برای تنظیمات گره دیوار را ببینید . توجه داشته باشید که برخی از ماژول ها دارای بخش های تئوری اضافی هستند که گزینه های موجود با آن ماژول را توصیف می کند.
لیز خوردن
شرط لغزش فرض می کند که هیچ اثر چسبناکی در دیواره لغزش وجود ندارد و از این رو، هیچ لایه مرزی ایجاد نمی شود. از نقطه نظر مدلسازی، اگر تأثیر مهم دیوار جلوگیری از خروج سیال از دامنه باشد، این یک تقریب منطقی است. از نظر ریاضی، محدودیت را می توان به صورت زیر فرموله کرد:
عبارت بدون نفوذ بر بخش نیومن شرط ارجحیت دارد و بنابراین عبارت فوق معادل است با
بیان می کند که هیچ جریانی در سراسر مرز وجود ندارد و هیچ تنش چسبناکی در جهت مماسی وجود ندارد.
برای یک دیوار متحرک با سرعت انتقالی u tr ، u در معادلات بالا با سرعت نسبی u rel = u – u tr جایگزین می شود .
دیوار کشویی
اگر دیوار مانند تسمه نقاله رفتار کند، گزینه دیوار کشویی مناسب است. یعنی سطح در جهت مماس خود می لغزد. دیوار مجبور نیست در واقع در سیستم مختصات حرکت کند.
|
•
|
در 2 بعدی، جهت مماسی به طور واضح با جهت مرز تعریف می شود، اما وضعیت در 3 بعدی پیچیده تر می شود. به همین دلیل، این شرط مرزی در ابعاد مختلف فضا تعاریف کمی متفاوت دارد.
|
|
•
|
برای مولفه های متقارن محوری دوبعدی و دوبعدی، سرعت به صورت اسکالر U w داده می شود و شرط تعیین می کند
|
که در آن t = ( n y ، – n x ) برای 2D و t = ( n z ، – n r ) برای تقارن محوری.
|
•
|
برای اجزای سه بعدی، سرعت برابر با بردار معین u w پیش بینی شده بر روی صفحه مرزی تنظیم می شود:
|
نرمال سازی باعث می شود که اندازه u همان اندازه u w داشته باشید حتی اگر u w دقیقاً موازی دیوار نباشد.
تنظیمات محدودیت
ویژگی دیوار از سه تکنیک مختلف برای محدود کردن میدان سرعت استفاده می کند:
|
•
|
محدودیت‌های نقطه‌ای تکنیک استاندارد برای اعمال محدودیت‌های قوی در روش اجزای محدود است. مقدار مورد نظر سرعت در هر نقطه گره در مش تعیین می شود. از آنجایی که محدودیت به صورت محلی در هر گره اعمال می شود، فقط مقادیر محلی تحت تأثیر محدودیت قرار می گیرند و محدودیت ها مستقل از یکدیگر هستند. بنابراین، حل‌کننده‌ها می‌توانند هم درجات آزادی محدود و هم شرایط نیروی محدودیت را حذف کنند و به طور موثر تعداد درجات آزادی حل شده را کاهش دهند.
|
مزیت اصلی محدودیت های نقطه ای این است که محدودیت را دقیقاً به صورت نقطه ای اعمال می کنند. این بدان معنی است که آنها هیچ نشتی از سرعت در سراسر دیوار ایجاد نمی کنند، مگر اینکه مشخص شده باشد. عیب اصلی محدودیت‌های نقطه‌ای این است که هنگام تلاش برای اعمال شرایط بدون نفوذ برای سرعت، u · n = 0 ، روی دیوارهای منحنی یا دیوارهایی با گوشه‌های تیز، جلوه‌های قفل ایجاد می‌کنند.
|
•
|
استفاده از قیود ضعیف یک روش جایگزین برای تجویز سرعت است. این شامل اعمال شرط مرزی برای سرعت از طریق ضرب کننده های لاگرانژ است . مزیت اصلی آنها این است که ضریب لاگرانژ می تواند نمایش دقیقی از شار واکنش در دیوار ارائه دهد. عیب اصلی آنها این است که مجهولات اضافی را معرفی می کنند و معمولاً ترکیب آنها با سایر روش های محدودیت در مرزهای مجاور دشوار است. علاوه بر این، آنها ممکن است به محدودیت های اضافی برای ضرب کننده های لاگرانژ نیاز داشته باشند. برای اطلاعات بیشتر، محدودیت‌های ضعیف در کتابچه راهنمای مرجع مولتیفیزیک COMSOL را ببینید .
|
|
•
|
محدودیت‌های گالرکین ناپیوسته (DG) از یک شار عددی برای تعیین سرعت در دیوار استفاده می‌کنند. آنها محدودیت را به‌جای نقطه‌ای به معنای یکپارچه تحمیل می‌کنند، و از اثرات قفل‌کننده‌ای که توسط محدودیت‌های نقطه‌ای معرفی می‌شوند، در هنگام تلاش برای تجویز شرط عدم نفوذ برای سرعت، رنج نمی‌برند. آنها همچنین هنگام تجویز محدودیت های غیرخطی بهتر رفتار می کنند. عیب اصلی آنها این است که محدودیت فقط تقریباً اعمال می شود و ممکن است نشت های کوچکی ایجاد کند. برای اطلاعات بیشتر، فرمولاسیون گالرکین ناپیوسته را ببینید .
|
ترکیب زیر از تکنیک های محدودیت را می توان در بخش های Constraint Setting شرایط مرزی دیوار انتخاب کرد:
|
•
|
از تنظیمات پیش فرض استفاده کنید. تنظیمات پیش‌فرض بسته به اینکه فقط جزء نرمال سرعت تجویز شده باشد، از روش‌های محدودیت متفاوتی استفاده می‌کنند، مثلاً در شرایط بدون نفوذ، u · n = 0 ، اعمال شده، برای مثال، در دیوارهای لغزش یا بدون لغزش دیوارها با استفاده از توابع دیوار یا درمان خودکار دیوار یا هر دو مولفه مماسی و معمولی تجویز می شود، همانطور که در مورد دیوارهای بدون لغزش در جریان آرام است.
|
محدودیت های DG برای تحمیل شرایط عدم نفوذ برای دیوارهای لغزش استفاده می شود. هنگامی که یک شرط بدون لغزش تجویز می شود، از محدودیت های نقطه ای استفاده می شود به جز برای دیوارهای متحرک که در آن از محدودیت های DG استفاده می شود.
|
•
|
از محدودیت های Pointwise استفاده کنید.
|
|
•
|
از محدودیت های DG استفاده کنید.
|
|
•
|
از محدودیت های ضعیف استفاده کنید. محدودیت های ضعیف در دیوارهای داخلی موجود نیست.
|
|
•
|
از محدودیت های ترکیبی استفاده کنید. این گزینه تنها زمانی در دسترس است که هر دو مؤلفه مماسی و عادی سرعت نیاز به تجویز داشته باشند. سرعت در جهت عادی دیوار از طریق محدودیت های نقطه ای اعمال می شود. محدودیت برای جهت‌های مماسی آرام است و به جای آن از محدودیت‌های DG استفاده می‌شود. این دقت و عملکرد بهبود یافته را هنگام کار با مش های لایه مرزی درشت فراهم می کند. برای اطلاعات بیشتر رجوع کنید به رفر. 18 .
|
