کوپلینگ جریان سیال پس زمینه

View Categories

کوپلینگ جریان سیال پس زمینه

4 min read

کوپلینگ جریان سیال پس زمینه
کوپلینگ جریان سیال پس‌زمینه ( ) یک جفت فیزیک چند جهته بین رابط جریان سیال و رابط‌های خطی شده ناویر-استوکس ، اویلر خطی یا معادله موج همرفت است . جفت شدن باید در یک مطالعه جداگانه با استفاده از مطالعه اختصاصی نقشه برداری ( ) حل شود.
ویژگی کوپلینگ چندفیزیکی و مطالعه نقشه برداری تضمین می کند که متغیرهای جریان سیال به درستی از مش جریان سیال به مش آکوستیک نگاشت شده اند. این دو مش معمولاً به دلیل نیازهای وضوح متفاوت متفاوت هستند، یا در مورد رابط معادله موج همرفتی به دلیل استفاده از دستورات تابع شکل متفاوت هستند. نگاشت نیز به صورت پیش فرض مقدار کمی هموارسازی راه حل جریان نقشه برداری شده را اضافه می کند. این تضمین می کند که هیچ نویز عددی غیرفیزیکی از طریق عبارت های واکنشی در معادلات حاکم به مدل آکوستیک وارد نمی شود.
 
تشدید کننده هلمهولتز با جریان: تعامل جریان و آکوستیک . مسیر کتابخانه برنامه: Acoustics_Module/Aeroacoustics_and_Noise/helmholtz_resonator_with_flow
فلومتر التراسونیک با مبدل های پیزوالکتریک . مسیر کتابخانه برنامه: Acoustics_Module/Ultrasound/flow_meter_piezoelectric_transducers
 
هنگام اتصال یک رابط جریان سیال به معادله موج همرفت، رابط زمان صریح، داشتن تنظیمات ثابت برای تابع شکل هندسه و گسسته سازی فیزیک مهم است. تنظیم خودکار برای تابع شکل هندسه (در بخش عناصر مش منحنی در تنظیمات گره اجزاء) منجر به نمایش هندسه خطی متناسب با رابط جریان سیال می شود . این می تواند منجر به خطاهای عددی در حل معادله موج همرفت، زمان صریح شود.فیزیک به عنوان پیش فرض استفاده از گسسته سازی فضایی مرتبه چهارم متغیرهای وابسته است. خطاها معمولاً زمانی رخ می‌دهند که مرزهای منحنی در مدل وجود داشته باشد یا هنگام استفاده از جفت‌های چندفیزیکی. برای رفع این مشکل تابع شکل هندسه را به لاگرانژ درجه دوم تغییر دهید .
اگر تنظیمات در یک مدل ناسازگار باشد، یک هشدار در حل کننده با متن داده می شود:
ترتیب تابع شکل هندسی با گسسته سازی متغیرهای وابسته سازگار نیست.
در قسمت Curved Mesh Element در تنظیمات گره Component، ترتیب تابع شکل هندسی را به درجه دوم لاگرانژ در نظر بگیرید.
رابط های جفت شده
رابط جریان سیال منبع و رابط آکوستیک مقصد را انتخاب کنید .
متغیرهای نقشه
متغیرهایی را که باید نگاشت شوند انتخاب کنید، این بستگی به فیزیک انتخاب شده دارد. برای اکثر موارد، سرعت جریان و فشار متوسط ​​پس زمینه باید ترسیم شود. اگر جریان تراکم پذیر باشد، چگالی را نیز ترسیم کنید. اگر جریان غیر گرمایی باشد، دما را نیز ترسیم کنید. برای مدل های خطی ناویر-استوکس، ویسکوزیته آشفته را نیز می توان ترسیم کرد، این تضمین می کند که امواج صوتی به درستی تضعیف می شوند، زیرا در مناطقی با آشفتگی بالا منتشر می شوند.
نقشه فشار (انتخاب در پیش فرض)، نقشه سرعت (انتخاب به صورت پیش فرض)، نقشه چگالی ، نقشه دما ، یا نقشه ویسکوزیته آشفته در صورت لزوم را انتخاب کنید .
برای سرعت استفاده از مرز لغزش روی دیوارهای بدون لغزش را انتخاب کنید ، اگر متغیرهای نقشه‌برداری شده باید دارای شرایط بدون لغزش واقعی/اجباری باشند. این ممکن است محلول جریان را کمی در نزدیکی دیوارها تغییر دهد و باید با احتیاط استفاده شود. هنگامی که با فیزیک خطی ناویر-استوکس ترکیب می شود، ممکن است برای ایجاد شرایط بدون لغزش در دیوارها لازم باشد.
گزینه Use Symmetry on Symmetry Walls که به صورت پیش فرض انتخاب شده است، تضمین می کند که میدان جریان نقشه برداری شده برای شرایط تقارن متقارن است.
برای متغیرهای فشار، سرعت، چگالی، دما و ویسکوزیته متلاطم، گزینه Constrain the (متغیر) در مرزهای خارجی، محدودیتی را بر روی تمام مرزهای خارجی تنظیم می‌کند، جایی که متغیر نقشه‌برداری شده برابر با متغیر جریان سیال منبع تنظیم می‌شود.
صاف کردن
روش هموارسازی را به عنوان انتشار ایزوتروپیک (پیش‌فرض) یا هیچ‌کدام انتخاب کنید . هموارسازی نشان دهنده تثبیت عددی ثابت قابل مقایسه با تثبیت مدت منبع است. از این نظر سازگار است که با مش و گسسته شدن مقیاس می شود. برای گزینه انتشار همسانگرد، ثابت انتشار (عددی) را تنظیم کنید (پیش‌فرض: 1e-2 ). توصیه می شود همیشه از مقدار کمی هموارسازی برای اطمینان از شیب صاف متغیرهای جریان متوسط ​​پس زمینه استفاده کنید. برای تأیید اینکه مقدار اضافه شده کافی است، برای مثال، متغیرهای نگاشت شده و متغیرهای جریان سیال را در یک نمودار مقایسه کنید.
 
اگر لایه‌های کاملاً منطبق (PML) در مدل آکوستیک وجود دارد، باید مراقبت ویژه‌ای انجام شود. در این مورد، هنگام تنظیم و حل مشکل جریان سیال، مطمئن شوید که PML ها را غیرفعال کنید (چه در درخت سازنده مدل یا در مطالعه با استفاده از پیکربندی مدل Modify برای گزینه مرحله مطالعه ). به یاد داشته باشید که هنگام حل مشکل آکوستیک، PML ها را دوباره فعال کنید (اگر در درخت مدل غیرفعال است).