混合タンク: 練習 5 - 境界条件の指定
境界条件の場合、流体の挙動とプロパティは流体ドメインのすべての境界サーフェスで指定されます。
境界条件の指定
1. 「境界条件」(Boundary Conditions) の下で FLUID_ROTOR を選択します。
2. 「モデル」(Model) タブで、表示されるオプションに対して次の値を選択します。
◦ 「流れ」(Flow) - 「回転ウォール」(Rotating Wall)
◦ 「回転方向」(Rotational Direction) - 「反時計回り」(Counterclockwise)
◦ 「回転速度」(Rotational Speed) -12.57 rad/s
◦ 「回転軸ベクトル」(Rotational Axis Vector) - 0,0,1
◦ 「回転中心」(Rotational Center) - 0,0,0
ボリューム条件の指定
1. 
「ドメイン」(Domains) で、FLUID_ROTOR を選択します。
「ドメイン」(Domains) で、FLUID_ROTOR を選択します。2. 「モデル」(Model) タブで、表示されるオプションに対して次の値を選択します。
◦ 「共通」(Common) > 「ボリューム再メッシュ」(Volume Remesh) - 「ボリューム再メッシュ」(Volume Remesh)
◦ 「方法」(Method) - 「回転」(Rotation)
◦ 「回転方向」(Rotational Direction) - 「反時計回り」(Counterclockwise)
◦ 「回転速度」(Rotational Speed) -12.57 rad/s
◦ 「回転軸ベクトル」(Rotational Axis Vector) - 0,0,1
◦ 「回転中心」(Rotational Center) - 0,0,0
材料のボリューム条件の指定
1. 流体を設定するには、
「材料」(Materials) をクリックします。「材料の選択」(Material Selection) ダイアログボックスが開きます。新しい流体を選択すると、流体のプロパティは自動的に設定されます。
「材料」(Materials) をクリックします。「材料の選択」(Material Selection) ダイアログボックスが開きます。新しい流体を選択すると、流体のプロパティは自動的に設定されます。2. すべての流体ドメインに対して、「水」(Water) を選択します。
3. Flow Analysis ツリーで 「ドメイン」(Domains) を選択します。
「ドメイン」(Domains) を選択します。4. 「モデル」(Model) タブの「流れ」(Flow) で、表示されるオプションに対して次の値を選択します。
◦ 「粘度」(Viscosity) - 「定数動的粘度」(Constant Dynamic Viscosity)
◦ 「値」(Value) - 0.001003 Pa-s
種の初期条件の指定
1. Flow Analysis ツリーで、
「物理」(Physics) > を選択します。
「物理」(Physics) > を選択します。2. 「操作」(Operations) グループで、
「定義式エディタ」(Expression Editor) をクリックします。
「定義式エディタ」(Expression Editor) をクリックします。3. 「定義式エディタ」(Expression Editor) ボックスに次を入力します:
# 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 [-]
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. 「OK」をクリックします。
5. Flow Analysis ツリーで 「ドメイン」(Domains) を選択します。
「ドメイン」(Domains) を選択します。6. 「モデル」(Model) タブで、Species 01 を選択します。
7. 「初期条件」(Initial Condition) の「値」(Value) を species_initial_level に設定します。
一様性インデックス
一般的に、混合パフォーマンスは、時間と平均濃度に応じて、視覚的な一様性と局所的濃度の定量的変化によって評価されます。Creo Flow Anaysis の 「定義式エディタ」(Expression Editor) は、種の体積加重一様性インデックスと体積平均種の定量的変化を評価します。
「定義式エディタ」(Expression Editor) は、種の体積加重一様性インデックスと体積平均種の定量的変化を評価します。体積平均のファイと加重一様性インデックスは、以下の方程式を使用して計算されます。
volume averaged phi: phi_a = Sum(phi)/volume
volume weighted uniformity index: u_i = sum(abs(phi-phi_a))/volume/phi_a