 |
جریان دو فازی با برهمکنش سیال-ساختار
معرفی
مثال زیر تکنیک‌هایی را برای مدل‌سازی برهمکنش سیال-ساختار حاوی دو فاز سیال در COMSOL Multiphysics نشان می‌دهد. این نشان می دهد که چگونه یک سیال سنگین تر می تواند حرکتی را در یک مانع ایجاد کند و جریان سیال را تغییر دهد. این مدل از تکنیک لاگرانژی-اولری دلخواه (ALE) به همراه یک رابط چندفیزیکی از پیش تعریف شده جریان دو فازی، میدان فاز استفاده می‌کند.
هندسه مدل از یک ظرف کوچک تشکیل شده است که در وسط آن یک مانع نازک قرار دارد. در ابتدا، یک مایع سنگین تر (آب) در ناحیه سمت چپ وجود دارد و هوا در هر جای دیگر وجود دارد. این مدل شبیه به یک معیار شکست سد کلاسیک است، با این تفاوت که مانع جریان آب را به سمت حوزه سمت راست مختل می کند. مانع به دلیل نیروی اینرسی سیال سنگین تر شروع به خم شدن می کند.
شکل 1: ریزش آب در یک مخزن با یک بافل انعطاف پذیر.
روش ALE دینامیک هندسه تغییر شکل و مرزهای متحرک را با یک شبکه متحرک کنترل می کند. مرز سیال-سیال با استفاده از روش میدان فاز ردیابی می شود. روی سطح مانع، یک شرط مرزی دیوار مرطوب داخلی اعمال می‌شود که اجازه می‌دهد یک زاویه تماس روی دیوار در حال تغییر شکل مشخص شود. COMSOL Multiphysics مختصات مش جدیدی را برای ناحیه کانال بر اساس حرکت مرزهای سازه و هموارسازی مش محاسبه می کند. به دلیل ضخامت کم مانع، می توانید از عناصر پوسته برای جلوگیری از تطبیق مش با ضخامت واقعی استفاده کنید.
تعریف مدل
در ابتدا، سیال سنگین تر یک سد را تشکیل می دهد. این ظرف 30 میلی متر طول، 5 میلی متر عرض و 10 میلی متر ارتفاع دارد. بالای مانع نرم روی ظرف ثابت شده و آزادانه داخل ظرف آویزان می شود. این مانع 9 میلی متر ارتفاع، 4 میلی متر عرض و 0.3 میلی متر ضخامت دارد. یک مانع اولیه از آب آزاد می شود و هنگامی که به مانع می رسد، آن را از موقعیت اصلی خود دور می کند. هوای جابجا شده به طور طبیعی به کانال طرف مقابل مانع وارد می شود. اگر مانع به اندازه کانال می بود، آب نمی توانست به حوزه سمت راست نفوذ کند. در دنیای واقعی، این اثر هنگام ریختن شیر یا آب پرتقال از ظرف مشاهده می شود. مایع تمایل دارد در یک حرکت دوره ای از ظرف خارج شود. اگر کارتن سوراخ شود تا هوای جابجا شده بتواند دوباره وارد شود، یک ریزش بسیار نرم حاصل می شود. این دو سیال هوا و آب هستند که خواص فیزیکی آنها در دمای اتاق تعریف می شود. زاویه تماس دیوار خیس شده استπ /2 راد. مدول یانگ مانع روی 2 مگاپاسکال تنظیم شده است.
شکل 2: چگالی اولیه سیال در داخل ظرف. مانع نرم از ظرف آویزان است و آزادانه حرکت می کند.
نتایج و بحث
شکل 3 تغییر شکل مانع نایلونی را در t = 0.08 ثانیه نشان می دهد. آب (که با رنگ آبی مشخص می شود) از چپ به راست جریان می یابد و مسیر برگشت به هوای جابجا شده اجازه می دهد تا به طور طبیعی بین دو طرف مانع گردش کند. پس از آزاد شدن اولیه مایع سنگین تر، مانع شروع به شل شدن به سمت موقعیت اصلی خود می کند و سطح مایع شروع به توزیع یکنواخت در دو طرف مانع می کند.
شکل 3: نمودار چگالی سیال و هندسه تغییر شکل یافته در 0.08 ثانیه.
شکل 4 نشان می دهد که چگونه آب جعبه را در زمان محاسباتی نهایی پر کرده است. مانع تقریباً به موقعیت اولیه خود بازگشته است.
شکل 4: نمودار چگالی در زمان حل نهایی.
شکل 5 راه حل را در زمان های انتخاب شده در طول محاسبه نشان می دهد.
شکل 5: انتشار سیال در جعبه و تغییر شکل مانع (از راست به چپ، از بالا به پایین).
شکل 6 جابجایی ساختاری مانع را در طول دوره شبیه سازی نشان می دهد.
شکل 6: جابجایی های افقی (آبی) و عمودی (سبز) مانع.
شکل 7 تغییرات حجم آب را نشان می دهد. توجه داشته باشید که جرم به خوبی حفظ شده است.
شکل 7: تغییر کسر حجمی آب در طول آنالیز.
مدل سازی در COMSOL Multiphysics
این مثال مدل را با استفاده از دو رابط جفت چندفیزیکی از پیش تعریف شده پیاده سازی می کند: جریان دو فاز، میدان فاز و تعامل سیال-پوسته. این کوپلینگ‌های چندفیزیکی یک رابط جریان آرام را به مدل اضافه می‌کنند که سرعت و فشار سیال را محاسبه می‌کند. یک رابط فیلد فاز، که کسر حجمی دو فاز را محاسبه می کند. و یک رابط شل، که جابجایی ساختاری مانع را محاسبه می کند.
تغییر شکل‌های حوزه سیال با محاسبه یک شبکه متحرک که تغییر شکل ساختاری را دنبال می‌کند، به دست می‌آیند. نیاز محاسباتی تنها با محاسبه تغییر شکل مش در اطراف مانع کاهش می یابد. در بقیه حوزه سیال مش به صورت صلب در نظر گرفته می شود. گره چندفیزیکی برهمکنش سیال-ساختار به طور کامل جفت شده است، مانع بر روی سیال به عنوان یک دیوار متحرک عمل می کند، و سیال بار ظاهری را بر روی قسمت ساختاری اعمال می کند، به شکل 8 مراجعه کنید .
شکل 8: بار وارد شده بر روی مانع توسط آب
در دیوارهایی که با رابط سیال در تماس هستند، می توانید از شرایط دیوار مرطوب استفاده کنید. در مانعی که هندسه آن با ضخامت نشان داده نمی شود، می توانید از شرط دیوار مرطوب داخلی استفاده کنید.
روش شبیه سازی شامل دو مرحله است. ابتدا فیلد فاز و توابع مجموعه سطح مقداردهی اولیه می شوند، سپس محاسبه وابسته به زمان شروع می شود. این مراحل به طور خودکار توسط نرم افزار COMSOL Multiphysics تنظیم می شوند. شما فقط باید زمان های مناسب را برای مرحله اولیه سازی و تحلیل وابسته به زمان مشخص کنید.
مسیر کتابخانه برنامه: CFD_Module/Fluid-Structure_Interaction /twophase_flow_fsi
دستورالعمل های مدل سازی
از منوی File ، New را انتخاب کنید .
جدید
در پنجره جدید ، روی 
Model Wizard کلیک کنید .
Model Wizard کلیک کنید .مدل جادوگر
1 | در پنجره Model Wizard ، روی  3D کلیک کنید . |
2 | در درخت Select Physics ، Fluid Flow > Multiphase Flow > Two-Phase Flow، Phase Field > Laminar Flow را انتخاب کنید . |
3 | روی افزودن کلیک کنید . |
4 | در درخت Select Physics ، Fluid Flow>Fluid-Structure Interaction>Fluid-Shell Interaction را انتخاب کنید . |
5 | روی افزودن کلیک کنید . |
6 | در درخت رابط های فیزیک افزوده شده ، Laminar Flow (spf2) را انتخاب کنید . |
7 | کلیک راست کرده و Remove را انتخاب کنید . |
8 |  روی مطالعه کلیک کنید . |
9 | در درخت انتخاب مطالعه ، از پیش تعیین شده مطالعات برای انتخاب چندفیزیکی> وابسته به زمان با شروع فاز را انتخاب کنید . |
10 |  روی Done کلیک کنید . |
تعاریف جهانی
پارامترهای 1
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Global Definitions روی Parameters 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای پارامترها ، بخش پارامترها را پیدا کنید . |
3 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
نام | اصطلاح | ارزش | شرح |
Hb | 10[mm] | 0.01 متر | ارتفاع جعبه |
Wb | 5[mm] | 0.005 متر | عرض جعبه |
پوند | 30[mm] | 0.03 متر | طول جعبه |
Xo | 15[mm] | 0.015 متر | موقعیت مانع |
انجام دادن | 0.3[mm] | 3E-4 متر | ضخامت مانع |
به | 9[mm] | 0.009 متر | ارتفاع مانع |
وای | 4[mm] | 0.004 متر | عرض مانع |
شی | 10[mm] | 0.01 متر | موقعیت اولیه رابط |
هندسه 1
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1) روی Geometry 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات هندسه ، بخش Units را پیدا کنید . |
3 | از لیست واحد طول ، میلی متر را انتخاب کنید . |
بلوک 1 (blk1)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Block کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Block ، قسمت Size and Shape را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن Width ، Lb را تایپ کنید . |
4 | در قسمت Depth text Wb را تایپ کنید . |
5 | در قسمت متن ارتفاع ، Hb را تایپ کنید . |
6 | برای گسترش بخش لایه ها کلیک کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
نام لایه | ضخامت (میلی متر) |
لایه 1 | شی |
لایه 2 | شی |
7 | زیربخش Layer position را پیدا کنید . تیک چپ را انتخاب کنید . |
8 | تیک Bottom را پاک کنید . |
مانع
1 | در نوار ابزار هندسه ، روی صفحه  کار کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای صفحه کار ، Obstacle را در قسمت متن برچسب تایپ کنید . |
3 | قسمت Plane Definition را پیدا کنید . از لیست هواپیما ، yz-plane را انتخاب کنید . |
4 | در قسمت متن مختصات x ، Xo را تایپ کنید . |
5 | قسمت Selections of Resulting Entities را پیدا کنید . تیک گزینه Resulting objects selection را انتخاب کنید . |
مانع (wp1)> هندسه صفحه
در پنجره Model Builder ، روی صفحه هندسه کلیک کنید .
مانع (wp1)> مستطیل 1 (r1)
1 | در نوار ابزار Work Plane ، روی  Rectangle کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Rectangle ، بخش Size and Shape را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن Width ، Wo را تایپ کنید . |
4 | در قسمت متن ارتفاع ، Ho را تایپ کنید . |
5 | قسمت Position را پیدا کنید . در قسمت متن yw ، Hb-Ho را تایپ کنید . |
مانع (wp1)> فیله 1 (fil1)
1 | در نوار ابزار Work Plane ، روی  Fillet کلیک کنید . |
2 | در شی r1 ، فقط نقطه 2 را انتخاب کنید. |
3 | در پنجره تنظیمات برای Fillet ، بخش Radius را پیدا کنید . |
4 | در قسمت متن Radius ، Wo/2 را تایپ کنید . |
تعاریف
تقارن
1 | در نوار ابزار تعاریف ، روی  Explicit کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Explicit ، بخش Input Entities را پیدا کنید . |
3 | از لیست سطح نهاد هندسی ، Boundary را انتخاب کنید . |
4 | فقط مرزهای 2، 7 و 13 را انتخاب کنید. |
5 | در قسمت Label text Symmetry را تایپ کنید . |
دیوار
1 | در نوار ابزار تعاریف ، روی  Explicit کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Explicit ، بخش Input Entities را پیدا کنید . |
3 | از لیست سطح نهاد هندسی ، Boundary را انتخاب کنید . |
4 | فقط مرزهای 1، 3-5، 8-10، و 14-17 را انتخاب کنید. |
5 | در قسمت Label text، Wall را تایپ کنید . |
جریان آرام (SPF)
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1) روی Laminar Flow (spf) کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای جریان آرام بخش Physical Model را پیدا کنید . |
3 | چک باکس Include gravity را انتخاب کنید . |
4 | بردار r ref را به عنوان مشخص کنید |
0 | ایکس |
0 | y |
Hb | z |
مقادیر اولیه 1
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1)> Laminar Flow (spf) روی مقادیر اولیه 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای مقادیر اولیه ، قسمت مقادیر اولیه را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن p ، spf.rho*g_const*(Hb-z) را تایپ کنید . |
4 | کادر چک جبران فشار هیدرواستاتیک را پاک کنید . |
تقارن 1
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Boundaries کلیک کنید و Symmetry را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای تقارن ، قسمت انتخاب مرز را پیدا کنید . |
3 | از لیست انتخاب ، Symmetry را انتخاب کنید . |
دیوار داخلی 1
1 | در نوار ابزار فیزیک ، روی  Boundaries کلیک کنید و دیوار داخلی را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای دیوار داخلی ، قسمت انتخاب مرز را پیدا کنید . |
3 | از لیست انتخاب ، مانع را انتخاب کنید . |
دیوار 2
1 | در نوار ابزار فیزیک ، روی  Boundaries کلیک کنید و دیوار را انتخاب کنید . |
2 | فقط مرزهای 8 و 10 را انتخاب کنید. |
3 | در پنجره تنظیمات دیوار ، برای گسترش بخش جنبش دیوار ، کلیک کنید . |
4 | از لیست سرعت ترجمه ، صفر (دیوار ثابت ) را انتخاب کنید . |
محدودیت نقطه فشار 1
1 | در نوار ابزار فیزیک ، روی  Points کلیک کنید و محدودیت نقطه فشار را انتخاب کنید . |
2 | فقط نقطه 20 را انتخاب کنید. |
3 | در پنجره تنظیمات برای محدودیت نقطه فشار ، قسمت محدودیت فشار را پیدا کنید . |
4 | کادر چک جبران فشار هیدرواستاتیک را پاک کنید . |
فیلد فاز (PF)
مدل فیلد فاز 1
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1)> Phase Field (pf) روی Phase Field Model 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای مدل فیلد فاز ، قسمت پارامترهای میدان فاز را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن χ ، 5 را تایپ کنید . |
مقادیر اولیه، سیال 2
1 | در پنجره Model Builder ، روی Initial Values, Fluid 2 کلیک کنید . |
2 | فقط دامنه های 2 و 3 را انتخاب کنید. |
تقارن 1
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Boundaries کلیک کنید و Symmetry را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای تقارن ، قسمت انتخاب مرز را پیدا کنید . |
3 | از لیست انتخاب ، Symmetry را انتخاب کنید . |
دیوار خیس شده داخلی 1
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Boundaries کلیک کنید و Interior Wetted Wall را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای دیوار مرطوب داخلی ، بخش انتخاب مرز را پیدا کنید . |
3 | از لیست انتخاب ، مانع را انتخاب کنید . |
پوسته (پوسته)
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1) روی Shell (Shell) کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Shell ، بخش انتخاب مرز را پیدا کنید . |
3 | از لیست انتخاب ، مانع را انتخاب کنید . |
ضخامت و افست 1
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1)> Shell (Shell) روی Thickness and Offset 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Thickness and Offset ، قسمت Thickness and Offset را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متنی d 0 ، do را تایپ کنید . |
محدودیت ثابت 1
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Edges کلیک کنید و Fixed Constraint را انتخاب کنید . |
2 | فقط Edge 19 را انتخاب کنید. |
تقارن 1
1 | در نوار ابزار فیزیک ، روی  لبه ها کلیک کنید و Symmetry را انتخاب کنید . |
2 | فقط Edge 17 را انتخاب کنید. |
اکنون، مواد را ایجاد کنید زیرا برای تنظیمات گره دو فاز جریان، میدان فاز مورد نیاز خواهند بود .
مواد را اضافه کنید
1 | در نوار ابزار Home ، روی  Add Material کلیک کنید تا پنجره Add Material باز شود . |
2 | به پنجره Add Material بروید . |
3 | در درخت، Built-in>Air را انتخاب کنید . |
4 | کلیک راست کرده و Add to Component 1 (comp1) را انتخاب کنید . |
5 | در درخت، Built-in>Water, liquid را انتخاب کنید . |
6 | کلیک راست کرده و Add to Component 1 (comp1) را انتخاب کنید . |
7 | در نوار ابزار Home ، روی  Add Material کلیک کنید تا پنجره Add Material بسته شود . |
مواد
نایلون
1 | در نوار ابزار Materials ، روی  Blank Material کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای مواد ، نایلون را در قسمت متن برچسب تایپ کنید . |
3 | قسمت انتخاب موجودیت هندسی را پیدا کنید . از لیست سطح نهاد هندسی ، Boundary را انتخاب کنید . |
4 | از لیست انتخاب ، مانع را انتخاب کنید . |
5 | قسمت محتوای مواد را پیدا کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
ویژگی | متغیر | ارزش | واحد | گروه اموال |
مدول یانگ | E | 2 [MPa] | پا | مدول یانگ و نسبت پواسون |
نسبت پواسون | نه | 0.4 | 1 | مدول یانگ و نسبت پواسون |
تراکم | rho | 1000 | کیلوگرم بر متر مکعب | پایه ای |
چند فیزیک
جریان دو فاز، فیلد فاز 1 (tpf1)
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1)>Multiphysics روی Two Phase Flow، Phase Field 1 (tpf1) کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای جریان دو فاز ، فیلد فاز ، قسمت ویژگی های سیال 1 را پیدا کنید . |
3 | از لیست Fluid 1 ، Water, liquid (mat2) را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Fluid 2 Properties را پیدا کنید . از لیست Fluid 2 ، Air (mat1) را انتخاب کنید . |
مش 1
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1) روی Mesh 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات مش ، قسمت Physics-Controlled Mesh را پیدا کنید . |
3 | از لیست اندازه عنصر ، درشت را انتخاب کنید . |
4 |  روی ساخت همه کلیک کنید . |
مطالعه 1
مرحله 1: راه اندازی فاز
مرحله مطالعه راه‌اندازی فاز ، مقادیر اولیه را برای متغیرهای میدان فاز محاسبه می‌کند.
1 | در پنجره Model Builder ، در مطالعه 1، روی Step 1: Phase Initialization کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای شروع فاز ، قسمت Physics and Variables Selection را پیدا کنید . |
3 | در جدول، کادرهای حل برای پوسته (پوسته) و مش متحرک (کامپوننت 1) را پاک کنید . |
4 | در جدول، کادرهای حل برای جریان دو فاز ، فیلد فاز 1 (tpf1) و تعامل ساختار سیال 1 (fsi1) را پاک کنید . |
مش متحرک
تغییر شکل دامنه 1
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1)>Moving Mesh روی Deforming Domain 1 کلیک کنید . |
2 | فقط دامنه 2 را انتخاب کنید. |
جزء 1 (COMP1)
تقارن / غلتک 1
1 | در نوار ابزار تعاریف ، روی  Moving Mesh کلیک کنید و Boundaries>Symmetry/Roller را انتخاب کنید . |
2 | فقط مرزهای 7، 8 و 10 را انتخاب کنید. |
مطالعه 1
در نوار ابزار مطالعه ، روی دریافت مقدار اولیه کلیک کنید .
روی دریافت مقدار اولیه کلیک کنید .نتایج
کسر حجمی سیال 1 (pf)
1 | در پنجره Model Builder ، در بخش Results بر روی Volume Fraction of Fluid 1 (pf) کلیک کنید . |
2 | در پنجره Settings for 3D Plot Group ، قسمت Plot Settings را پیدا کنید . |
3 | کادر بررسی لبه های مجموعه داده Plot را پاک کنید . |
برش 1
1 | در پنجره Model Builder ، گره Volume Fraction of Fluid 1 (pf) را گسترش دهید . |
2 | روی Results>Volume Fraction of Fluid 1 (pf)>Slice 1 کلیک راست کرده و Delete را انتخاب کنید . |
ایزورفیس 1
1 | در پنجره Model Builder ، در بخش Results>Volume Fraction of Fluid 1 (pf) روی Isosurface 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Isosurface ، بخش Coloring and Style را پیدا کنید . |
3 | از لیست رنگ ، سفارشی را انتخاب کنید . |
4 | در ویندوز، روی نوار رنگی زیر کلیک کنید، یا – اگر از دسکتاپ چند پلتفرمی استفاده می کنید – روی دکمه Color کلیک کنید. |
5 | روی تعریف رنگ های سفارشی کلیک کنید . |
6 | مقادیر RGB را به ترتیب روی 54، 140 و 203 قرار دهید. |
7 | روی افزودن به رنگ های سفارشی کلیک کنید . |
8 | روی نمایش تنها پالت رنگ یا تأیید در دسکتاپ چند پلتفرمی کلیک کنید . |
سطح 1
1 | در پنجره Model Builder ، روی Volume Fraction of Fluid 1 (pf) کلیک راست کرده و Surface را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Surface ، بخش Expression را پیدا کنید . |
3 | در قسمت Expression text، 1 را تایپ کنید . |
4 | برای گسترش بخش عنوان کلیک کنید . از لیست نوع عنوان ، هیچکدام را انتخاب کنید . |
5 | قسمت Coloring and Style را پیدا کنید . از لیست Coloring ، Uniform را انتخاب کنید . |
6 | از لیست رنگ ، خاکستری را انتخاب کنید . |
انتخاب 1
1 | روی Surface 1 کلیک راست کرده و Selection را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای انتخاب ، قسمت انتخاب را پیدا کنید . |
3 | از لیست انتخاب ، دیوار را انتخاب کنید . |
سطح 2
1 | در پنجره Model Builder ، روی Volume Fraction of Fluid 1 (pf) کلیک راست کرده و Surface را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Surface ، بخش Expression را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن Expression ، pf.Vf1 را تایپ کنید . |
4 | قسمت عنوان را پیدا کنید . از لیست نوع عنوان ، هیچکدام را انتخاب کنید . |
5 | برای گسترش بخش Range کلیک کنید . تیک گزینه Manual color range را انتخاب کنید . |
6 | در قسمت حداقل متن، 0.5 را تایپ کنید . |
7 | در قسمت Maximum text 0.5 را تایپ کنید . |
8 | کادر بررسی Manual data range را انتخاب کنید . |
9 | در قسمت حداقل متن، 0.5 را تایپ کنید . |
10 | در قسمت Maximum text، 1 را تایپ کنید . |
11 | برای گسترش بخش کیفیت کلیک کنید . از لیست صاف کردن ، هیچکدام را انتخاب کنید . |
12 | برای گسترش بخش Inherit Style کلیک کنید . از لیست Plot ، Isosurface 1 را انتخاب کنید . |
انتخاب 1
1 | روی Surface 2 کلیک راست کرده و Selection را انتخاب کنید . |
2 | فقط مرزهای 2، 7 و 13 را انتخاب کنید. |
سطح 3
1 | در پنجره Model Builder ، روی Volume Fraction of Fluid 1 (pf) کلیک راست کرده و Surface را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Surface ، روی Replace Expression در گوشه سمت راست بالای بخش Expression کلیک کنید . از منو، Component 1 (comp1)>Shell>Displacement>shell.disp – Displacement magnitude – m را انتخاب کنید . |
3 | قسمت Coloring and Style را پیدا کنید . از لیست Coloring ، Gradient را انتخاب کنید . |
4 | از لیست رنگ بالا ، قرمز را انتخاب کنید . |
5 | از لیست رنگ پایین ، خاکستری را انتخاب کنید . |
6 | قسمت Range را پیدا کنید . تیک گزینه Manual color range را انتخاب کنید . |
7 | در قسمت Maximum text، 3 را تایپ کنید . |
مطالعه 1
مرحله 2: وابسته به زمان
1 | در پنجره Model Builder ، در مطالعه 1 ، روی Step 2: Time Dependent کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات مربوط به زمان وابسته ، قسمت تنظیمات مطالعه را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متنی زمان خروجی ، range(0,5e-3,0.5) را تایپ کنید . |
4 | از لیست Tolerance ، User controlled را انتخاب کنید . |
5 | در قسمت متنی Relative tolerance 0.01 را تایپ کنید . |
6 | برای گسترش بخش Results while Solving کلیک کنید . کادر Plot را انتخاب کنید . |
7 | از لیست گروه Plot ، Volume Fraction of Fluid 1 (pf) را انتخاب کنید . |
تنظیمات حل کننده
در پنجره Model Builder ، گره Study 1>Solver Configurations را گسترش دهید .
راه حل 1 (sol1)
1 | در پنجره Model Builder ، گره Study 1>Solver Configurations>Solution 1 (sol1)>Dependent Variables 2 را گسترش دهید ، سپس روی Pressure (comp1.p) کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای فیلد ، بخش Scaling را پیدا کنید . |
3 | از لیست روش ، دستی را انتخاب کنید . |
4 | در قسمت Scale text عدد 100 را تایپ کنید . |
5 | در پنجره Model Builder ، روی Spatial mesh displacement (comp1.spatial.disp) کلیک کنید . |
6 | در پنجره تنظیمات برای فیلد ، بخش Scaling را پیدا کنید . |
7 | در قسمت متن مقیاس ، 3e-3 را تایپ کنید . |
8 | در پنجره Model Builder ، روی فیلد Velocity ( قاب فضایی) (comp1.u) کلیک کنید . |
9 | در پنجره تنظیمات برای فیلد ، بخش Scaling را پیدا کنید . |
10 | از لیست روش ، دستی را انتخاب کنید . |
11 | در قسمت متن مقیاس ، 1 را تایپ کنید . |
12 | در پنجره Model Builder ، روی قسمت Displacement (comp1.u_shell) کلیک کنید . |
13 | در پنجره تنظیمات برای فیلد ، بخش Scaling را پیدا کنید . |
14 | در قسمت متن مقیاس ، 3e-3 را تایپ کنید . |
15 | در پنجره Model Builder ، Study 1>Solver Configurations>Solution 1 (sol1)>Time-Dependent Solver 1>Segregated 1 node را گسترش دهید ، سپس روی قسمت Displacement کلیک کنید . |
16 | در پنجره Settings برای Segregated Step ، روی قسمت Method and Termination کلیک کنید . |
17 | از لیست به‌روزرسانی Jacobian ، روی هر تکرار را انتخاب کنید . |
18 | در نوار ابزار مطالعه ،  روی محاسبه کلیک کنید . |
نتایج
سطح
1 | در پنجره Model Builder ، گره Pressure (spf) را گسترش دهید ، سپس روی Surface کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Surface ، بخش Data را پیدا کنید . |
3 | از لیست پارامترهای راه حل ، از والدین را انتخاب کنید . |
شکاف سطح 1
1 | در پنجره Model Builder ، روی Surface Slit 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Surface Slit ، بخش Data را پیدا کنید . |
3 | از لیست پارامترهای راه حل ، از والدین را انتخاب کنید . |
فشار (SPF)
1 | در پنجره Model Builder ، روی Pressure (spf) کلیک کنید . |
2 | در پنجره Settings for 3D Plot Group ، بخش Data را پیدا کنید . |
3 | از لیست زمان (ها) ، 0.08 را انتخاب کنید . |
4 | در نوار ابزار فشار (spf) ، روی  Plot کلیک کنید . |
استرس (پوسته)
1 | در پنجره Model Builder ، روی Stress (پوسته) کلیک کنید . |
2 | در پنجره Settings for 3D Plot Group ، قسمت Plot Settings را پیدا کنید . |
3 | از لیست Frame ، Spatial (x، y، z) را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Data را پیدا کنید . از لیست زمان (ها) ، 0.08 را انتخاب کنید . |
5 | در نوار ابزار استرس (پوسته) ، روی  Plot کلیک کنید . |
6 | در نوار ابزار صفحه اصلی ، روی  Add Predefined Plot کلیک کنید . |
طرح از پیش تعریف شده را اضافه کنید
1 | به پنجره Add Predefined Plot بروید . |
2 | در درخت، مطالعه 1/راه حل 1 (sol1)>Shell>Applied Loads (shell)>Face Loads (شل) را انتخاب کنید . |
3 | روی Add Plot در نوار ابزار پنجره کلیک کنید . |
4 | در نوار ابزار صفحه اصلی ، روی  Add Predefined Plot کلیک کنید . |
نتایج
بارهای صورت (پوسته)
1 | در پنجره Model Builder ، در بخش Results روی Face Loads (Shell) کلیک کنید . |
2 | در پنجره Settings for 3D Plot Group ، بخش Data را پیدا کنید . |
3 | از لیست زمان (ها) ، 0.08 را انتخاب کنید . |
4 | در نوار ابزار Face Loads (پوسته) ، روی  Plot کلیک کنید . |
جابجایی مانع
1 | در نوار ابزار صفحه اصلی ، روی  Add Plot Group کلیک کنید و 1D Plot Group را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای گروه طرح 1 بعدی ، جابجایی مانع را در قسمت متن برچسب تایپ کنید . |
3 | برای گسترش بخش عنوان کلیک کنید . از لیست نوع عنوان ، هیچکدام را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Plot Settings را پیدا کنید . |
5 | کادر بررسی برچسب محور y را انتخاب کنید . در فیلد متن مرتبط، جابجایی (mm) را تایپ کنید . |
نمودار نقطه 1
1 | روی Obstacle Displacement کلیک راست کرده و Point Graph را انتخاب کنید . |
2 | فقط نقطه 9 را انتخاب کنید. |
3 | در پنجره تنظیمات نمودار نقطه‌ای ، بخش y-Axis Data را پیدا کنید . |
4 | در قسمت متن Expression ، u_shell را تایپ کنید . |
5 | برای گسترش بخش Coloring and Style کلیک کنید . از لیست Width ، 2 را انتخاب کنید . |
6 | برای گسترش بخش Legends کلیک کنید . تیک Show legends را انتخاب کنید . |
7 | از فهرست Legends ، Manual را انتخاب کنید . |
8 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
افسانه ها |
جزء X |
نمودار نقطه 2
1 | روی Point Graph 1 کلیک راست کرده و Duplicate را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات نمودار نقطه‌ای ، بخش y-Axis Data را پیدا کنید . |
3 | در فیلد متن Expression ، w_shell را تایپ کنید . |
4 | قسمت Coloring and Style را پیدا کنید . زیربخش Line style را پیدا کنید . از لیست Line ، Dashed را انتخاب کنید . |
5 | قسمت Legends را پیدا کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
افسانه ها |
جزء Z |
6 | در نوار ابزار Obstacle Displacement ، روی  Plot کلیک کنید . |
ادغام جلد 1
1 | در نوار ابزار نتایج ، روی  More Derived Values کلیک کنید و Integration>Volume Integration را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره Graphics کلیک کنید و سپس Ctrl+A را فشار دهید تا همه دامنه ها انتخاب شوند. |
3 | در پنجره تنظیمات برای Volume Integration ، بخش Expressions را پیدا کنید . |
4 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
اصطلاح | واحد | شرح |
fipf | ل | متغیر میدان فاز |
5 |  روی ارزیابی کلیک کنید . |
جدول
1 | به پنجره Table بروید . |
2 | روی Table Graph در نوار ابزار پنجره کلیک کنید . |
نتایج
حجم آب
1 | در پنجره Model Builder ، در بخش Results روی 1D Plot Group 7 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای گروه طرح 1 بعدی ، حجم آب را در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید . |
نمودار جدول 1
1 | در پنجره Model Builder ، روی Table Graph 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای نمودار جدول ، قسمت Coloring and Style را پیدا کنید . |
3 | از لیست Width ، 2 را انتخاب کنید . |
حجم آب
1 | در پنجره Model Builder ، روی Volume Water کلیک کنید . |
2 | در پنجره Settings for 1D Plot Group ، قسمت Plot Settings را پیدا کنید . |
3 | کادر بررسی برچسب محور y را انتخاب کنید . در قسمت متن مربوطه، حجم آب (l) را تایپ کنید . |
4 | در نوار ابزار حجم آب ، روی  Plot کلیک کنید . |
