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Mischtank: Übung 5 – Randbedingungen zuweisen
Für Randbedingungen sind das Verhalten des Fluids und die Fluideigenschaften auf allen Berandungsflächen der Fluiddomäne angegeben.
Randbedingungen angeben
1. Wählen Sie unter Randbedingungen (Boundary Conditions) die Option FLUID_ROTOR aus.
2. Wählen Sie auf der Registerkarte Modell (Model) die folgenden Werte für die aufgeführten Optionen aus:
◦ Fluss (Flow) – Rotierende Wand (Rotating Wall)
◦ Rotationsrichtung (Rotational Direction) – Gegen den Uhrzeigersinn (Counterclockwise)
◦ Drehzahl (Rotational Speed) – 12.57 rad/s
◦ Rotationsachsenvektor (Rotational Axis Vector) – 0,0,1
◦ Rotationszentrum (Rotational Center) – 0,0,0
Volumenbedingungen angeben
1. Wählen Sie FLUID_ROTOR unter Domänen (Domains) aus.
2. Wählen Sie auf der Registerkarte Modell (Model) die folgenden Werte für die aufgeführten Optionen aus:
◦ Allgemein (Common) > Volumen-Neuvernetzung (Volume Remesh) – Volumen-Neuvernetzung (Volume Remesh)
◦ Methode (Method) – Rotation (Rotation)
◦ Rotationsrichtung (Rotational Direction) – Gegen den Uhrzeigersinn (Counterclockwise)
◦ Drehzahl (Rotational Speed) – 12.57 rad/s
◦ Rotationsachsenvektor (Rotational Axis Vector) – 0,0,1
◦ Rotationszentrum (Rotational Center) – 0,0,0
Volumenbedingungen für Materialien angeben
1. Klicken Sie auf Materialien (Materials), um das Fluid festzulegen. Das Dialogfenster Materialauswahl (Material Selection) wird geöffnet. Die Fluideigenschaften werden automatisch festgelegt, wenn Sie ein neues Fluid auswählen.
2. Wählen Sie für alle Fluiddomänen "Wasser" (Water) aus.
3. Wählen Sie im Flow Analysis Baum Domänen (Domains) aus.
4. Legen Sie auf der Registerkarte Modell (Model) für Fluss (Flow) die folgenden Werte für die aufgeführten Optionen fest:
◦ Viskosität (Viscosity) – Konstante dynamische Viskosität (Constant Dynamic Viscosity)
◦ Wert (Value) – 0.001003 Pa-s
Anfangsbedingungen für Spezies angeben
1. Wählen Sie im Flow Analysis Baum Physik (Physics) > Allgemein (Common) aus.
2. Klicken Sie in der Gruppe Operationen (Operations) auf Ausdrucks-Editor (Expression Editor).
3. Geben Sie im Dialogfenster Ausdrucks-Editor (Expression Editor) Folgendes ein:
# 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. Klicken Sie auf OK (OK).
5. Wählen Sie im Flow Analysis Baum Domänen (Domains) aus.
6. Auf der Registerkarte Modell (Model) für Species 01.
7. Legen Sie für Anfangsbedingung (Initial Condition) den Wert (Value) auf species_initial_level fest.
Homogenitätsindex
Im Allgemeinen wird die Mischleistung durch visuelle Homogenität und quantitative Änderung der lokalen Konzentration als Funktion der Zeit und der durchschnittlichen Konzentration ausgewertet. Der Ausdrucks-Editor (Expression Editor) in Creo Flow Analysis wertet die quantitative Änderung im volumengemittelten Homogenitätsindex von Spezies und Volumendurchschnitts-Spezies aus.
Das volumengemittelte Phi und der gewichtete Homogenitätsindex werden mit den folgenden Gleichungen berechnet:
volume averaged phi: phi_a = Sum(phi)/volume
volume weighted uniformity index: u_i = sum(abs(phi-phi_a))/volume/phi_a