удаление информации.

$\begin{figure}\psfig{file=figures/sliding-clear-lift.ps} \end{figure}$

!: Если не очистить память от данных контроля подъёмной силы FLUENT будет отображать их на грфике вместе с новыми данными.

(e)

Нажмите на кнопку Axes... (Оси...).

Это откроет панель Axes - Force Monitor Plot (Оси - График контроля сил).

$\begin{figure}\psfig{file=figures/sliding-axes-forcemonitor-x.ps} \end{figure}$

(f)

Под надписью Axis (Оси) выберите X (по умолчанию).

(g)

Под надписью Number Format (Формат чисел), убедитесь что выбран тип (Type) float.

(h)

Установите Precision (Точность) равной 4.

(i)

Нажмите Apply.

$\begin{figure}\psfig{file=figures/sliding-axes-forcemonitor-y.ps} \end{figure}$

(j)

Под надписью Axis (Оси) выберите Y.

(k)

Под надписью Number Format (Формат чисел), убедитесь что выбран тип (Type) float и Precision (Точность) равна 4

(l)

Закройте панели Axes - Force Monitor Plot и Force Monitors.

Замечание:

Контроль за подъёмной силой идеальный инструмент определения времени, когда решение становится периодичным (независимо от начальных условий). В периодичном решении колебания подъёмной силы будут повторяться с периодом совмещения лопаток статора и ротора.

Установите параметры шага по времени.

Solve $\rightarrow$ Iterate...

$\begin{figure}\psfig{file=figures/sliding-iterate-unst.ps} \end{figure}$

(a)

Установите Time Step Size (Размер шага по времени) равным 0.0001 секунд.

(b)

Проверьте, что Max Iterations per Time Step (Максимальное число итераций на шаг по времени) установлено 20.

(c)

Нажмите Apply.

Замечание:

Выбор шага по времени очень важен с точки зрения точности расчёта нестационарного течения. Здесь мы выбираем шаг по времени из условия приблизительно 70 шагов на период совмещения лопаток статора и ротора (T). Период совмещения лопаток статора и ротора - это время, необходимое на прохождения лопатки ротора от одной лопатки статора до другой:

$\begin{displaymath} T = (0.1959 \; \mbox{m})/(29.4 \; \mbox{m/s}) = 6.7 \times 10^{-3} \; \mbox{sec} \end{displaymath}$

!: Максимальное число итераций на шаг по временит должно обеспечивать сходимость решения на каждом временом слое. Сдесь выбрано не больщое значение значение 20 и возможно этого будет недостаточно для обеспечения высокой точности. Если необходимо обеспечить высокую точность решения нужно увеличить это значение.

Сохраните файл настроек со скользящей сеткой ( slide_td.cas).

File $\rightarrow$ Write $\rightarrow$ Case...

Начните расчёт нестацонарного течения требуя 1000 шагов по времени.

$\begin{figure}\psfig{file=figures/sliding-iterate-unst2.ps} \end{figure}$

!: Расчёт может потребовать значительного машинного времени. Вместо расчёта можете воспользоваться сохранённым файлом с результатами для данного случая:

slide01.cas и slide01.dat
После считывания файла можете переходить к следующему шагу.

1000 шагов по времени - это приблизительно 15 периодов совмещения лопаток статора и ротора. Опыт показывает что решение начинает сходиться приблизительно после 12 таких периодов. Это подтверждает график подъёмной силы Рис. 10.7.

**Рис. 10.7:** Коэффициент подъёмной силы: Нестационарное течение, движущийся ротор
$\begin{figure} \psfig{file=figures/sliding-liftcoeff2-unst.ps,height=3.0in,angle=-90,silent=} \end{figure}$

Увеличьте график коэффициента подъёмной силы

Solve $\rightarrow$ Monitors $\rightarrow$ Force...

(a)

Нажмите кнопку Axes... (Оси...).

Это откроет панель Axes - Force Monitor Plot (Оси - График контроля сил).

$\begin{figure}\psfig{file=figures/sliding-force-xaxis.ps} \end{figure}$

Под надписью Axis (Оси) выберите X.

ii.

Под надписью Options (Опции) снимите опцию Auto Range (Авто диапазон).

iii.

Под надписью Range (Диапазон) установите Minimum равным 0.02, и Maximum равным 0.1.

iv.

Нажмите Apply.

$\begin{figure}\psfig{file=figures/sliding-force-yaxis.ps} \end{figure}$

Под надписью Axis (Оси) выберите Y.

vi.

Под надписью Options (Опции) снимите опцию Auto Range (Авто диапазон).

vii.

Под надписью Range (Диапазон) установите Minimum -9.2, и Maximum -7.6.

viii.

Нажмите Apply и закройте панель.

(b)

В панели Force Monitors (Контроль поверхностей), нажмите Plot (Отобразить).

**Рис. 10.8:** Коэффициент подъёмной силы: Увеличенный вид
$\begin{figure} \psfig{file=figures/sliding-liftcoeff-scaled-unst.ps,height=3.0in,angle=-90,silent=} \end{figure}$

Сохраните файл настроек и файл данных при с. ( slide01.cas и slide01.dat).

File $\rightarrow$ Write $\rightarrow$ Case & Data...

!: Когда используется скольжение сеток необходимо сохранять файл настроек каждый раз, когда вы сохраняете файл данных. Файл настроек содержит информацию о сетке, которая изменяется во времени.