|
| |
|
Главная Журналы стержнями в иаиравлении г, перпендикулярном плоскости рисунка. В стержнях выделяется тепло источниками мощностями S п 2S в перемежающихся рядах, как показано на рисунке. Возьмите kij I kjij = 2,1. Напишите подпрограмму ADAPT для расчета полностью развитых полей скорости и температуры. 10.19. Решите задачу о теплообмене, приведенную в [16], при различных внешних коэффициентах теплоотдачи и сравните с опубликованными результатами. 10.20. В [13] найдите два канала интересной геометрической формы, для которых приведены результаты решения задачи о полиостью развитом течении. Используйте CONDUCT для KaKoro-jm6o диапазона значений параметров этих задач и сравните результаты. Глава 1 1 ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ПРИМЕРЫ ПРИМЕНЕНИЯ ПРОГРАММЫ CONDUCT Мы уже рассмотрели применение CONDUCT для решения задач о стационарной и нестационарной теплопроводности, различных течениях в каналах и связанном с ними теплообмене. В этой главе продемонстрируем использование программы для решения задач о более сложных течениях в каналах и других задач, таких как потенциальное обтекание и течение в пористой среде. Целью этих примеров является расширение ваших представлений по дальнейшему использованию программы. Однажды осознав, что с учетом некоторых ограничений программа может быть применена для решения многообразных задач, вы начнете исследовать вытекаюшие из этого практические возможности. Так как детальные описания неньютоновского и турбулентного течений, а также течения в пористой среде находятся заведомо за рамками этой книги, то соответствующая информация будет дана довольно кратко. Несмотря на это, проблем с пониманием основных приведенных здесь концепций возникать не должно. 11.1. НЕНЬЮТОНОВСКОЕ ТЕЧЕНИЕ В ПОЛУКРУГЛОМ КАНАЛЕ (ПРИМЕР 11) 11.1.1. Постановка задачи При ньютоновском течении в канале возникающие из-за продольного течения вязкие напряжения пропорциональны градиенту продольной скорости. Для неньютоновского течения отношение между вязким напряжением и градиентами скорости более сложное. Для некоторых жидкостей напряжение можно считать пропорциональным градиенту скорости в некоторой степени. Такие жидкости известны как «степенные» жидкости (power-law fluids). Если попытаться реализовать степенную зависимость для вязких напряжений в рамках нашего стандартного ньютоновского течения, то можно обнаружить, что получившаяся вязкость зависит от градиентов скорости. Таким образом, с вычислительной точки зрения расчет неньютоновского течения является нелинейной задачей, в которой вязкость будет некоторой функцией от неизвестных градиентов скорости. Расчетная область  Стенка теплоизолирована Рис. 11.1. Неиьютоиовское течение в полукруглом канале Рассмотрим полностью развитое неньютоновское течение в полукруглом канале, показанном на рис. 11.1. Для степенной жидкости вязкость ц задается по формуле
(11.1) где константа К и параметр п в показателе степени зависят от свойств жидкости. Значение п = 1 соответствует ньютоновскому течению. В нашем примере возьмем п = 0,5, чтобы проиллюстрировать сушественное отклонение от ньютоновского поведения. Для определения числа Рейнольдса зададим некоторую характерную вязкость по формуле (11.2) где - гидравлический диаметр канала. Граничные условия для температуры включают в себя заданную постоянную плотность теплового потока на закругленной части канала и адиабатные условия для плоского участка. Из-за симметрии будем проводить расчеты только для правой половины канала. 11.1.2. Построение подпрограммы ADAPT GRID. Так как геометрическая форма канала довольно проста, можно построить равномерную сетку с использованием процедуры EZGRID. Для полярной системы координат задаются значения MODE = 3 И R(l) =0. BEGIN. В ЭТОЙ задаче уравнение для скорости нелинейно, а для температуры линейно. Следовательно, первые 15 итераций выпол- 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 [ 74 ] 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 |