Расчет сверхзвуковового сопла: несколько подсказок

05.11.2010 18:30
Печать
Рейтинг пользователей: / 0
ХудшийЛучший 

В этой работе мы рассмотрим течение и влияние газа в коническом сверхзвуковом сопле. Оно исследуется в двух режимах: рассчетном и режиме перерасширения. А вы можете также смоделировать нестандартные процессы мгновенного его запуска и реального запуска. Кстати, в последнем случае будут использоваться параметрические величины входа.

Вот параметры нашего сопла:

Fвхода=Fвыхода=3,14м^2

Fкрая=1,517м^2

Рвыхода=101325 Па

T*=293 K

pi=10.64

P*входа=1.076*10^6

Расчетная скорость на выходе сопла М=2.2  

А теперь создадим сетку в программе Star-CD

  геометрия в Star-cd

Рисунок 1. Так выглядит сечение нашего сопла.

Теперь мы запускаем StarCD. Создаем директорию и выбираем ее.Называем задачу Сопло.

Теперь нам надо задать точки координат

Точка №1: 0,0,0

Точка №2: 0,3.319,0

Точка №3: 1,0,0

Точка №4: 0.718, 0.991, 0 ! Точки касания образующих диффузорной и конфузорной

Точка №5: 0.704, 1.198, 0 ! частей сопла и окружности скругления

Точка №6: 1, 3.319,0

Нам надо создать в точке 1.199, 1.128, 0 систему координат цилиндрического типа (нажимаем в окне ProSTAR кнопку CSYS, выбираем строку под 11 номером и выбираем тип координат, а затем вводим наши координаты в окне Rxy). Мы добиваемся того, чтобы линия. идущая от начала новой системы, направлялась к оси сопла. Новая система координат нужна для вспомогательных точек, которые находятся на окружности получившегося скругления..

 

сетка в star-cd  

сетка в Star-cdДалее нам надо создать сетку поверхности по вершинам 3, 2, 1, и 6. Мы определяем тип ячеек и используем
PATCH. Вершины 6 и 3 соединны сплайном, а по радиусу нашего сопла образуется 15 ячеек. На рисунке вы видите сетку. Осью сопла будет являться Y-ось, поскольку мы на основе двухмерной сетки будем делать трехмерную.

Еще одна подсказка: давление будет нарастать по закону корня в квадрате до времени в половину секунды, затем давление газа будет постоянным. А чтобы скорость ассоциировалась с давлением, надо увеличить шаг времени в на порядок: в 10 раз. Тогда поток будет успевать формироваться со значением давления

 


VOPTION

Эта строка указывает, как ProSTAR должен интерпретировать значения независимых переменных-координат, выходящие за пределы рассматриваемой границы.

INDEPENDENT

Возможные имена независимых переменных: X, Y, Z для декартовых координат,

R, THETA, Z для цилиндрических координат, R, THETA, PHI для сферических и тороидальных координат и TIME для времени. Таблица может иметь и более одной независимой переменной, в этом случае соответствующая строка может выглядеть так: INDEPENDENT X, 10, Y, 15

Как и при вводе в командной строке в качестве разделителей значений могут использоваться как запятые, так и любое число пробелов

Каждая граничная область имеет свой возможный набор зависимых переменных. Значения зависимой переменной всегда записываются в столбик.  

Теперь перейдем на панель Define Boundary Regions и выберем область №3 Stagnation. В качестве опции укажем вместо Standard - Table. В появившемся поле автоматически будет подставлено имя нашей таблицы. Если значения какой-то переменной задаются в таблице, ее значение, заданное через панель Define Boundary Regions, игнорируется. Нажав на кнопку Apply сохраним изменения для этой граничной области и запустим расчет снова. Остальной процесс расчета и визуализации не отличается от рассмотренного в части 4.
Обновлено 05.11.2010 19:04