خواص سیال بر اساس حل موجود تصحیح میگردند (اگر حل تازه آغاز گردیده است خواص سیال براساس حل اولیه تصحیح میگردند).
معادلات پیوستگی و ممنتوم و در صورت لزوم انرژی و گونه های شیمیایی به صورت همزمان حل میگردند.
در صورت لزوم معادلات مربوط به اسکالرهایی از قبیل آشفتگی و تشعشع با بهره گرفتن از مقادیر از قبل تصحیح شده برای دیگر متغیرها حل میشوند.
(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))
هنگامیکه بایستی وابستگی بین فازی در نظر گرفته شود، عبارات منبع در معادلات فاز پیوسته ممکن است با یک محاسبه در تغییر فاز مجزا تجدید گردند.
همگرایی دستگاه معادلات کنترل میگردد.
این مراحل تا رسیدن به معیار همگرایی تکرار می شود.
شکل ۳-۳- نمای کلی حل کننده پیوسته
۳-۹-۳ خطی سازی: روش ضمنی و روش صریح
در هر دو روش حل تفکیکی و پیوسته معادلات غیر خطی و گسسته حاکم بر مسئله برای رسیدن به یک دستگاه معادلات برای متغیرهای وابسته در هر سلول خطی میشوند. سپس دستگاه حاصل برای رسیدن به یک میدان جریان تصحیح شده حل میگردد.
روشی که معادلات، خطی میگردند ممکن است ضمنی یا صریح باشد. منظور از ضمنی و صریح به صورت زیر میباشد:
ضمنی: برای یک متغیر داده شده، مقدار مجهول در هر سلول با بهره گرفتن از رابطهای که شامل هر دو مقادیر موجود و نامعین از سلولهای مجاور است محاسبه میگردد. لذا هر مجهول در بیش از یک معادله در سیستم ظاهر میگردد و این معادلات باید بطور همزمان برای رسیدن به کمیتهای مجهول حل گردد.
صریح: برای یک متغیر داده شده، مقدار مجهول در هر سلول با بهره گرفتن از رابطهای که فقط شامل مقادیر موجود است محاسبه میگردد. لذا هر مجهول فقط در یک معادله در سیستم ظاهر می شود و معادلات مربوط به مقدار مجهول در هر سلول می تواند در یک زمان برای به دست آوردن کمیات مجهول حل گردد.
در روش حل تفکیکی هر معادله به صورت ضمنی با توجه به متغیرهای وابسته معادله خطی حل می شود. این عمل یک دستگاه از معادلات خطی با یک معادله برای هر سلول از ناحیه حل را نتیجه میدهد. چون برای هر سلول یک معادله وجود دارد این سیستم گاهی اوقات سیستم اسکالر معادلات خوانده می شود.
برای مثال، معادله ممنتوم درجهت x برای رسیدن به یک دستگاه معادلات که در آن مولفه u سرعت مجهول است، خطی می شود. حل همزمان این دستگاه معادلات، میدان تصحیح شده مولفه u سرعت را میدهد .
به طور خلاصه، روش حل تفکیکی میدان یک متغیر تنها را با توجه به تمام سلولها حل مینماید. سپس میدان متغیر بعدی را با توجه به تمام سلولها حل می کند و به همین ترتیب ادامه میدهد. گزینه صریح برای حل کننده تفکیکی وجود ندارد.
در روش حل پیوسته امکان انتخاب بین روشهای ضمنی و یا صریح خطیسازی معادلات حاکم بر مسئله وجود دارد. این انتخاب فقط برای دستگاه پیوسته قابل اعمال است. معادلات مربوط به بقیه اسکالرها که به صورت مجزا از دستگاه معادلات متصل به هم حل میشوند، مانند آشفتگی یا تشعشع به صورت ضمنی، همانند روش مربوط به تفکیکی، خطی و حل میشوند. صرفنظر از اینکه روش ضمنی یا صریح انتخاب می شود مراحل حل همانند شکل (۳-۳) میباشد.
اگر از روش ضمنی برای حل کننده پیوسته استفاده شود، هر معادله در دستگاه معادلات متصل به هم با توجه به بقیه متغیرهای وابسته در دستگاه حل گردد. این عمل یک دستگاه ازمعادلات خطی شامل N معادله برای هر سلول را که N تعداد معادلات متصل به هم در دستگاه میباشد را نتیجه میدهد. بعنوان مثال خطیسازی معادلات بقای جرم، ممنتوم در جهات x ، y و z و انرژی یک دستگاه را نتیجه میدهد که در آن p، u، v، w و T مجهول میباشند. حل همزمان این دستگاه معادلات به طور همزمان مقادیر تصحیح شده فشار و مولفههای u، v و w سرعت و میدان دما را نتیجه میدهد.
بطور خلاصه روش حل ضمنی پیوسته، همه متغیرها (p,u,v,w,T) را در همه سلولها به صورت همزمان حل می کند.
اگر گزینه صریح برای حلکننده پیوسته انتخاب شود، هر معادله در دستگاه معادلات متصل به هم به صورت صریح خطی می شود. همانند حالت ضمنی این عمل نیز یک دستگاه معادلات شامل N معادله برای هر سلول از سیستم را نتیجه میدهد، و به همان ترتیب همه متغیرهای وابسته دردستگاه به صورت همزمان تصحیح میگردند. به هر حال، این دستگاه از معادلات برای متغیرهای وابسته صریح میباشد. برای مثال معادله ممنتوم در جهت x به صورتی نوشته می شود که مقدار تصحیح شده مولفه x سرعت به صورت تابعی از مقادیر موجود میدان متغیرها میباشد.
۳-۹-۴ انتخاب حل کننده
FLUENT سه روش حل متفاوت در اختیار قرار میدهد:
تفکیکی
پیوسته ضمنی
پیوسته صریح
هر سه حل کننده جوابهای دقیقی را برای گستره وسیعی از مسائل نتیجه می دهند. ولی برای برخی از مسائل ممکن است یک فرمول بندی بهتر عمل کند (سریعتر به حل برسد).
حل کننده های تفکیکی و پیوسته در روشی که معادلات پیوستگی، ممنتوم و در صورت لزوم انرژی و معادلات گونه های شیمیایی حل میشوند، تفاوت دارند.
حل کننده تفکیکی در اصل برای جریانهای غیر قابلتراکم و نسبتاً قابل تراکم استفاده می شود. در طرف دیگر، حلکننده پیوسته اصولاً برای جریانهای قابلتراکم با سرعت بالا طراحی شده است. هر دو روش در حال حاضر برای گستره وسیعی از جریانها استفاده میگردند (از غیرقابلتراکم تا کاملاً قابلتراکم). ولی خواص حل کننده پیوسته باعث می شود که در جریانهای قابلتراکم با سرعت بالا نسبت به حل کننده تفکیکی بهتر عمل نماید.
به صورت پیش فرض FLUENT از حل کننده تفکیکی استفاده می کند، ولی همانگونه که در بالا شرح دادهشد ممکن است بهتر باشد در جریانهای قابلتراکم با سرعت بالا، جریانهای مرتبط با نیروهای بدنی قوی (نیروهای چرخشی)، یا جریانهای حل شده در شبکهبندیهای بسیار ریز از حلکننده پیوسته صریح استفاده گردد. این حل کننده معادلات جریان و انرژی را به هم مرتبط می کند که این اغلب باعث همگرایی سریعتر حل میگردد ولی ایراد این کار این است که به حافظه بیشتر نسبت به حل کننده تفکیکی احتیاج دارد (۵/۱ تا ۲ برابر).
توجه شود که کننده تفکیکی مدلهای فیزیکی متعددی را در اختیار قرار میدهد که در حل کننده پیوسته در دسترس نمی باشد:
مدلهای چند فازی
شکست مخلوطها/ مدلهای احتراق
مدلهای پیش مخلوط شده احتراق
مدلهای شکل گیری آلایندهها
مدل تغییر فاز
مدل تشعشع Rosseland
مدل جریان تکرار شونده دبی جرمی
مدلهای تکرار شونده انتقال حرارت
۳-۱۰ خطی سازی
FLUENT از روشی بر اساس حجم کنترل، برای تبدیل معادلات حاکم بر مسئله به صورت معادلات جبری قابل حل توسط روش های عددی استفاده می کند. این تکنیک حجم کنترل شامل انتگرالگیری از معادلات حاکم در هر حجمکنترل، معادلات گسستهای را نتیجه میدهد که شامل بقای هر کمیت در حجم کنترل میباشد.
گسستهسازی با توجه به معادله بقای حالت دائم، برای کمیت انتقالی اسکالر بیشتر قابل درک خواهد بود. که به صورت زیر برای یک حجم کنترل V به شکل انتگرال بیان شده است.
(۳-۴۴)
معادله (۳-۴۴) بر هر حجم کنترل یا سلول در سیستم اعمال میگردد. سلول مثلثی دو بعدی نشان داده شده در شکل (۳-۴) مثالی از اینگونه حجم کنترلها میباشد. گسستهسازی معادله (۳-۴۴) در یک سلول داده شده اینگونه نتیجه میدهد:
(۳-۴۵)
فرم در حال بارگذاری ...
