Simulace proudění vzduchotechnickými klapkami

Využití počítačové simulace proudění k ověření koeficientů tlakové ztráty s cílem snížit/eliminovat náklady na měření.

mandik.png

Zadání projektu

Cílem úlohy je výpočet tlakových ztrát pomocí programu Ansys Fluent.
Pro ukázku slouží výpočet tlakových ztrát požární klapky (dále jen PK).

 

mandik_1.png

mandik_2.png

Geometrie a síť

Oddělením konstrukce byly poskytnuty detailní 3D modely PK. Modely byly vyčištěny a zjednodušeny v programu Ansys SpaceClaim. Jako první byl vypočítán nejmenší vyráběný rozměr PK. Výpočetní síť byla vytvořena v programu Ansys Fluent meshing. Celkem byly vytvořeny tři typy výpočtových sítí. Na základě odchylky od měření a náročnosti na výpočet byla vybraná polyhedrální síť o velikosti 1 milionu buněk, skewness 0,69 a max. aspect ratio 63.

mandik_3.png

Simulace proudění

Výpočet byl uskutečněn v programu Ansys Fluent. Úloha byla řešena jako stacionární, se zanedbáním gravitačních sil. Jako médium byl zvolen vzduch popsaný stavovou rovnicí ideálního plynu. Vstup (inlet) nastaven hmotnostním průtokem a výstup tlakovou podmínkou. Zvolen byl model k-epsilon, realizable se stěnovou funkcí enhanced wall treatment.

mandik_4.png

Výsledky

Bylo vyřešeno několik simulací s různými hodnotami hmotnostních průtoků v rozsahu pracovních rychlostí PK. Z vypočítaných hodnot byl následně dopočítán koeficient tlakové ztráty ξ. Odchylka od měření v rozsahu pracovních rychlostí byla < 5 %.

Následně byl stejným způsobem vytvořen model, výpočetní síť a proveden výpočet pro největší PK. Počet buněk sítě byl 6,6 milionu, skewness 0,7 a max. aspect ratio 79.  Nastavení výpočtu bylo stejné jako v prvním případě. Hodnoty byly porovnány s měřením. Maximální odchylka od měření byla shodně v řádu jednotek %. 

Využívaný software

Ansys Fluent

Ansys Fluent

Program Ansys Fluent je nástroj pro 2D/3D počítačovou simulaci proudění (CFD). Jeho charakteristickým rysem je jeho…

Další případové studie

Vývoj letounu pomocí numerických simulací

Numerické simulace pomáhají zkrátit dobu vývoje a snížit vývojové náklady.

Využití software Ansys při vývoji tokamaku COMPASS-U

Tokamak je v současné době nejpokročilejším konceptem pro praktickou realizaci řízené jaderné fúze pro výrobu energie v…

Nosná struktura vozidel TATRA

Rychlé a efektivní použití moderního numerického systému Ansys umožňuje velmi rychle reagovat na potřeby zákazníků a…