FEM GleichungStrömung
|
|
| Menüeintrag |
|---|
| Lösen → Strömungsgleichung |
| Arbeitsbereich |
| FEM |
| Standardtastenkürzel |
| Keiner |
| Eingeführt in Version |
| 0.17 |
| Siehe auch |
| Keiner |
Beschreibung
Diese Gleichung berechnet zähflüssige Fluidströme unter Verwendung der Navier-Stokes-Gleichungen (engl.).
Informationen zur Mathematik der Gleichung findet man im Elmer-Modellhandbuch, Abschnitt Navier-Stokes-Gleichungen.
Anwendung
- Einen
Löser Elmer hinzufügen.
- Diesen in der Baumansicht auswählen.
- Es gibt mehrere Möglichkeiten, den Befehl aufzurufen:
- Die Schaltfläche
Strömungsgleichung drücken.
- Aus dem Menü die Option Lösen →
Strömungsgleichung auswählen.
- Die Schaltfläche
- Die Gleichungslöser-Einstellungen oder die allgemeinen Löser-Einstellungen bei Bedarf ändern.
Löser-Einstellungen
Die allgemeinen Löser-Einstellungen findet man unter Elmer-Löser-Einstellungen.
Die Strömungsgleichung bietet folgende spezielle Einstellungen:
- Daten-EigenschaftDiv Discretization: Für eine stabilere Diskretisierung bei inkompressibler Strömung auf true setzen, wenn die Reynolds-Zahl zunimmt.
- Daten-EigenschaftFlow Model: Das zu verwendende Strömungsmodell. Die Standardeinstellung Full (Vollständig) umfasst Konvektions- und Zeitableitungsterme im Modell. No convection (Keine Konvektion) deaktiviert die Konvektionsterme, und das Stokes-Modell deaktiviert die Konvektionsterme und die (expliziten) Zeitableitungsterme.
- Daten-EigenschaftGradp Discretization: Wenn auf true gesetzt, kann der Druck Dirichlet-Randbedingung verwendet werden. Auch der Massenfluss ist als natürliche Randbedingung verfügbar.
- Daten-EigenschaftVariable: Optional nur für Berechnungen in 2D: Man kann den Standardwert 3 in 2 ändern.
Hinweis: In diesem Fall kann keine der Randbedingungen für die Strömungsgeschwindigkeit eine bestimmte z-Komponente haben.
Gleichung:
- DatenConvection: Die Art der Konvektion, die in der
Wärmeleitungsgleichung verwendet werden soll.
Hinweis:Für thermische Strömungen muss es auf Computed (Standardeinstellung) eingestellt sein. - DatenMagnetic Induction: Wenn auf true gesetzt, wird die magnetische Induktionsgleichung zusammen mit den Navier-Stokes-Gleichungen gelöst.
Hinweise zum Konvergieren
Wenn die Löser-Ergebnisse nicht konvergieren, kann man folgende Maßnahmen (in der angegebenen Reihenfolge) versuchen:
- Den Daten-EigenschaftRelaxation Factor reduzieren, siehe Einstellungen für nichtlineare Systeme.
- Den Wert für DatenNonlinear Newton After Iterations erhöhen, siehe Einstellungen für nichtlineare Systeme.
- Die Anzahl der verwendeten CPU-Kerne reduzieren, siehe FEM-Einstellungen.
- Die Maschendichte erhöhen (es feiner machen).
Informationen zum Analyse-Merkmal
Die Strömungsgleichung berücksichtigt die folgenden Analysefunktionen, sofern sie eingestellt sind:
Randbedingung für die Strömungsgeschwindigkeit
Anfangsbedingung für die Strömungsgeschwindigkeit
Druckbelastung
Anfangsdruckbedingung (eingeführt in 0.21)
Hinweise
- Mit Ausnahme von Berechnungen in 2D ist es für alle oben genannten Randbedingungen wichtig, dass sie auf eine Fläche oder einen Körper wirken. Randbedingungen für 3D, die auf Linien oder Eckpunkte gesetzt sind, werden vom Elmer-Löser nicht erkannt.
- Da
Druckbelastung nur auf Flächen gesetzt werden kann, können Druckbelastungen nicht für Berechnungen in 2D verwendet werden.
- Wenn keine
Druckbelastung festgelegt ist, wird
Anfangsdruckbedingung nur berücksichtigt, wenn DatenGradp Discretization auf true gesetzt ist.
Ergebnisse
Die Ergebnisse sind die Geschwindigkeit in und der Druck in . Sind weder StartbedingungDruck noch die
Druckbelastung gegeben, ist der resultierende Druck relativ statt absolut. Da ein Druck auf eine Fläche wirken muss, kann der absolute Druck nicht mit 2D-Simulationen ermittelt werden.
- Materials: Solid Material, Fluid Material, Non-Linear Mechanical Material, Reinforced Material (Concrete); Material Editor
- Element Geometry: Beam Cross Section, Beam Rotation, Shell Plate Thickness, Fluid Section for 1D Flow
- Electromagnetic Boundary Conditions: Electrostatic Potential Boundary Condition, Current Density Boundary Condition, Magnetization Boundary Condition, Electric Charge Density
- Fluid Boundary Conditions: Initial Flow Velocity Condition, Initial Pressure Condition, Flow Velocity Boundary Condition
- Geometrical Analysis Features: Plane Multi-Point Constraint, Section Print Feature, Local Coordinate System
- Mechanical Boundary Conditions and Loads: Fixed Boundary Condition, Rigid Body Constraint, Displacement Boundary Condition, Contact Constraint, Tie Constraint, Spring Boundary Condition, Force Load, Pressure Load, Centrifugal Load, Gravity Load
- Thermal Boundary Conditions and Loads: Initial Temperature, Heat Flux Load, Temperature Boundary Condition, Body Heat Source
- Overwrite Constants: Constant Vacuum Permittivity
- Mesh: Mesh From Shape by Netgen, Mesh From Shape by Gmsh, Mesh Boundary Layer, Mesh Refinement, Mesh Group, Erase Elements, FEM Mesh to Mesh
- Solve: Solver CalculiX, Solver Elmer, Solver Mystran, Solver Z88; Mechanical Equations: Elasticity Equation, Deformation Equation; Electromagnetic Equations: Electrostatic Equation, Electricforce Equation, Magnetodynamic Equation, Magnetodynamic 2D Equation, Static Current Equation; Flow Equation, Flux Equation, Heat Equation, Solver Job Control, Run Solver
- Results: Purge Results, Show Result, Apply Changes to Pipeline, Post Pipeline From Result, Pipeline Branch, Warp Filter, Scalar Clip Filter, Function Cut Filter, Region Clip Filter, Contours Filter, Glyph Filter, Line Clip Filter, Stress Linearization Plot, Data at Point Clip Filter, Calculator Filter; Filter Functions: Plane, Sphere, Cylinder, Box; Data Visualizations: Create Lineplot, Create Histogram, Create Table
- Utilities: Clipping Plane on Face, Remove All Clipping Planes, FEM Examples; Clear FEM Mesh, Display Mesh Info
- Additional: Preferences; FEM Install, FEM Mesh, FEM Solver, FEM CalculiX, FEM Concrete; FEM Element Types
- Erste Schritte
- Installation: Herunterladen, Windows, Linux, Mac, Zusätzliche Komponenten, Docker, AppImage, Ubuntu Snap
- Grundlagen: Über FreeCAD, Graphische Oberfläche, Mausbedienung, Auswahlmethoden, Objektname, Voreinstellungseditor, Arbeitsbereiche, Dokumentstruktur, Objekteigenschaften, FreeCAD unterstützen, Spenden
- Hilfe: Anleitungen, Videoanleitungen
- Arbeitsbereiche: Std Base, Arch, Assembly, BIM, CAM, Draft, FEM, Inspection, Material, Mesh, OpenSCAD, Part, PartDesign, Points, Reverse Engineering, Robot, Sketcher, Spreadsheet, Surface, TechDraw, Test Framework