![]() |
Главная Случайная страница Контакты | Мы поможем в написании вашей работы! | |
|
Появление и совершенствование ЭВМ привело к интенсивному развитию вычислительных методов в технической механике. Математический аппарат численного моделирования различных явлений механики был достаточно давно разработан Эйлером, Рунге, Адамсом и др., но именно с появлением компьютеров началось интенсивное усовершенствование вычислительных методов математической физики. Численное моделирование используются для расчета задач теории упругости и пластичности, теплопроводности, механики жидкости и газа, теории акустики и т. д.
Основным приложением вычислительной газовой динамики (CFD как ее называют за рубежом) и основной платформой ее развития изначально являлась авиационно-космическая отрасль. В настоящее время, численное исследование потоков газов и жидкостей все глубже проникает в смежные области: экологию, автомобилестроение и др. Вычислительные методы продолжают интенсивно развиваться, хотя основные тенденции и направления уже выявлены и сформированы [7,8].
В настоящее время численные методы расчета газодинамических течений прочно вошли в практику проектирования летательных аппаратов и двигателей для них не только за рубежом, но и в отечественных КБ. Так, например, Пермское КБ «Авиадвигатель» имеет более, чем десятилетний опыт работы с коммерческим пакетом TascFLOW применительно к моделированию процессов в камерах сгорания. В настоящее время там активно используется универсальный коммерческий пакет СFX. Этот же комплекс применяется в НПО «Сатурн» (г. Рыбинск) и ОАО «Энергомаш» (г. Санкт-Петербург)[7].
Программы, используемые для решения газодинамических задач, можно условно разделить на специализированные и универсальные. Специализированные программы разрабатываются, как правило, для решения узких прикладных задач. Алгоритмы построения расчетных моделей таких программных средств адаптированы под конкретные задачи, что позволяет упростить создание расчетной модели и существенно сократить время получения решения без потери его точности. Однако, решение других классов задач с помощью этих программ не возможно. Примером такой программы является FlowER, созданная специально для расчета течений в лопаточных машинах.
В универсальных программных комплексах могут быть построены расчетные модели любой конфигурации. В этих программах имеется возможность использования большого числа граничных условий, типов и конфигураций конечноэлементных сеток. В универсальные комплексы, как правило, заложены возможности решения уравнений, дополняющие систему Навье – Стокса, что позволяет учитывать такие явления как теплопередача, многофазные течения, фазный переход, горение, химические реакции и др. По этой причине универсальные программы находят широкое применение в различных областях науки и техники. Однако за универсальность приходится платить возросшим временем создания и расчета математической модели, а также повышенными требованиями к квалификации и опыту пользователя.
В настоящее время больше половины рынка программных комплексов, для решения газодинамических задач делят между собой 3 универсальные программы: CFX, StarCD и Fluent Они имеют в основе одинаковые уравнения, сходные методы их решения и во многом являются аналогичными.
В данном учебном пособии будут рассмотрены алгоритмы решения типовых гидрогазодинамических задач, встречающихся при проектировании и исследовании рабочих процессов в элементах ГТД, ЖРД и ПД в программном комплексе Fluent, лицензию на использование которого СГАУ приобрело в рамках выполнения национального образовательного проекта. Представленный материал описывает работу в программах Gambit 2.3.16 и Fluent 6.3.26, являющимися самыми современными модификациями на момент написания книги. Работа в ранних версиях программного комплекса мало отличается от описанного в настоящем пособии.
К сожалению, объем данного издания не позволяет показать всех возможностей программного комплекса и рассказать обо всех командах. Поэтому информация, приведенная в методическом пособии, лишь показывает основные и наиболее применимые команды, используемые при решении задач течения жидкостей и газов.
Дата публикования: 2015-02-22; Прочитано: 261 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!