Porównanie adekwatności wybranych metod numerycznych do opisu pola przepływu w wentylatorze poprzecznym. I. Charakterystyka zastosowanych metod numerycznych: Ansys i Flo++

• Autorzy: Stacharska-Targosz J. , Chmielowiec M.

Warianty tytułu

EN

The comparison two of numerical methods for description flow field in the cross-flow fan. Part I Description of the applied numerical methods ANSYS and FLO++)

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Skomplikowana struktura przepływu w wentylatorze poprzecznym złożona z trzech zasadniczo różniących się charakterem ruchu płynu stref, stwarzała poważne trudności w uzyskaniu analitycznego opisu pola przepływu. Podejmowane próby stworzenia modelu analitycznego nie pozwoliły na uogólnienie, bowiem w każdym z nich konieczne było wykorzystanie wyników doświadczalnych, powodując tym samym zawężenie rozważań do konkretnego rozwiązania konstrukcyjnego. Żaden z zaproponowanych dotychczas modeli matematycznych nie miał charakteru modelu uogólnionego [7], co nie pozwoliło na stworzenie adekwatnej procedury projektowej dla tego typu maszyny przepływowej. Rozwiązania konstrukcyjne najczęściej uzyskiwano metodą "prób i błędów" na drodze eksperymentalnej, wykorzystującej wspomagająco badania wizualizacyjne wymagające zarówno budowania wielu modeli rzeczywistych wentylatora poprzecznego jak i wyposażenia w drogą aparaturę kontrolno-pomiarową. Rozwój metod numerycznych umożliwił wprowadzenie zamiast modeli analitycznych nie odzwierciedlających rzeczywistych warunków działania wentylatora poprzecznego - modeli numerycznych przepływu, wykorzystujących metodę elementów brzegowych [Kitagawa 1992], elementów skończonych [Bert 1996] [Yeh 1996] czy też metodę objętości skończonych [Moon 1998, Dornstetter, Gabi 2001]. Symulacje numeryczne pozwalają z jednej strony na identyfikację pewnych zjawisk przepływowych mających istotny wpływ na strukturę pola przepływu wewnątrz wentylatora, a z drugiej umożliwiają poprzez zmianę geometrii na uzyskanie rozwiązania konstrukcyjnego o akceptowalnych parametrach pracy. Należy zatem podkreślić, iż mogą one w znacznym stopniu wspomagać proces projektowania wentylatorów poprzecznych, nie posiadających dotychczas akceptowalnej procedury projektowej. W niniejszej pracy podjęto próbę przeprowadzenia obliczeń numerycznych przy użyciu dwóch programów CFD, wykorzystujących odmienne metody i algorytmy. Do symulacji pola przepływu w wentylatorze poprzecznym użyto programu Flo++ (pełen pakiet CFD) opartego na metodzie objętości skończonych oraz solwera Y-Flow Rota współpracującego z programem Ansys i wykorzystującego metodę elementów skończonych.

EN

The complexity of flow structure and the interactions of design parameters are the main reason of lack of an acceptable design procedure and accurate theoretical flow field model describing the real flow conditions in the cross flow fans. There were some theoretical approaches created the analytical models adequate to real flow conditions, but all of them required the experimental results for the solution. In this paper the description of two programs working in two different numerical methods applied to the flow simulations have been presented. The used programs are based on the different methods and algorithms: Flo++ (full package of CFD) based on the Finite Volume Methods (FVM) and the second solver Y-Flow Rota working with Ansys based on the Finite Element Methods (FEM).

Słowa kluczowe

PL

przepływ; wentylator; metoda numeryczna

EN

flow structure; cross flow fan; numerical methods

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej
• Czasopismo: Systems : journal of transdisciplinary systems science
• Rocznik: 2006
• Tom: Vol. 11, nr 1
• Strony: 268--275
• Opis fizyczny: bibliogr. 9 poz.

Twórcy

autor

Stacharska-Targosz J.

autor

Chmielowiec M.

Bibliografia

• [1] Ansys User Manual.
• [2] FERZICER J. H., PERIC M. Computational Methods for Fluid Dynamics. Springer-Verlag, Berlin 1999.
• [3] Flo++ User Manual, Softflo 2004.
• [4] FRENKI D. Microstation 95/). Wydawnictwo Helion, Gliwice 2000.
• [5] ŁACZEK S. Wprowadzenie do systemu elementów skończonych ANSYS. Podręcznik d]a studentów wyższych uczelni technicznych, Politechnika Krakowska, Kraków 1999.
• [6] SOWA A. Praca doktorska, Kraków 2005.
• [7] STACHARSKA-TARGOSZ ]., SOWA A. Analityczne modele przepływu w wentylatorze poprzecznym. Czasopismo Techniczne serii Mechanika, Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, Kraków 2001.
• [8] STACHARSKA-TARGOSZ J. Identyfikacja przepływów w wentylatorach poprzecznych metodą eksperymentu sekwencyjnego. Politechnika Krakowska, Monografia 117, Kraków 1991.
• [9J VERSTEEG, H.K. MALALASEKERA W., An Introduction to Computational Fluid Dynamics. The Finite Volume Method. Longman Group Ltd. 1995.