Моделирование движения жидкости в плоском канале в программе Flow Vision

Лабораторная работа №2.

Цель – моделирование плоского ламинарного течения несжимаемой вязкой жидкости в плоском канале, наблюдение за динамикой его установления и анализ установившегося течения в программе Flow Vision.

Ход работы:

1. В программе SolidWorks 2006 создаем плоский канал размерами 50х50.

2. Импортируем модель в программу Flow Vision.

3. Задаем физические параметры: плотность 1000 кг/м3, вязкость 10^-3 Па*с.

4. Вводим граничные условия: вход, выход, стена.

5. Создаем расчетную сетку: число ячеек в направлении X - 50, в направлении Y – 10, в направлении Z – 10.

6. Настраиваем работу постпроцессора:

а) создаем плоскость

б) создаем горизонтальную линию на оси канала (x=0.005; y=0.025; z=0.005).

в) создаем три линии вдоль оси Z на расстоянии 5см, 15см, 35 см.

г) на каждой линии строим двумерный график скорости от координаты.

7. Для ускорения расчета в разделы «Общие параметры» задаем «Макс.шаг»=10, CFL=100.

Таблица 1: Результаты расчета скорости и времени установленного течения (линия 4 на расстоянии 15см)

t	0,00250025	0,0050005	0,00750075	0,010001	0,012501	0,0150015	0,017502	0,020002	0,022502	0,0250025	0,027503	0,030003	0,032503	0,035004	0,037504	0,040004	0,042504	0,045005	0,047505	0,00250025
U(t)	1,43416	1,48568	1,53969	1,55	1,55331	1,55327	1,55335	1,55327	1,55	1,55323	1,55323	1,55324	1,55326	1,55334	1,55343	1,54706	1,53974	1,48829	1,43423	1,43416

Рис.1 Установившийся профиль скорости (линия 4)

Таблица 2: Результаты расчета скорости и времени установленного течения (линия 1 на расстоянии 5 см)

x		0,00225025	0,0045005	0,00675075	0,009	0,0112513	0,0135	0,01575	0,018	0,0202523	0,0225	0,02475	0,027	0,02925	0,0315	0,03375	0,036	0,03825	0,0405	0,04275
U(x)	1,50159	1,50516	1,5054	1,50525	1,50487	1,50439	1,50406	1,50386	1,50372	1,50363	1,50354	1,50357	1,5036	1,50366	1,50377	1,50409	1,50458	1,50401	1,50131	1,49891

Рис.2 Установившийся профиль скорости (линия 1)

Таблица 3: Результаты расчета скорости и времени установленного течения (линия 5 на расстоянии 35 см)

x		0,00225025	0,0045005	0,00675075	0,009	0,0112513	0,0135	0,01575	0,018	0,0202523	0,0225	0,02475	0,027	0,02925	0,0315	0,03375	0,036	0,03825	0,0405	0,04275
U(x)	1,45727	1,53778	1,57065	1,59892	1,61045	1,61468	1,61709	1,61784	1,61846	1,61913	1,61966	1,61987	1,62032	1,61983	1,61896	1,60672	1,58387	1,5431	1,46266	1,39228

Рис.3 Установившийся профиль скорости (линия 5)

Таблица 4: Результаты расчета давления и времени установленного течения (линия 1)

x		0,00225025	0,0045005	0,00675075	0,009001	0,0112513	0,0135	0,0157518	0,018	0,02025	0,0225	0,0247528	0,027	0,02925	0,0315	0,03375	0,036	0,03825	0,0405	0,04275
Р(x)	446,896	428,684	408,958	389,034	368,714	348,173	327,464	306,516	285,556	264,507	243,48	222,813	202,133	182,108	162,277	143,082	124,399	106,508	90,1697	75,684

Рис.4 Установившийся профиль давления (линия 1)

Вывод: В ходе проделанной работы была получена математическая модель ламинарного течения жидкости. Для трех горизонтальных линий построены двумерные графики зависимости скорости от координаты. Получили, что максимальная скорость достигается при координате t=0,027 u(t)=1,62032 м/с, которое достигается на 5-ой линии.