Параметры, определяемые на поверхности

При исследовании результатов можно визуализировать распределение различных физических параметров (таких как давление, температура, скорость, плотность теплового потока и т. д.) в плоскостях сечения (Картина в сечении), на поверхностях (Картина на поверхности и Поверхностные параметры), вывести их значения в точках (Точечные параметры), показать их распределение вдоль линий (График XY) и т. д. Независимо от того, какая задача рассматривается, следует иметь в виду, что некоторые параметры могут быть определены только на границах твердого тела с текучей средой. Эти параметры называются параметрами, определяемыми на поверхности.

К таким параметрам относятся:

Поверхностная плотность теплового потока;
Сдвиговое напряжение;
Коэффициент трения;
Коэффициент теплоотдачи;
Число Стэнтона.

Однако нет необходимости помнить все параметры, которые определяются на поверхности. CADFLO определяет, возможно ли отобразить параметры с помощью выбранного инструмента, автоматически. Например, CADFLO не позволяет визуализировать распределение поверхностного теплового потока на картине в сечении.

Следует иметь в виду, что сила, действующая на выбранную поверхность, представляет собой сумму силы трения и силы давления, действующих на эту поверхность, и определяется следующим образом:

	(1)

Где – сила трения, – сила давления.

	(2)

где τw – сдвиговое напряжение в текучей среде на элементе поверхности стенки площадью dS.

где P – рассчитанное статическое давление, действующее на элемент поверхности стенки площадью dS, Pref – характерное давление, действующее на элемент поверхности стенки площадью dS. Pref является постоянным. Следовательно, в случае замкнутой поверхности

	(3)

имеем:

	(4)

	(5)

Таким образом, в случае, если выбранная поверхность является замкнутой, Pref учитывать не нужно.

Однако, если выбрана незамкнутая поверхность (например, когда задано условие симметрии или часть поверхности лежит вне расчетной области), то сумма сил характерного давления, действующих на поверхность, не равна нулю. В этом случае при определении силы, действующей на поверхность, необходимо учитывать силы характерного давления.

Например, рассматривается задача обтекания тела (см. рис. ниже). Необходимо определить силу, действующую на плоскую поверхность тела в направлении, перпендикулярном направлению течения. В этом случае следует иметь в виду, что выбранная поверхность не замкнута, следовательно, силы характерного давления не уравновешены. Поэтому при получении значения суммарной силы из CADFLO следует учитывать составляющую силы, создаваемую характерным давлением. Для этого требуется значение характерного давления. Его можно найти в Сводном отчете о результатах (для получения дополнительной информации обращайтесь к разделу “Сводный отчет о результатах”).

Табл. 1. Компонент силы, создаваемый характерным давлением, где V – направление потока, P – направление силы, создаваемой характерным давлением.

Если выбраны все поверхности тела (полная поверхность тела), то равнодействующая сил характерного давления, действующего на поверхность тела, равна нулю. Силы характерного давления, действующего на выбранную поверхность, не уравновешены.	Т.е. значение равнодействующей силы характерного давления не равно нулю. Эту силу необходимо учитывать при определении суммарной силы, действующей на выбранную поверхность в направлении оси Y.