Шаг 12: S2S Model Definition, Solution and Postprocessing for a Non-Participating Medium

Шаг 12: S2S описание модели, решение и обработка результатов для инертной (не отражающей) среды (Non-Participating Medium)

Модель излучения поверхность-к-поверхности (surface-to-surface (S2S) radiation model) может применяться для серо-диффузионных поверхностей. Перенос энергии между двумя поверхностями зависит от отношения их размеров, расстояния между ними и ориентации. Эти параметры объединяются (объясняются) геометрической функцией, называемой "фактором вида"
Модель S2S предполагает, что поверхности серые и диффузионные. Таким образом, при падении излучения на поверхность, его часть отражается, а другая - поглощается. Главное допущение модели S2S - любое поглощение, излучение или рассеивание излучения средой можно игнорировать, таким образом, рассматривается только излучение "поверхность-к-поверхности".

Для многих задач поверхности не являются прозрачными в инфракрасном спектре. Прозрачностью, поэтому, можно пренебречь. Для модели S2S коэффициент поглощения может рассматриваться равным нулю.

При использовании S2S модели вы можете определить "частичное заграждение", т.е. отключить расчёт фактора вида для не являются заграждающими при радиационном обмене. Сейчас мы получим решение для используя модель S2S без "частичных заграждений". Далее рассчитаем модели DTRM и DO для сравнения результатов. После этого мы получим решение для модели S2S с "частичными заграждениями"

1.

Включите модель излучения (surface-to-surface (S2S) radiation model) и определите фактор вида (view factor) и параметры кластеров (cluster parameters).

Define $\rightarrow$ Models $\rightarrow$ Radiation...

(a)

Выберите Surface to Surface под надписью Model (Модель).

Панель расширится.

$\begin{figure}\psfig{file=figures/rad-s2spanel.ps} \end{figure}$

(b)

Установите фактор вида (view factor) и параметры кластеров (cluster parameters)

Нажмите Set...(Установить...) под надписью Parameters.

Автоматически откроется панель View Factor и Cluster Parameters.

$\begin{figure}\psfig{file=figures/rad-s2sview.ps} \end{figure}$

ii.

Нажмите OK для принятия настроек по умолчанию.

Модель S2S требует больших затрат машинного времени, когда имеется значительное число излучающих поверхностей. Число излучающих поверхностей. Для небольших двумерных задач подходит Faces Per Surface Cluster (Экранов на группу поверхности) равное 1, установленное по умолчанию. Для более обширных задач это значение можно уменьшить, хотя это приведёт к некоторому снижению точности.

Используя опцию Blocking гарантирует, что некоторые дополнительные поверхности, расположенные между противолежащими поверхностями, учитываются в расчёте фактора вида. В нашем случае нет дополнительных заграждающих поверхностей, поэтому выбор опций Blocking или Nonblocking приведёт к одному результату. Для Smoothing (Сглаживание) по умолчанию выбрано None (Нет), что допустимо для небольших задач. Опция Least Square (Наименьшая площадь) более точна, но требует больших затрат времени на расчёт. Подробнее о кластерах и факторе вида для модели S2S смотрите руководство пользователя.

(c)

Рассчитайте фактор вида для модели S2S.

Это необходимо сделать только если расчёт выполняется впервые. Для последующих расчётов вы можете считать фактор вида и информацию о кластерах с существующего файла (нажатием Read... вместо Compute/Write...)

i.

Нажмите Compute/Write... (Расчёт/Запись) под надписью Methods в панели Radiation Model (Модель излучения).

FLUENT откроет окно сохранения файла для того, чтобы вы указали файл для записи информации о кластерах и факторе вида.

ii.

В поле S2S File в диалоговом окне сохранения файла введите rad_s2s.s2s в качестве имени S2S файла. Нажмите OK.

FLUENT будет отображать информацию о расчёте фактора вида.

2.

Оставьте текущие значения факторов under-relaxation factors для давления, импульса и энергии (0.3, 0.7, и 1.0).

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

3.

Сохраните файл настроек ( rad_s2s.cas).

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

4.

Продолжайте расчёт требуя ещё 100 итераций.

Solve $\rightarrow$ Iterate...

Решение будет сходиться приблизительно после 80 дополнительных итерациях.

5.

Сохраните файл данных ( rad_s2s.dat).

File $\rightarrow$ Write $\rightarrow$ Data...

6.

Анализ результатов расчёта модели S2S.

(a)

Отображение векторов скорости (Рис. 5.19).

Display $\rightarrow$ Vectors...

**Рис. 5.19:** Векторы скорости для модели S2S
$\begin{figure} \psfig{file=figures/rad-new-s2s-plot.ps,height=3.0in,angle=-90,silent=} \end{figure}$

(b)

Отобразите график скорости на горизонтальной средней линии (Рис. 5.20), и сохраните данные графика в файл с именем rad_s2s.xy.

Plot $\rightarrow$ XY Plot...

**Рис. 5.20:** График скорости на средней линии для модели S2S
$\begin{figure} \psfig{file=figures/rad-s2splot.ps,height=3.0in,angle=-90,silent=} \end{figure}$

(c)

Расчёт полной интенсивности теплопередачи для стенок.

Report $\rightarrow$ Fluxes ...

Полная интенсивность теплопередачи для правой стенки будет $6.77\times 10^5$ W.