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Cuve de mélange - Exercice 5 : Affectation de conditions aux limites
Pour les conditions aux limites, le comportement et les propriétés du fluide sont spécifiés sur toutes les surfaces frontières du domaine de fluide.
Spécification des conditions aux limites
1. Sous Conditions aux limites (Boundary Conditions), sélectionnez FLUID_ROTOR.
2. Dans l'onglet Modèle (Model), sélectionnez les valeurs ci-après pour les options répertoriées :
◦ Ecoulement (Flow) : Paroi en rotation (Rotating Wall)
◦ Sens de rotation (Rotational Direction) : Sens inverse des aiguilles d'une montre (Counterclockwise)
◦ Vitesse de rotation (Rotational Speed) : 12.57 rad/s
◦ Vecteur de l'axe de rotation (Rotational Axis Vector) : 0,0,1
◦ Centre de rotation (Rotational Center) : 0,0,0
Spécification des conditions de volume
1. Sous Domaines (Domains), sélectionnez FLUID_ROTOR.
2. Dans l'onglet Modèle (Model), sélectionnez les valeurs ci-après pour les options répertoriées :
◦ Commun (Common) > Remaillage de volume (Volume Remesh) : Remaillage de volume (Volume Remesh)
◦ Méthode (Method) : Rotation (Rotation)
◦ Sens de rotation (Rotational Direction) : Sens inverse des aiguilles d'une montre (Counterclockwise)
◦ Vitesse de rotation (Rotational Speed) : 12.57 rad/s
◦ Vecteur de l'axe de rotation (Rotational Axis Vector) : 0,0,1
◦ Centre de rotation (Rotational Center) : 0,0,0
Spécification des conditions de volume des matières
1. Pour définir le fluide, cliquez sur Matériaux (Materials). La boîte de dialogue Sélection de matière (Material Selection) s'ouvre. Les propriétés de fluide sont automatiquement définies lorsque vous sélectionnez un nouveau fluide.
2. Pour tous les domaines de fluide, sélectionnez Eau (Water).
3. Sélectionnez Domaines (Domains) dans l'arbre Flow Analysis.
4. Dans l'onglet Modèle (Model), pour Ecoulement (Flow), sélectionnez les valeurs ci-après pour les options répertoriées :
◦ Viscosité (Viscosity) : Viscosité dynamique constante (Constant Dynamic Viscosity)
◦ Valeur (Value) : 0.001003 Pa-s
Spécification des conditions initiales des espèces
1. Dans l'arbre Flow Analysis, sélectionnez Physique (Physics).
2. Dans le groupe Opérations (Operations), cliquez sur Editeur d'expression (Expression Editor).
3. Dans la boîte de dialogue Editeur d'expression (Expression Editor), spécifiez ce qui suit :
# Species initial condition
species_initial_level= (z>1.00) ? 1 : 0
##############################################################################
# Output Volume Weighted Uniformity Index #
# ------------------------------------------------------------------------ #
# In this example, the volume weighted uniformity index for concentration of "1" on whole volume were calculated and added as XY-plot variable #
# The variable is plotted by selecting "Common" in the Flow Analysis tree. #
##############################################################################
# interested variable
phi = species.01.C
# Volume Weighted Uniformity Index
# ==============================
# step 0: calculate total volume
# ------------------------------------
#vol_t = integral(1, volume.FLUID_ROTOR)+integral(1, volume.FLUID_STATOR)
vol_t = 1.08811
# step 1: calculate volume averaged phi for all volumes
# --------------------------------------------------
phi_t = integral(phi, volume.FLUID_ROTOR)+integral(phi, volume.FLUID_STATOR)
phi_a = phi_t/vol_t
# step 2: calculate volume weighted uniformity index
# ------------------------------------------------
phi_awui = 1 - 0.5*( integral(abs(phi-phi_a), volume.FLUID_ROTOR)+
integral(abs(phi-phi_a), volume.FLUID_STATOR) )/ phi_a /vol_t
# step 3: add plot variable
# -------------------------
plot.phi_awui = phi_awui
#plot.phi_awui: Volume Weighted Uniformity Index Species 1 [-]
4. Cliquez sur OK (OK).
5. Sélectionnez Domaines (Domains) dans l'arbre Flow Analysis.
6. Dans l'onglet Modèle (Model), pour Species 01.
7. Pour Condition initiale (Initial Condition), définissez Valeur (Value) sur species_initial_level.
Indice d'uniformité
En règle générale, les performances de mélange sont évaluées par l'homogénéité visuelle et la variation quantitative de la concentration locale en fonction du temps et de la concentration moyenne. L'Editeur d'expression (Expression Editor) dans Creo Flow Anaysis évalue la variation quantitative de l'indice d'uniformité des espèces pondéré sur le volume et de la moyenne volumique des espèces.
La valeur phi moyenne du volume et l'indice d'uniformité pondérée du volume sont calculés à l'aide des équations suivantes :
volume averaged phi: phi_a = Sum(phi)/volume
volume weighted uniformity index: u_i = sum(abs(phi-phi_a))/volume/phi_a