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Tanque de mezcla. Ejercicio 5: asignación de condiciones de límite
Para las condiciones de límite, el comportamiento y las propiedades del fluido se especifican en todas las superficies limitadoras del dominio de fluido.
Especificación de las condiciones de límite
1. En Condiciones de límite (Boundary Conditions), en Límites generales (General Boundaries) > Por defecto (Default), seleccione FLUID_ROTOR.
2. En la ficha Modelo (Model), seleccione los siguientes valores para las opciones que se indican a continuación:
◦ Flujo (Flow): Pared giratoria (Rotating Wall)
◦ Dirección de rotación (Rotational Direction): en Sentido antihorario (Counterclockwise)
◦ Velocidad de rotación (Rotational Speed): 12.57 Rad/s
◦ Vector de eje de rotación (Rotational Axis Vector): 0,0,1
◦ Centro de rotación (Rotational Center): 0,0,0
Especificación de las condiciones de volumen
1. En Dominios (Domains), seleccione FLUID_ROTOR.
2. En la ficha Modelo (Model), seleccione los siguientes valores para las opciones que se indican a continuación:
◦ Común (Common) > Restauración de malla de volumen (Volume Remesh): Restauración de malla de volumen (Volume Remesh)
◦ Método (Method): Rotación (Rotation)
◦ Dirección de rotación (Rotational Direction): en Sentido antihorario (Counterclockwise)
◦ Velocidad de rotación (Rotational Speed): 12.57 Rad/s
◦ Vector de eje de rotación (Rotational Axis Vector): 0,0,1
◦ Centro de rotación (Rotational Center): 0,0,0
Especificación de las condiciones de volumen de los materiales
1. Para definir el fluido, pulse en Materiales (Materials). Se abre el cuadro de diálogo Selección de materiales (Material Selection). Las propiedades de fluido se definen automáticamente al seleccionar un nuevo fluido.
2. Seleccione agua para todos los dominios de fluido.
3. Seleccione Dominios (Domains) en el árbol de Flow Analysis.
4. En la ficha Modelo (Model) de Flujo (Flow), defina los siguientes valores para las opciones que se indican:
◦ Viscosidad (Viscosity): Viscosidad dinámica constante (Constant Dynamic Viscosity)
◦ Valor (Value): 0.001003 Pa-s
Especificación de las condiciones iniciales de las especies
1. En el árbol de Flow Analysis, seleccione Física (Physics).
2. En el grupo Operaciones (Operations), pulse en Editor de expresiones (Expression Editor).
3. En el cuadro Editor de expresiones (Expression Editor), introduzca lo siguiente:
# 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. Pulse en Aceptar (OK).
5. Seleccione Dominios (Domains) en el árbol de Flow Analysis.
6. En la ficha Modelo (Model), para Species 01.
7. Para Condición inicial (Initial Condition), defina Valor (Value) en species_initial_level.
Índice de uniformidad
Por lo general, el rendimiento de la mezcla se evalúa mediante la uniformidad visual y el cambio cuantitativo de la concentración local como una función de tiempo y concentración promedio. El Editor de expresiones (Expression Editor) de Creo Flow Analysis evalúa el cambio cuantitativo en el índice de uniformidad ponderado del volumen de las especies y en las especies promedio del volumen.
El fi medio del volumen y el índice de uniformidad ponderada se calculan mediante las siguientes ecuaciones:
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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