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Serbatoio di miscelazione - Esercizio 5 - Assegnazione delle condizioni al limite
Per le condizioni al limite, il comportamento e le proprietà del fluido vengono specificati in tutte le superfici limite del dominio fluido.
Specifica delle condizioni al limite
1. In Condizioni al limite (Boundary Conditions), in Limiti generali (General Boundaries) > Default, selezionate FLUID_ROTOR.
2. Nella scheda Modello (Model) selezionate i seguenti valori per le opzioni elencate:
◦ Flusso (Flow) - Parete rotante (Rotating Wall)
◦ Direzione di rotazione (Rotational Direction) - Senso antiorario (Counterclockwise)
◦ Velocità di rotazione - 12.57 rad/s
◦ Vettore asse di rotazione (Rotational Axis Vector) - 0,0,1
◦ Centro di rotazione (Rotational Center) - 0,0,0
Specifica delle condizioni del volume
1. In Domini (Domains) selezionate FLUID_ROTOR.
2. Nella scheda Modello (Model) selezionate i seguenti valori per le opzioni elencate:
◦ Comune (Common) > Remesh volume (Volume Remesh) - Remesh volume (Volume Remesh)
◦ Metodo (Method) - Rotazione (Rotation)
◦ Direzione di rotazione (Rotational Direction) - Senso antiorario (Counterclockwise)
◦ Velocità di rotazione - 12.57 rad/s
◦ Vettore asse di rotazione (Rotational Axis Vector) - 0,0,1
◦ Centro di rotazione (Rotational Center) - 0,0,0
Specifica delle condizioni di volume per i materiali
1. Per impostare il fluido, fate clic su Materiali (Materials). Viene visualizzata la finestra di dialogo Selezione materiale (Material Selection). Le proprietà del fluido sono impostate automaticamente quando selezionate un nuovo fluido.
2. Per tutti i domini fluidi, selezionate acqua.
3. Selezionate Domini (Domains) nell'albero Flow Analysis
4. Nella scheda Modello (Model), alla voce Flusso (Flow), selezionate i seguenti valori per le opzioni elencate:
◦ Viscosità (Viscosity) - Viscosità dinamica costante (Constant Dynamic Viscosity)
◦ Valore (Value) - 0.001003 Pa-s
Specifica delle condizioni iniziali per la specie
1. Nell'albero Flow Analysis selezionate Fisica (Physics) > Comune (Common).
2. Nel gruppo Operazioni (Operations), fate clic su Editor espressioni (Expression Editor).
3. Nella casella Editor espressioni (Expression Editor), immettete il codice seguente:
# 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_Body_1)+integral(1, volume.FLUID_STATOR_Body_1)
vol_t = 1.08811
# step 1: calculate volume averaged phi for all volumes
# --------------------------------------------------
phi_t = integral(phi, volume.FLUID_ROTOR_Body_1)+integral(phi, volume.FLUID_STATOR_Body_1)
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_Body_1) )/ phi_a /vol_t
# step 3: add plot variable
# -------------------------
plot.phi_awui = phi_awui
#plot.phi_awui: Volume Weighted Uniformity Index Species 1 [-]
4. Fate clic su OK.
5. Selezionate Domini (Domains) nell'albero Flow Analysis
6. Nella scheda Modello (Model), per Species 01.
7. Per Condizione iniziale (Initial Condition) impostate Valore (Value) su species_initial_level
Indice di uniformità
In genere, le prestazioni di miscelazione vengono valutate mediante l'uniformità visiva e la modifica quantitativa nella concentrazione locale come funzione di tempo e concentrazione media. L'Editor espressioni (Expression Editor) in Creo Flow Analysis valuta la modifica quantitativa nell'indice di uniformità di specie ponderata sul volume e di specie media sul volume.
Il phi medio e l'indice di uniformità ponderata basati sul volume vengono calcolati utilizzando le seguenti equazioni:
volume averaged phi: phi_a = Sum(phi)/volume
volume weighted uniformity index: u_i = sum(abs(phi-phi_a))/volume/phi_a
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