Руководство Это руководство включает в себя

Пример 10: Течение в каталитическом конвертере

Руководство

Это руководство включает в себя:

• Возможности примера 10

• Общее представление о проблемах решателя

• Описание процесса симуляции в ANSYS CFX-Pre

• Получение решения с помощью ANSYS CFX-Solver Manager

• Визуализация результатов в ANSYS CFX-Post

Перед тем как запустить файл сессии, скопируйте файлы для примера из папки C:\Program Files\ANSYS Inc\v110\CFX\examples в Вашу рабочую директорию.

Вам потребуется скопировать следующие файлы:

• CatConv.pre

• CatConvHousing.hex

• CatConvMesh.gtm

Возможности Примера 10

Этот пример использует следующие возможности ANSYS CFX.

В этом руководстве Вы изучите:

• Использовать составную сетку в ANSYS CFX-Pre.

• Соединять сетки вместе с помощью статический интерфейс домена типа жидкость-жидкость в местах соединения входа/выхода и центрального тела катализатора.

• Применять источник сопротивления с помощью модели направленных потерь.

• Создавать диаграмму, показывающую понижение давление в домене в ANSYS CFX-Post.

• Экспорт данных из линейной области (line locator?) в файл.

Общее представление о проблемах решателя

Каталитические конвертеры сегодня используются в большинстве транспортных средств на дороге. Они уменьшают вредную эмиссию из внешнего двигателя внутреннего сгорания (такую, как окись азота, углеводорода и одноокиси углерода), которая является результатом неполного сгорания. Большинство новых каталитических конвертеров относятся к типу (honeycomb ceramic) и обычно покрыты платиной, are usually coated with platinum, родием или палладием. Выхлопы газов внутри сотовых структур и градиент давления установлены между входом и выходом.

В этом примере каталитический конвертер является моделью без надлежащего химического реактора, чтобы установить (ограничить) падение давления. Входной фланец (соединяющий трубку с катализатором) предназначен для равномерного распределения выхлопных газов через каталитический материал.

Сетка для этого примера гексаэдрическая, бала создана в ICEM-Hexa.

Различные сетки будут соединены вместе в ANSYS CFX-Pre. Вы импортируете каждую сетку и создадите домен, объединит их. Внутри конвертера будет создан поддомен, чтобы смоделировать сотовую (honeycomb) структуру с помощью модели направленных потерь.

Описание симуляции в препроцессоре ANSYS CFX-Pre

Проигрывание файла сессии

Чтобы настройки симуляции выполнились автоматически, Вы можете запустить файл сессии. Для этого выберите в главном меню пункт Session > Play Tutorial (Сессия > Проиграть сессию из руководства), затем выберите файл сессии CatConv.pre.

Создание новой симуляции

1. Запустите ANSYS CFX-Pre.

2. Выберите File > New Simulation (Файл > Новая симуляция).

3. Выберите General в диалоговом окне с названием New Simulation File и нажмите OK.

4. Выберите File > Save Simulation As (Файл > Сохранить симуляцию как…).

5. В поле ввода File name задайте имя CatConv и нажмите Save (Сохранить).

Импорт сетки

Каталитический конвертер состоит из 3 отдельных частей:

• Входная часть (трубка и фланец).

• Выходная часть (трубка и фланец).

• Катализатор (или монолит).

Далее Вы будете импортировать части входа/выхода и корпус катализатора из готовых файлов.

Корпус

Первой Вы будете импортировать сетку для корпуса катализатора. Она состоит из гексаэдров, была создана в ICEM-Hexa, и называется файл CatConvHousing.hex. При создании этой сетки были указаны единицы измерения сантиметры; однако единицы измерения не сохраняются вместе с сеткой в файле для сетки этого формата. Вы должны сами задать единиц измерения сантиметры при импорте сетки в ANSYS CFX-Pre, чтобы сохранить верный размер. Импортируемая сетка имеет ширину по оси x 21 cm и длну по оси z 20 cm.

1. Нажмите правой кнопкой мыши на вкладке Outline на пункт Mesh и выберите Import Mesh.

2. Примените следующие настройки

   Настройки	Значение
   File type	All Types
   Definition > Mesh Format	ICEM CFD
   File name	CatConvHousing.hex
   Definition > Mesh Units	cm

3. Нажмите Open.

Части трубки и фланца

В этой сетке также используются единицы измерения сантиметры. При импорте из GTM-файла, используйте единицы измерения, указанные в нем.

1. Нажмите правой кнопкой мыши на вкладке Outline на пункт Mesh и выберите Import Mesh.

2. Примените следующие настройки

   Настройки	Значение
   File type (Тип файла)	CFX Mesh (gtm)
   File name (Имя файла)	CatConvMesh.gtm

3. Нажмите Open (Открыть).

Вам необходимо импортировать сетку только один раз, так как после Вы ее скопируете и повернете фланец на 180 градусов, чтобы создать трубку и фланец для входа.

Применение трансформации

Трубка и фланец распложены со стороны выхода корпуса. Повернем фланец около оси, которая указывает направление y и расположена по центру корпуса.

1. Нажмите правой кнопкой мыши на CatConvMesh.gtm и выберите пункт Transform Mesh (Трансформация сетки). Появится окно редактора трансформации сетки Mesh Transformation Editor.

2. Примените следующие настройки

   Вкладка	Настройки	Значение
   Definition (Описание)	Apply Rotation > Rotation Option (Применить вращение > Опции вращения)	Rotation Axis (Оси вращения)
   	Apply Rotation > From (Из)	0, 0, 0.16
   	Apply Rotation > To (В)	0, 1, 0.16
   	Apply Rotation > Rotation Angle (Угол вращения)	180 [degree]
   	Multiple Copies (Составные копии)	(Поставьте галочку)
   	Multiple Copies > # of Copies (Число копий)	1

3. Нажмите OK.

Создание объединения регионов

Сейчас объект состоит из трех раздельных регионов. Т.к. нет движения регионов относительно друг друга, то Вам необходимо создать один домен. Это можно сделать просто, используя все три региона в домене из списка Location, или, как в нашем случае, используя дополнительные опции пункта Region для создания объединения трех регионов.

1. Создайте новый составной регион с именем CatConverter.

2. Примените следующие настройки

   Вкладка	Настройки	Значение
   Basic Settings (Основные настройки)	Dimension (Filter) Измерение (Фильтр)	3D
   	Region List (Список регионов)	B1.P3, B1.P3 2, LIVE

3. Нажмите OK.

Creating the Domain

В этом примере Вы будете использовать изотермическую модель переноса тепла и предположение турбулентного течения.

1. Создайте домен с именем CatConv.

2. Примените следующие настройки

   Вкладка	Настройки	Значение
   General Options (Общие настройки)	Basic Settings > Location (Основные настройки > Участок)	CatConverter
   	Basic Settings > Fluid List (Список жидких сред)	Air Ideal Gas (Идеальный газ)
   	Domain Models > Pressure > Reference Pressure (Относительное давление)	1 [atm]
   Fluid Models (Модель расчета течения жидкой среды)	Heat Transfer > Option (Перенос тепла > Опции)	Isothermal (Изотермический)
   	Heat Transfer > Fluid Temperature (Перенос тепла > Температура среды)	600 [K]

3. Нажмите OK.

Создание поддомена для модели каталитической структуры

Структура сотовых пузырей (honeycomb) будет смоделирована с помощью поддомена с направленным источником сопротивления.

Для квадрата сопротивлений давление падает следующим образом:

где - коэффициент квадрата сопротивления (quadratic resistance coefficient), - скорость (local velocity) в направлении i, и - градиент падения давления по направлению i.

1. Выберите пункт Insert > Subdomain (Вставить > Поддомен) из главного меню или нажмите кнопку Subdomain.

2. В диалоговом окне Insert Subdomain (Вставка поддомена) напишите catalyst.

3. Примените следующие настройки

   Вкладка	Настройки	Значение
   Basic Settings (Основные настройки)	Location (Участок)	LIVE[a]
   Sources[b] (Источники)	Sources (Источники)	(Поставьте галочку)
   	Sources > Momentum Source/Porous Loss Источник момента/Потери пористости	(Поставьте галочку)
   	Sources > Momentum Source/Porous Loss > Directional Loss (Направленные потери)	(Поставьте галочку)
   [a] Это корпус полностью. [b] Используется, чтобы задать источники момента, сопротивления и масс для поддомена (Другие источники доступны для прочих задач физики).

4. Примените следующие настройки в разделе Directional Loss (Направленные потери)

   Настройки	Значение
   Streamwise Direction > X Component Напраление образа линии > Компонента X	0
   Streamwise Direction > Y Component	0
   Streamwise Direction > Z Component	1
   Streamwise Loss > Option (Опции)	Linear and Quadratic Coefs
   Streamwise Loss > Quadratic Resistance Coefficient (Коэффициент квадрата сопротивления)	(Поставьте галочку)
   Streamwise Loss > Quadratic Resistance Coefficient > Quadratic Coefficient (Коэффициент квадрата сопротивления)	650 [kg m^-4]

5. Нажмите OK.

Создание граничных условий

Входное граничное условие

1. Создайте новое граничное условие с именем Inlet.

2. Примените следующие настройки

   Вкладка	Настройки	Значение
   Basic Settings (Основные настройки)	Boundary Type (Тип границы)	Inlet (Вход)
   	Location (Участок)	PipeEnd 2 (Конец трубки 2)
   Boundary Details (Детали)	Mass and Momentum > Normal Speed (Уравнения масс и момента > Нормальная скорость)	25 [m s^-1]

3. Нажмите OK.

Выходное граничное условие

1. Создайте новое граничное условие с именем Outlet.

2. Примените следующие настройки

   Вкладка	Настройки	Значение
   Basic Settings (Основные настройки)	Boundary Type (Тип границы)	Outlet (Выход)
   	Location (Участок)	PipeEnd (Конец трубки)
   Boundary Details (Детали)	Mass and Momentum > Option (Уравнения масс и момента > Опции)	Static Pressure (Статическое давление)
   	Mass and Momentum > Relative Pressure (Уравнения масс и момента > Относительное давление)	0 [Pa]

3. Нажмите OK.

Для остальных поверхностей автоматически применяются граничные условия по умолчанию: стенка без прилипания.

1. Руководство Это руководство включает в себя (1)

   Руководство
   ... Surface Flow Over a Bump Руководство Это руководство включает в себя: Возможности примера 7 Общее представление ... Mesh (Просмотр сетки) В этом руководстве Вы изучите: Импортировать сетку в ... > Проиграть сессию из руководства), затем выберите файл сессии ...

2. Перед использованием вашего измерительного прибора, пожалуйста, внимательно прочитайте приведённое ниже руководство. Это руководство содержит важную информацию

   Руководство
   ... "Нормы воздействия" настоящего руководства. Теперь проверьте это для себя: выберите различные нормы и сравните ... (для индивидуальной безопасности) В отношении радиопередатчиков (включая мобильные телефоны / вышки сотовой связи ...

3. Руководство по транслитерации санскритские слова, которые имеются в английских словарях, обычно приводятся без диакритических знаков и курсива (на­пример: карма, мантра, йоги, йогини).

   Руководство
   ... пор давно рассыпались в прах. Это художественное наследие включает в себя утонченную архитектуру монастырей того ... ) и Ава-локитешваре (Avalokitesvara). Ее руководство по Хаягриве включает в себя наставления о том, как освящать ...

4. Руководство пользователя Мобильный телефон

   Руководство пользователя
   ... и комплектацией. Перед использованием этого телефона необходимо внимательно прочитать руководство. Это руководство было тщательно отредактировано ... сможете войти в меню опций которое включает в себя следующие пункты: Галерея: Позволяет просмотреть ...

5. Пособие «Друзья животных» включает в себя следующие разделы: Кчитателю

   Документ
   ... такой ситуации стресс, руководство клиники разрешает хозяевам оставаться ... . А зоолого-ботаническое отделение этого факультета включает в себя «полевые» кафедры, где ... и ветеринаров, и зоотехников. Руководство факультета обещает, что научит зоотехника ...

Другие похожие документы..