numerisk flow analyse

Du kan ikke løse de grundlæggende ligninger for væske flow analytisk , selv med en forenkling af antagelser . Du skal løse komplekse flydende flow problemer ved numeriske metoder i stedet . Mange metoder er til rådighed for en Computational Fluid Dynamics ( CFD ) analytiker , men er hver især afhængig af typen af flow , klassificeringen af de styrende ligninger , geometri flowet og mange andre variabler

Du skal bruge:
Fiskestang og hjul .
Fiskesnøre ( 20-40 lb test ) .
Store Kroge ( Salt vand stil ) .
Lodder ( Pyramid , dråbeformet , tønde ) .
Stemmer netto .

Klassificering

Det første skridt til at bruge numeriske metoder til flydende flow er at forstå ligningerne , du bruger. Du kan vælge at bruge enten finite volumen eller finite difference former af de styrende ligninger , men dette valg vil begrænse eller endog diktere , den numeriske metode, du bruger .

Du skal også være i stand til at klassificere ligningerne som enten hyperbolsk , elliptisk eller parabolsk . Denne klassificering vil også påvirke , hvilke metoder der skal anvendes. En generel metode til bestemmelse af disse klassifikationer er egenværdien metode . Hvis ligningen egenværdier er positive , ligningen er hyperbolsk . Hvis de er negative , ligningen er elliptiske . Endelig en nul egenværdi betyder ligningen er Parabolic .

Geometri og grænser

Når du forstår klassificering og form af de styrende ligninger , skal du forstår geometri dit problem . Dette giver dig mulighed for at definere passende randbetingelser .

For eksempel , ville du indføre en " no- slip " tilstand langs en overflade parallelt med strømmen i en tyktflydende væske . Det betyder, at hastigheden i alle retninger på overfladen er lig nul . For inviscid flow , ville en tangential flow tilstand indstilles . Nogle grænser kan sættes til konstant temperatur eller tryk . Uanset forholdene er , skal du identificere dem tidligt .

Derudover skal du etablere passende begyndelsesbetingelser . Dette gælder for alle flow , uanset om det er tidsafhængig . Forkert oprindelige betingelser for en steady- state problem kan forårsage numeriske metoder til at afvige i stedet konvergere mod en løsning .

Gitre og masker

Numeriske metoder beregner løsning værdier i diskrete punkter .

Et af de vigtigste faktorer i nettet generation er forståelse og lokalisere områder med en høj gradient . Det er områder i strømmen , hvor nogle variable såsom tryk , hastighed og temperatur ændrer sig hurtigt, ligesom i nærheden af en overflade , der tangerer en tyktflydende flow . Høj gradienter kræver mere beregningsmæssige point end områder , der har små gradienter . En maske skal nok raffinement at indfange disse gradienter , men det er ineffektivt at gøre hele mesh så raffineret .

Explicit Finite Difference Teknikker

Du kan løse hyperbolsk and Parabolic partielle differentialligninger ( PDEs ) ved hjælp af " marcherer " løsninger , hvor en beregning er foretaget en et punkt i tid eller rum , og derefter denne værdi anvendes til at beregne næste punkt i tid eller rum . Den Lax-Wendroff metode er en marcherende teknik , der er anden-ordens nøjagtig i både tid og rum , men afledning er svært og besværligt . En af de letteste metoder til at udlede og programmet er MacCormack 's teknik . Den blev først udviklet i 1969 , og ligesom de Lax-Wendroff metode , anden -ordens nøjagtig i både tid og rum er .

implicit finite- Forskel Teknikker

Implicit metoder adskiller sig fra eksplicit metoder i den måde, beregningerne er lavet på hvert trin . Implicit metoder beregne en løsning for hele masken på hver beregning trin i stedet for at marchere igennem det .

En klassiker implicit metode er den Crank-Nicholson teknik . Denne teknik kræver en løsning på en tri-diagonalt system består af finite-differensligninger for hvert punkt i masken . Denne metode er ikke effektivt for meget store masker , men implicitte teknikker er generelt behov for at løse elliptiske ligninger .

Finite-bind Metoder

Når den integrerede former for de styrende ligninger anvendes , en finite-volume metode bliver nødvendigt . Snarere end et gitter , bruger finite -volume metoder en maskestørrelse på endelig celler . De værdier, der returneres fra metoden er ikke værdier på bestemte steder, men de gennemsnitlige beregnede værdier på centrene af disse celler . En fordel at finite -volume metoder har over finite -difference metoder er , at de let tilpasses uensartet masker . I modsætning til finite mængder , skal finite -difference metoder går gennem en række transformation beregninger , før en løsning for en ikke-ensartet mesh er muligt .


Kommentarer

Vi ønsker, at dine argumenter og meninger er velkomne. Være objektiv og medfølelse. Mange mennesker læser hvad du skriver. Gør debat til en bedre oplevelse for både dem og dig selv. Mellem 20:00 og 08:00 det er lukket for kommentering og vi fjerner automatisk kommentarer med sjofle ord, defineret af vores moderatorer.

link:

  • Om os
  • Advertising
  • Fortæl redaktionen
  • Få nyhedsbreve
  • RSS-feed

Redaktør: Karin Christofferse
Nyheder redactor: Morten Nyberg

Kundeservice: Stig Ole Salomon,
Flemming Sørensen

Tel: +45 00 99 99 00
Fax: +45 00 99 99 01

© Copyright 2014 Einsten.net - All rights reserved.