Разработка алгоритма для совместного решения многомерных и сетевых задач
Существуют устройства, состоящие из деталей, разных по масштабу, в которых присутствует один (или несколько) элементов значительно более сложных, чем остальные. Примером являются различные системы охлаждения, где теплообменник – это сложный элемент, а подводящие патрубки – простые элементы. При математическом моделировании составного устройства можно пойти несколькими путями:
1 – Построить полностью многомерную модель.
2 – Построить полностью сетевую модель, в которой каждый сложный элемент представлен в виде одной или набора ветвей. Для определения гидравлического сопротивления элементов необходимо использовать многомерное моделирование.
3 – Построить гибридную модель, включающую в себя как элементы сети, так и многомерные элементы.
Первый вариант может оказаться трудоемким. Второй вариант более прост при построении геометрии, но при различных режимах течения необходимо каждый раз переопределять гидравлическое сопротивление. В некоторых случаях наиболее приемлемым можно считать третий вариант. Однако для него необходимо разработать соответствующую математическую модель.
Рассмотрим структуру гибридной модели. Уравнения сохранения в интегральной форме идентичны для сетевых и многомерных задач, за исключением определения вязкостного сопротивления. Это обстоятельство позволяет написать единый алгоритм. Для реализации гибридной модели был разработан алгоритм, на основе SIMPLE процедуры, используемой в обеих задачах.
Был проведен ряд тестов. Для двухмерной части была решена задача о течении в каверне и проведено сравнение результатов с эталонным решением. Для сетевой части была построена небольшая разветвленная сеть и проведено сравнение результатов решения с программой σNet. В третьей задаче была построена гибридная модель, в которой содержится как двухмерные элементы, так и сетевая часть, и проведено сравнение с полностью двухмерной моделью, построенной в программе σFlow.
To reports list
|
