آموزش شبیه سازی جریان درون توربوجت و موج آکوستیک حاصل

آموزش شبیه سازی جریان درون توربوجت و موج آکوستیک حاصل


750,000 تومان

( آخرین بروزرسانی : 14 شهریور, 1401 )

بررسی اجمالی محصول

با خرید این محصول، ویدئوی آموزش شبیه سازی جریان درون توربوجت و موج آکوستیک حاصل در نرم افزار ansys fluent به همراه فایل شبکه بندی آن (msh.) را دریافت خواهید کرد.

نقد و بررسی : آموزش شبیه سازی جریان درون توربوجت و موج آکوستیک حاصل

شرح مسأله

مسأله حاضر به شبیه سازی جریان هوا درون یک توربوجت و بررسی موج آکوستیک و صدای تولیدی درون این توربوجت پرداخته است. مدل شامل یک توربوجتی می باشد که دارای یک عدد فن در دهانه ورودی خود می باشد. این فن با سرعت چرخشی 2000 دوربردقیقه و حول محور x در مدل حاضر در حال دوران است. بنابراین، یک ناحیه مخصوص جریان هوا در اطراف فن تعریف شده است که برای مدل کردن آن، از frame motion استفاده شده است. این توربوجت درون فضای هوا با سرعت ماخ معادل با 0.5 در حال حرکت است که نشان دهنده این است که می توان جریان را تراکم پذیر در نظر گرفت؛ زیرا مقدار عدد ماخ بیشتر از 0.3 است. عدد ماخ معادل با نسبت سرعت جسم در سیال مورد نظر به سرعت صوت در همان سیال می باشد. بنابراین، در این مدل از دیدگاه حل مبتنی بر چگالی (density-based) استفاده شده است و برای جریان هوای موجود در مدل، چگالی از نوع ideal gas تعریف شده است. برای بررسی موج های صوتی یا آکوستیک از مدل آکوستیک (acoustic model) در نرم افزار استفاده شده است. به طور کلی، موج های مکانیکی درون یک سیال ناشی از وجود ارتعاشات و حرکات رفت و برگشتی لایه های سیال می باشند. به عنوان مثال، وقتی یک لایه از هوا در یک مسیری معین رو به جلو حرکت نماید، لایه سیال بعدی خود را رو به جلو می راند و خود لایه به جای اولیه خود بر می گردد. این حرکات رفت و برگشتی لایه های هوا تا جائی ادامه می باید که انرژی موجود درون جریان هوا به پایان برسد. حال اگر این تعداد حرکات رفت و برگشتی به بیش از 16 مرتبه در ثانیه برسد، صدا تولید می شود. درواقع، وقتی ما با دست ضربه ای به سطح یک جسم جامد می زنیم، لایه های هوای موجود بین دست ما و سطح مورد نظر شروع به حرکات رفت و برگشتی می کنند که اگر تعداد این رفت و برگشت ها به بیش از 16 مرتبه در ثانیه برسد، صدای ناشی از برخورد دست ما با سطح جامد تولید می شود. در شبیه سازی حاضر، جریان هوای تعریفی در اطراف توربوجت دارای شرط مرزی نوع pressure far field با سرعت ماخ برابر 0.5 می باشد. همچنین، فشار و دمای جریان هوا به ترتیب برابر با 85416.92 پاسکال و 283.9524 کلوین می باشد که طبق روابط زیر به دست می آیند. همچنین برای تعریف مدل آکوستیکی، از مدل broadband noise sources استفاده شده است. چگالی تعریفی معادل چگالی هوا یعنی 1.225 کیلوگرم بر متر مکعب و سرعت صوت معادل با سرعت صوت در هوا یعنی 340 متربرثانیه و توان آکوستیکی مرجع برابر با 1e-12 می باشد.

 

 

گام اول) ترسیم هندسه و شبکه ­بندی

مدل حاضر به صورت سه بعدی و با استفاده از نرم ­افزار design modeler طراحی شده است. مدل متشکل از دو بخش می باشد که شامل بدنه یک توربوجت همراه با یک فن موجود درون آن می باشد که درون یک فضای محاسباتی مخصوص جریان هوا به شکل استوانه قرار گرفته است. ناحیه اطراف فن به عنوان یک ناحیه محاسباتی مستقل تعریف شده است تا بتوان با استفاده از روش frame motion به تعریف ناحیه تحت چرخش سیال ناشی از دوران فن پرداخت. همچنین، کل فضای استوانه ای تعریف شده حول بدنه توربوجت به صورت شرط مرزی pressure far-field تعریف شده اند.

 

 

شبکه ­بندی با استفاده از نرم ­افزار ansys meshing انجام گرفته است. شبکه ­بندی به صورت بدون سازمان انجام گرفته و تعداد سلول­ های تولیدی در این مدلسازی برابر 3723166 است.

 

 

گام 2) مراحل شبیه ­سازی

برای شبیه ­سازی مدل حاضر، چند فرض در نظر گرفته شده است که عبارتند از:

  • شبیه­ سازی براساس دیدگاه مبتنی بر چگالی (density-based) صورت گرفته است؛ زیرا عدد ماخ در مدل بیشتر از 3 می باشد و می توان سیال را تراکم پذیر فرض کرد.
  • شبیه ­سازی در هر دو حالت سیالاتی و انتقال حرارتی انجام گرفته است.
  • شبیه ­سازی حاضر از نظر زمانی پایا (steady) می­باشد؛ یعنی ترم زمان در حل مسأله لحاظ نشده است.
  • اثر گرانش زمین (gravity) بر روی مدل نادیده گرفته شده است.

 

خلاصه ­ای از مراحل تعریف مسأله و تعریف حل آن در جدول زیر آمده است:

 

 

گام سوم) نتایج نهایی

پس از پایان فرایند حل، کانتورهای دو بعدی مربوط به سرعت، عدد ماخ، دما، فشار و چگالی، و همچنین بردارهای سرعت به دست آمده اند.

 

 

دیدگاه

دیدگاهی ثبت نشده.

اولین نفری باشید که نظر می دهید برای “آموزش شبیه سازی جریان درون توربوجت و موج آکوستیک حاصل”