Задание начальных и внешних условий

На вкладке Начальные условия (или на вкладке Начальные и внешние условия, если выбран Внешний тип задачи на вкладке Тип задачи) задайте начальное состояние текучей среды и условия окружающей среды (для Внешней задачи).

Процедура

  1. Укажите Значение для каждого Параметра начального условия.

    Дважды кликните в ячейке Значение, чтобы отредактировать ее содержимое или выбрать соответствующий тип параметра. Чтобы задать значение в зависимости от координат или времени, нажмите кнопку Зависимость после нажатия левой кнопкой мыши в соответствующем поле Значение (см. раздел “Зависимость”).

    1. В поле Задание параметров укажите, будете ли Вы задавать начальные (внешние) условия вручную или использовать в качестве начальных (внешних) условий текущего проекта результаты другого расчета:
      • Выберите Заданы пользователем, чтобы задать значения параметров вручную.

      • Выберите Перенесенное условие, чтобы использовать результаты другого расчета (для получения дополнительной информации обращайтесь к разделу “Выбор перенесенных результатов”).

        Совет

        Чтобы использовать результаты расчета предыдущего проекта в качестве начальных (внешних) условий, выберите параметр Использовать предыдущие результаты (для получения дополнительной информации обращайтесь к разделу “Выбор перенесенных результатов”).

    2. В разделе Термодинамические параметры (параметр Течение жидкости/газа включен на вкладке Тип задачи) укажите сочетание независимых параметров потока (статическое давление, статическая температура, статическая плотность).
      • Для жидкостей можно задать начальное статическое Давление и начальную статическую Температуру.

      • Для газов можно задать пару Термодинамических параметров, и третий параметр будет рассчитан автоматически.

        • Давление, Температура. Задайте начальные статические значения параметров Давление и Температура. Плотность вычисляется по этим параметрам.

        • Давление, Плотность. Задайте начальное статическое Давление и начальную статическую Плотность. Температура вычисляется по этим параметрам.

        • Температура, Плотность . Задайте начальные статические значения параметров Температура и Плотность. Давление вычисляется по этим параметрам.

      • Для предварительно заданного воздуха можно также задать значение Высоты над уровнем моря, и соответствующие значения параметров Давление и Температура будут вычислены и отображены на экране (в соответствии со стандартом ISO 2533:1975, применимый диапазон – от 0 до 100 км).

        Кроме того, можно задать значение Отклонение температуры от стандартной температуры для этой высоты. Итоговое значение температуры вычисляется как T = Температура + Отклонение температуры.

      • Если включена вращающаяся система координат (включен параметр Вращение на вкладке Тип задачи), то можно установить флажок Потенциал давления (вращение), чтобы задать распределение давления относительно вращающейся системы координат (см. раздел “Потенциал давления во вращающейся системе координат”).

        Если выбран параметр Потенциал давления (вращение), то можно также выбрать параметр Привязка к начальной точке (см. раздел “Привязка к начальной точке (вращение)”).

      • Если включены гравитационные эффекты (включен параметр Гравитация на вкладке Тип задачи), то можно установить флажок Потенциал давления (гравитация), чтобы задать пространственное распределение давления (см. раздел “Потенциал давления для гравитационных эффектов”).

        Если выбран параметр Потенциал давления (гравитация), то можно также выбрать параметр Привязка к начальной точке (см. раздел “Привязка к начальной точке (гравитация)”).

    3. В разделе Параметры скорости (параметр Течение жидкости/газа включен на вкладке Тип задачи) укажите вектор Скорости. Для газов также можно указать Число Маха вместо абсолютной скорости.

      Вектор скорости (или числа Маха) в абсолютной системе координат может быть задан с помощью:

      • 3D вектор

        Укажите компоненты X, Y и Z вектора скорости по отношению к базовой Системе координат (см. ниже).

      • Аэродинамические углы (только для Внешних задач).

        Задайте величину Скорости и направление вектора в терминах аэродинамических углов.

        Рис. 1. Определение аэродинамических углов: Vr – относительный поток, X – продольная ось, Y – вертикальная ось, Z – боковая ось, XY – продольная плоскость, α – угол атаки, β – угол скольжения.

        Относительный поток (Vr) – это вектор «потока», устанавливаемый вектором направления полета. Он описывает набегающий поток. Направление набегающего потока задается по отношению к Глобальной системе координат и обозначается синей стрелкой в графической области.

        Продольная ось (X) – ось, проходящая через корпус самолета от носа к хвосту в нормальном направлении полета. Поворот самолета вокруг этой оси называется "крен". При вращении вокруг этой оси самолет опускает одно и поднимает другое крыло.

        Боковая ось (Z), также называемая поперечной осью, проходит через корпус самолета от конца одного крыла до конца другого крыла. Угловое движение летательного аппарата относительно этой оси называется "тангаж". При вращении вокруг этой оси самолет опускает и поднимает нос.

        Вертикальная ось (Y), также называемая осью рыскания, перпендикулярна двум другим осям и определяется как ось, перпендикулярная корпусу крыльев и направленная из центра тяжести самолета к нижней части самолета. Угловые движения летательного аппарата вокруг этой оси называются "рыскание". При вращении вокруг этой оси самолет поворачивает нос влево или вправо.

        Продольная плоскость (XY), также называемая плоскостью тангажа, – плоскость симметрии самолета. Она показывает положение носовой части самолета относительно его хвостовой части и горизонта.

        Боковая плоскость (XZ) – это плоскость, которую образуют продольная и боковая оси.

        Угол атаки (α) – это угол между проекцией относительного потока на продольную плоскость и продольной осью корпуса.

        Угол скольжения (β) – это угол между относительным потоком и его проекцией на продольную плоскость. Он связан с поворотом центральной линии самолета (продольной оси) по отношению к относительному потоку.

      Если включена вращающаяся система координат (включен параметр Вращение на вкладке Тип задачи), то можно установить флажок В неподвижной системе координат, чтобы задать распределение скорости относительно вращающейся системы координат (см. раздел “Вращение”).

    4. В разделе Параметры турбулентности (если параметр Течение жидкости/газа включен на вкладке Тип задачи и тип течения Ламинарное и турбулентное или Только турбулентное выбран на вкладке Текучая среда) можно изменить параметры турбулентности по умолчанию в случае полной уверенности в имеющихся значениях турбулентности.

      Параметры турбулентности по умолчанию используются в качестве начальных условий (или внешних условий для внешних задач) в Расчетной области, а также в качестве граничного условия на входе по умолчанию в диалоговых окнах Граничные условия и Вентиляторы.

      Можно установить Интенсивность турбулентности и Масштаб турбулентности или Энергию турбулентности и Диссипацию турбулентности.

    5. В разделе Концентрация (если параметр Течение жидкости/газа включен на вкладке Тип задачи и количество текучих сред, выбранных как текучие среды по умолчанию на вкладке Текучая среда, превышает 1) укажите относительные концентрации текучих сред проекта по умолчанию по Массе или по Объему.

      По умолчанию в CADFLO концентрации всех текучих сред считаются равными. Заданные концентрации используются в CADFLO в качестве начальных условий (или внешних условий для внешних задач) во всей расчетной области, а также в качестве граничного условия на входе по умолчанию в диалоговых окнах Граничные условия и Вентиляторы.

      Совет

      Если по условию задачи несколько текучих сред втекают в трубу, то Вы можете задать их начальные концентрации внутри трубы равными концентрациям на входе в трубу. Это позволит сократить общее время расчета задачи. Для этого замените объем текучей среды в трубопроводе (полость) деталью, представляющей собой твердое тело, отключите это тело в диалоговом окне Управление компонентами и затем с помощью Начального условия задайте подходящие начальные концентрации текучих сред для области текучей среды, представленной этой деталью.

      • При моделировании потока из двух несмешивающихся текучих сред с границей раздела (если параметр Свободная поверхность включен на вкладке Тип задачи) необходимо задать распределение Начальной текучей среды, указав распределение текучих сред по расчетной области (см. раздел “Свободная поверхность”).

        Высота измеряется от начала базовой Системы координат (см. ниже).

      • При моделировании горения газовых смесей (если Горючая смесь выбрана в качестве текучей среды проекта на вкладке Текучая среда) начальные концентрации Горючего и Окислителя можно задать только с помощью массовых долей (см. раздел “Горючие смеси”).

    6. В разделе Параметры материалов для Сопряженный теплообмен задач (если параметр Теплопроводность включен на вкладке Тип задачи) укажите Начальную температуру твердого тела, назначенную по умолчанию для всех компонентов модели. Значение этой температуры необходимо для того, чтобы начать расчет при решении стационарной задачи, а также для того, чтобы определить начальное состояние при решении нестационарной задачи. Однако можно указать другую начальную температуру твердого тела для определенного компонента модели в диалоговом окне Начальное условие (см. раздел “Начальные условия”).

      Если параметр Течение жидкости/газа включен на вкладке Тип задачи и параметр Сорбция включен на вкладке Текучая среда, задайте Начальные параметры сорбции с помощью следующих параметров (для получения дополнительной информации обращайтесь к разделу “Сорбция”):

      • Концентрация пара. В этом случае необходимо задать начальное значение концентрации водяного пара во влагопоглощающем материале.

      • Состояние равновесия. В этом случае для определения концентрации водяного пара во влагопоглощающем материале необходимо задать Равновесную температуру, Равновесное давление и Относительную влажность.

    7. В разделе Влажность для проекта, включающего расчет относительной влажности газа или смеси газов (если параметр Течение жидкости/газа включен на вкладке Тип задачи и параметр Влажность включен на вкладке Текучая среда), укажите Относительную влажность потока газа и значения Характерного давления для влажности и Характерной температуры для влажности, при которых была определена относительная влажность (для получения дополнительной информации обращайтесь к разделу “Относительная влажность”).

      По умолчанию значение Относительной влажности принимается равным 0%.

      CADFLO использует заданные значения в качестве начального условия (или внешнего условия для внешних задач) для всей расчетной области, а также в качестве граничного условия по умолчанию для Граничных условий типа Расход/скорость и Давление.

  2. Можно выбрать базовую систему координат в случае, если необходимо задать начальные условия с неравномерным распределением параметров течения (вектора скорости и высоты):
    • В качестве базовой Системы координат  по умолчанию выбрана Глобальная система координат (для получения дополнительной информации обращайтесь к разделу “Глобальной системы координат”).

      Чтобы заменить систему координат по умолчанию, нажмите кнопку Система координат и выберите систему координат в Навигатор модели.

      Совет

      Чтобы создать систему координат, выберите Вставить > База/Точка > Координатная СК.

    • Чтобы использовать цилиндрическую Системой координат, выберите ось указанной Системы координат как Базовую ось. Выбранная Система координат и Базовая ось также определяют локальную сферическую систему координат.

  3. После того, как Вы завершите задание начальных и внешних условий:
    • если вы находитесь в диалоговом окне Мастер проекта проекта, нажмите кнопку Далее или ссылку на панели Навигатор, чтобы перейти к следующему шагу Мастер проекта проекта.

    • В диалоговом окне Общие настройки нажмите кнопку Применить, чтобы обновить настройки и продолжить их редактирование.

      - или -

      Нажмите кнопку OK, чтобы применить изменения и закрыть диалоговое окно.