2.Példa 3D légszűrő modell
Kipufogó katalizátorok esetében igen fontos az egyenletes
áramlás létrehozása. Ellenkező esetben a nagy sebességgel átáramlott részeken
az erőteljes hőfejlődés következtében a katalizátor kiéghet.
Az áramlás egyenletessége nagyban függ a füstgáz hozzávezetés módjától.
Ebben a példában egy kipufogó szakasz egyszerűsített modelljét
fogja elkészíteni. A katalizátor blokkot egy iránytól függően változó (anizotróp) porozitású térrész alkalmazásával modellezzük.
Geometria modell
• Az Analisys
System panel Fluid Flow (FLUENT) ikonja segítségével hozzon létre egy projekt
sémát!
• Hozzon lét re új geometriai modellt! Geometry/New Geometry
• Válassza a cm mértékegységet!
• Készítsen egy hengert! Create/Primitives/Cylinder:
o Base
Plane: ZX plane
o Origin
Definition: X = 0, Y=5, Z=-10
o Axis
Definition: X=0, Y=0, Z=10, R=2
o Generate
• Másolja le a henger felső (XY síkba eső)
kontúr görbéjét új Sketch-ként:
o Válassza
egérrel jelölje ki a kör felületet,
o váltson Sketching módba,
o válassza a Modify eszköztárat,
o jelölje ki a kontúr
görbét (körvonal),
o Duplicate
o Jobbklikkel válassza
a Duplicate selection
parancsot,
• Hozzon létre egy tórusz
szegmenset! Create/Revolve:
o Base
Object: az imént készített sketch,
o Axis:
a ZX plane piros (globális Z-vel
párhuzamos) tengelye
o Angle:
90°
o Generate
• Másolja le a tórusz
szegmens végső keresztmetszetének kontúrját a korábbihoz hasonló módon!
• Hozzon létre egy új plane-t
az imént lemásolt sketch plane-jének
eltolásával! Create/New Plane:
o Transform:
Offset Z,
o Value:
5 cm,
o Generate
• Váltson Sketching
módba és készítsen egy 5 cm sugarú kört!
• Hozzon létre egy csonka kúpot!
o Jelölje ki az alap és
a tető kontúr körét,
o Create
/ Skin/Loft
o Generate
• Folytassa a szerkesztést Create/Extrude paranccsal egy 2
cm hosszúságú hengeres csőszakasszal,
• … majd egy 5 cm
hosszúságú szakasszal!
• Hozzon létre egy szűkülő csonkakúpot! A felső körének sugara 2 cm
, magassága 3 cm.
• Fejezze be a testet egy 5 cm hosszúságú
hengeres szakasszal!
• Fagyassza le a modellt! (Ez a későbbi
szeleteléshez szükséges.) Tools/Freeze.
• Készítsen két metszést a R=5cm hengeres
szakasz második darabjának alsó és felső koordináta síkjával! Create/Slice:
o Slice
Type: Slice by Plane
o Plane
kiválasztása,
o Generate.
• Keletkezett három test. Foglalja ezeket egy
partba!
o Jelölje ki mindhárom
testet a Tree Outline-on,
o Jobbklikk, Form New Part.
• Mentse el a projektet és zárja le a Design Modeller ablakát
Hálógenerálás
• Szükség esetén frissítse a projektet és
kezdjen hozzá a háló szerkesztéséhez! Mesh/Edit
• A Design Modeller-ben
hozza létre a fenti ábrán megjelölt Named Selection-öket:
o velocity_inlet
o Pressure_outlet
o fluid1
o fluid2
o fluid3.
• Adja meg a háló globális méret paramétereit
az Outline-on! Mesh/Sizing:
o Min Size: 0.002 m
o Max Face Size: 0.01 m
• Szúrjon be egy Inflation
kontrolt! Mesh/Insert/Inflation:
o Geometry:
válassza ki a három testet,
o Boundary:
válassa ki a cső teljes felületét a belépő és a
kilépő keresztmetszet kivételével,
o Inflation
option: Total Thickness,
o Number
of Lajers: 4,
o Growth
Rate: 1.5,
o Maximum Thikness: 0.004 m.
• Szúrjon be egy Method
kontrolt:
o Geometry: Mindhárom body kiválasztása,
o Method: Multizone.
o Scr/Trg Selection:
Manual
o Source: Válassza ki a belépő keresztmetszetet és a kilépő
keresztmetszetet!
• Készítse el a hálót! Mesh/Generate Mesh
• Zárja le a Workbench
Mesher ablakát!
Szimulációs paraméterek
beállítása
• Indítsa a FLUENT-et
a Project Schematic /Setup-al!
• Válassza ki a megfelelő turbulencia modellet! Model/Viscous/Edit/k-epsilon:
o k-epsilon
Model: Realizable
o Near-Wall
Treetment: Enhanced Wall Treetment.
• Adja meg a belépő áramlás jellemzőit:
o Velocity
Magnitude (m/s) = 10
o Turbulence
Specification Method: Intensity and Hydraulic Diameter,
o Turbulence
Intensity (%) = 10
o Hydraulic
Diameter (m) = 0.01
• Válasszon másodrendű pontosságú numerikus
sémát a fluxusok számítására:
o Momentum: Second Order Upwind,
o Turbulent
Kinetic Energy: Second Order Upwind,
o Turbulent
Dissipation Rate: Second Order Upwind.
• Inicializálja a megoldást: Solution Initialization/Initialize
• Futtassa a számítást Run
Calculation:
o Number
of Iterations = 150,
o Calculate
• Mentse el a projektet és a workbenc-ben egészítse ki a projekt sémát az alábbi ábra
szerint:
• Nyissa meg a "B" projekt
modelljének Setup elemét!
• Helyezze el a katalizátor tömb modelljét a
csőben egy anizotróp porózus blokk alkalmazásával! Cell Zone Conditions/fluid2/Edit:
o Porous
Zone: bekapcsolni
o A
Porous Zone fülön folytassa
az oldalsó csúszka lehúzásával:
o Viscous
Resistence: Direction-1 (1/m2) = 1e+8, Direction-2
(1/m2) = 1e+9, Direction-3 (1/m2) = 1e+9.
• Futtassa tovább a számítást! Run Calculation: Calculate.
Kiértékelés
• Hasonlítsa össze a két szimulációs esetre
kapott áramképet és nyomásmegoszlást!
• Áramlástani tanulmányai alapján értelmezze
a kapott eredményeket!