تجسم جریان سیال با نمودارهای ساده
ماه گذشته، نمونههایی از نمودارهای کانتور (و همتایان سهبعدی آنها، سطوح همسطح) را دیدیم که برای نشان دادن تنش در یک قرقره و فرکانس صوتی در یک بلندگو ایجاد شدند. در این قسمت از سری پس پردازش، استفاده از خطوط جریان برای توصیف بصری جریان سیال را بررسی خواهیم کرد.
مرزها و موقعیت یابی انتخاب شده
نمودارهای ساده منحنی هایی را نشان می دهند که در همه جا مماس بر یک میدان برداری آنی هستند. به همین دلیل، اغلب برای تجسم جریان سیال استفاده می شود. در حالی که آنها بیشتر به خاطر شکلهای مواج خود شناخته میشوند، اما دقت و نیت قابل توجهی میتواند به ایجاد طرحهای ساده خوب کمک کند. ما به یک مدل آشنا برای این نمایش باز خواهیم گشت: مدل Flow in a Pipe Elbow . این مدل برای نمایش مناسب است زیرا می توان آن را برای طیف وسیعی از دستگاه ها و فرآیندهای پیچیده تر مانند میکسرها، کل شبکه های لوله، تصفیه آب و خنک کردن وسایل الکترونیکی اعمال کرد.
اگر میخواهید دنبال کنید و ماژول CFD را نصب کنید، مدل زانویی لوله را میتوانید در زیر فایل > کتابخانههای مدل > ماژول CFD > معیارهای تک فازی پیدا کنید. این مدل جریان آب را در دمای 90 درجه سانتی گراد از طریق یک خم 90 درجه شبیه سازی می کند. به دلیل قطر لوله و عدد رینولدز بالا، از مدل آشفتگی در شبیه سازی استفاده شده است.
در مدل حلشده، یک گروه نمودار سهبعدی موجود به نام فشار ( spf2 ) وجود دارد که از قبل حاوی یک نمودار ساده است. بیا یک نگاهی بیندازیم:
فقط نیمی از هندسه لوله متقارن مدل سازی شده است که ورودی در پایین و خروجی در بالا سمت راست در این نمای قرار دارد. خطوط جریان در این گروه نمودار، سرعت سیال آنی را هنگام جریان آب به سمت، از طریق، و دور شدن از خم نشان می دهد. در ابتدا میتوانیم یک پروفیل جریان آشفته کاملاً توسعهیافته را ببینیم. سپس، یک منطقه جدایی و گرداب های متلاطم پس از خمیدگی ظاهر می شود. بیان رنگ در نمودار ساده نشان دهنده سرعت سیال (بر حسب متر بر ثانیه) است.
چندین روش مختلف برای چیدمان طرح های ساده وجود دارد. در پنجره تنظیمات، تب Streamline Positioning شامل گزینه های مختلفی برای موقعیت است. ما فقط به چند مورد از آنها می پردازیم.
در شکلی که قبلا نشان داده شده است، موقعیت یابی روی مرزهای انتخاب شده تنظیم شده است، به این معنی که یک مرز منفرد برای شروع منحنی ها – در این مورد، ورودی لوله – انتخاب شده است و کاربر مشخص می کند که چه تعداد خط جریان باید رسم شود. در حال حاضر، بیست منحنی منفرد منتشر شده است که از این مرز شروع می شود، همانطور که در قسمت Number مشخص شده است :


سبک های ساده
برخی از ابزارهای موقعیت یابی دیگر اثرات کمی متفاوت دارند. اکنون موقعیت یابی را روی چگالی یکنواخت تنظیم می کنم . با این گزینه، کاربر به جای تعیین تعداد خطوط، فاصله بین هر منحنی را کنترل می کند.
همچنین در اینجاست که اگر مراقب نباشید، ممکن است با یک آرایه بسیار متراکم از خطوط ساده مواجه شوید که محاسبه پس پردازش ممکن است کمی طول بکشد:
ارائه چگالی ساده را می توان با استفاده از تنظیمات لوله در زبانه Coloring and Style تنظیم کرد. ما می توانیم شعاع لوله را کوچک کنیم (در حال حاضر روی 0.001 متر تنظیم شده است) یا یک سبک خط متفاوت از لیست کشویی Line type انتخاب کنیم.
برای حالتی مانند یکنواختی متراکم نشان داده شده در شکل قبل، سبک خط نمودار را واضح تر از لوله های با شعاع نشان داده شده در بالا نشان می دهد:
سبک روبان خطوط استریم را به صورت روبان های مسطح نشان می دهد. مانند سبک لوله، اینها توسط یک ضریب عرض و مقیاس تعریف شده توسط کاربر کنترل می شوند. اگر خیلی محکم در کنار هم قرار گیرند، هر دو سبک در خطر یک مشکل چگالی مشترک هستند. برای شکل زیر، فاصله جداسازی را از 0.01 به 0.02 افزایش دادم، در نتیجه تعداد خطوط روبانی رسم شده را کاهش دادم:
یکی از ترفندهای خوبی که میتوانید با روبانها انجام دهید، مخصوصاً برای برنامههای RANS CFD، تنظیم عرض نوار روی یک متغیر است. من عبارت عرض (مقیاس شده) را روی k2 تنظیم کرده ام که نشان دهنده انرژی جنبشی آشفته است.
این می تواند برای کمک به شناسایی گردابه ها در جریان استفاده شود. در زیر می بینیم که نوارها قبل از خم شدن بسیار نازک تر هستند. آنها در نزدیکی انتهای لوله پس از زانویی، جایی که انرژی جنبشی متلاطم افزایش یافته است، ضخیم می شوند:
رنگ آمیزی ساده برای نمایش نتایج فیزیکی
ما اکنون چند راه مختلف برای شکل دادن به خطوط جریان دیده ایم، اما آنها واقعاً چه چیزی را نشان می دهند؟ اغلب، یکی از بهترین کاربردها برای خطوط جریان، به تصویر کشیدن سرعت جریان در حین حرکت سیال در یک دامنه است – در این مورد، خم شدن لوله. هر یک از مثال های قبلی نموداری را نشان می دهد که به طور پیش فرض حاوی یک عبارت رنگی است. غیرفعال کردن این عبارت رنگی از نمودار ساده، ظاهر بسیار متفاوتی را نشان می دهد. نتیجه همچنان مفید است زیرا جریان آشفته در لوله را نشان می دهد، اما اطلاعات یکسانی را ارائه نمی دهد (و به همین دلیل رنگ آمیزی بسیار مهم است):
بیایید نگاهی به تنظیمات Color Expression بیندازیم. مانند بسیاری از نمودارها، بیان رنگ بر اساس متغیر مورد نظر شما خواهد بود. متغیری که انتخاب می کنید به برنامه شما بستگی دارد. برای این مدل، دانستن سرعت و فشار سیال آب مهم است. من عبارت را برای نشان دادن فشار تنظیم می کنم:
در زیر، میتوانید ببینید که چگونه رنگآمیزی نسبت به قبل که برای نشان دادن سرعت تنظیم شده بود متفاوت به نظر میرسد. این تصویر همچنین میزان افت فشار ناشی از فشار سیال را در یک خم 90 درجه نشان می دهد:
شما آن را دارید. ما مثال مختصری را برای شما ارائه کردهایم که نشان میدهد چگونه نمودارهای ساده میتوانند به ویژه در به تصویر کشیدن جریان سیال – که میتواند به معنای هوا، آب یا یک مخلوط شیمیایی باشد – در هر حوزه مفید باشد. امیدوارم این فرصت را داشته باشید که از این تکنیک در تلاشهای بعدی پس پردازش خود استفاده کنید.
بیشتر خواندن
- لینک دانلود به صورت پارت های 1 گیگابایتی در فایل های ZIP ارائه شده است.
- در صورتی که به هر دلیل موفق به دانلود فایل مورد نظر نشدید به ما اطلاع دهید.
برای مشاهده لینک دانلود لطفا وارد حساب کاربری خود شوید!
وارد شویدپسورد فایل : پسورد ندارد گزارش خرابی لینک
دیدگاهتان را بنویسید