Граничные условия

Расчет > Анализ потока Creo > Предварительная обработка > Определение физики > Частица > Граничные условия

Граничные условия

К границам в дереве анализа потоков применяются параметры граничных условий для модуля Частица (Particle). Эти опции также применяются к интерфейсам, для которых модуль Поток (Flow) очищается на одной стороне интерфейса, создавая Границу (Boundary).

Обработка частиц или линий тока на границе определяется с помощью следующих опций.

Открытая

Используйте открытое граничное условие так, чтобы линия тока могла войти в область и выйти из нее. Открытая (Open) граница обычно соответствует параметрам Впускное отверстие (Inlet) или Впускное отверстие (Outlet) модуля Поток (Flow), но может также применяться и к другим типам границы Потока (Flow).

Для выпуска частиц на открытой границе задайте для опции Выпустить частицу (Release Particle) значение Да (Yes). Можно задать параметры Частота выпуска (Release Frequency), Случайный выпуск(Random Release), Радиус частиц (Radius of Particles), Позиция выпуска (Release Position) и Начальная скорость (Initial Velocity) для обработки динамики частиц или линий тока на границе.

Отбортовка

Стеновая модель частиц

Определяет реакцию частиц или линий тока на стеночной границе. Эта опция доступна для частиц, заданных как Имеется масса (Has Mass). Для безмассовых частиц частица следует линии тока вдоль стенок.

Стеновая модель частиц имеет следующие модели.

1. Идеальное отражение - частицы или линии тока отражаются от стенки без изменения угла и энергии. Импульс и кинетическая энергия полностью сохраняются, а угол падения равен углу отражения.

2. Прилипание - частицы или линии тока прилипают к стенке.

3. Частичное отражение - частицы или линии обтекания отражаются от стенки с потерей энергии по нормали и/или по касательной с учетом данных, введенных пользователем.

◦ Потеря энергии по нормали - потеря нормальной компоненты кинетической энергии частицы или линии тока при столкновении со стеночной границей с частичным отражением.

◦ Потеря энергии по касательной - потеря касательной компоненты кинетической энергии частицы или линии тока при столкновении со стеночной границей с частичным отражением.

◦ Максимальная скорость по нормали - любая частица, скорость которой по нормали больше заданного значения, отражается от стеночной границы.

◦ Минимальная скорость по нормали - любая частица, скорость которой по нормали меньше заданного значения, отражается от стеночной границы.

Если значение скорости частицы по нормали меньше максимальной и больше минимальной скорости по нормали, частица прилипает к стенке.

4. Определено пользователем - реакцию частиц или линий обтекания на стеночной границе указывает пользователь.

Значения Потеря нормальной энергии (Normal Energy Loss) и Потеря энергии по касательной (Tangential Energy Loss) задаются в терминах доли потерь. Например, 1.0 подразумевает общую потерю энергии по нормали. ЗначенияПотеря нормальной энергии (Normal Energy Loss) и Потеря энергии по касательной (Tangential Energy Loss), превышающие 1.0, округляются до 1. Значение Потеря нормальной энергии (Normal Energy Loss) требуется для границы Стенка (Wall).

Симметрия

Симметрия на границе вынуждает частицы или линии тока отражаться на границе. Это соответствует симметричной границе в модуле Поток (Flow).

Частицы выпускаются на симметричной границе, если для опции Выпустить частицу (Release Particle) задано значение Да (Yes). Для обработки динамики частиц или линий тока на границе можно указать опции Частота выпуска (Release Frequency), Случайный выпуск (Random Release), Радиус частиц (Radius of Particles), Позиция выпуска (Release Position) и Начальная скорость (Initial Velocity).

Частицы освобождаются на открытой, стеночной или симметричной границе, если для опции Выпустить частицу (Release Particle) задано значение Да (Yes).

Выпустить частицу (Release Particle)

При задании для опции Выпустить частицу (Release Particle) значения Да (Yes) активируется освобождение частиц или линий обтекания на границе. Активируются следующие опции:

• Частота выпуска (Release Frequency)

• Случайный выпуск (Random Release)

• Радиус частиц (Radius of Particles)

• Начальная скорость (Initial Velocity)

• Позиция выпуска (Release Position)

Частота выпуска (Release Frequency)

Частицы выпускаются из границы в поток один или несколько раз. Определяет время выпуска

сегмента частиц и интервал времени

между двумя выпусками. В Creo Flow Analysis используйте следующие опции, чтобы задать частоту выпуска частиц:

• Однократно (Once) - освобождает один раз, когда моделирование запускается из начальных значений или из решения. Частицы не перевыпускаются при продолжении процесса.

• Интервал шага времени (Time Step Interval) - в интервалах моделирования переходных состояний. При частоте выпуска

интервал времени выпуска частицы составляет

шагов времени для потока:

. Например, при частоте 3 выпуск частиц происходит в начале 1-го, 4-го, 7-го, 10-го шага времени.

• Каждый шаг времени (Every Time Step) - в начале каждого шага времени моделирования переходных состояний.

• Интервал времени (Time Interval) - с фиксированным интервалом времени в секундах. Входное значение Шаг времени (Time Step) управляет фиксированным интервалом времени.

указывается непосредственно.

Для безмассовых частиц используйте следующие опции, чтобы отследить направление частицы, выпущенной из границе:

• Вперед (Forward) - вперед во времени.

• Назад (Backward) - назад во времени с учетом текущего значения в поле скорости на каждом шаге по времени.

• Оба (Both) - вперед и назад во времени.

Случайный выпуск (Random Release)

Для границы потока расчетная сетка разделяет ее на конечное число граней, соответствующих граничным ячейкам. Если частицы выпускаются на границе с областью потока, граничные ячейки можно выбрать случайным образом для выпуска частиц с вероятностью, пропорциональной площади граней ячейки. Значение Количество частиц (Amount of Particles) определяется с помощью одной из следующих опций:

• Число (Number) - общее число выпущенных частиц на границе непосредственно задается в поле Число частиц (Number of Particles).

• Поток массы (Mass Flux) - указывается поток массы дискретной фазы частиц, а число частиц рассчитывается из потока массы, радиуса и плотности.

Опция Количество частиц (Amount of Particles) для опции Поток массы (Mass Flux) активна и доступна, если для опции Тип частицы (Particle Type) задано значение Имеет массу (Has Mass).

Радиус частиц (Radius of Particles)

Указывается в момент выпуска и остается без изменений. Для нескольких выпусков радиус частиц может быть разным и задается с помощью инструмента Редактор выражений (Expression Editor) как функция времени. В Creo Flow Analysis частица имеет сферическую форму и ее объем не смещает жидкость. Для частиц со значением Имеет массу (Has Mass) для расчета массы (объема) частицы и силы волочения для жидкой частицы (относительное число Рейнольдса) используются радиус или диаметр, как показано в уравнении 2.368 и уравнении 2.371.

Для частиц со значением Безмассовая (Massless) опция Радиус частиц (Radius of Particles) влияет на размер частицы. Радиус частиц (Radius of Particles) должен быть больше нуля.

Начальная скорость (Initial Velocity)

Для каждой частицы начальная скорость

указывается в позиции выпуска

и в момент выпуска

. <seg>По умолчанию скорость частиц со значением Безмассовая (Massless) равна скорости локального потока

Для частиц со свойством Имеется масса (Has Mass) можно задать следующие спецификации:

• Как у жидкости (Same as Fluid) - начальная скорость равна скорости локального потока

для частиц со значением Имеет массу (Has Mass).

Уравнение 2.417

Имейте в виду, что

может быть скоростью потока в центре грани и/или в ячейки границы, где частица находится в момент выпуска.

• Определено пользователем (User Specified) - начальную скорость задает пользователь:

Уравнение 2.418

Здесь

- компоненты начальной скорости в декартовой системе координат.

Позиция выпуска (Release Position)

Это начальная позиция, или позиция выпуска,

для частицы в момент ее выпуска

. Позиция выпуска определяется на границе выбором одного из следующих вариантов:

• Центр ячейки (Cell Center) - частицы выпускаются из граничных ячеек:

• Центр грани (Face Center) - частицы выпускаются из граничных граней:

• Центры грани и ячейки (Face and Cell Centers) - частицы выпускаются из граничных ячеек и граней. Из центров граней и ячеек выпускается равное число частиц. Они определяются числом граней или ячеек границ или общим количеством частиц, указанным в опции Случайный выпуск (Random Release). Общее число выпущенных частиц вдвое превышает указанное Число частиц (Number of Particles) или количество граничных граней или ячеек.

Если для опции Случайный выпуск (Random Release) задано значение Нет (No), Creo Flow Analysis предполагает, что частица выпущена в каждом центре грани и/или ячейки границы.

Условия интерфейса

Атрибуты интерфейса для модуля соответствуют атрибутам для граничного условия, если для одной из сторон модуля Интерфейс (Interface) для потока задано значение Пустой (Blanked). Если модуль Поток (Flow) является Активным (Active) с обеих сторон интерфейса, может быть назначен только Интерфейс по умолчанию (Default Interface).