Главная  Журналы 

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

<-Л CD h-" *-* t-J t-* *-*

h-l-h-h-h-h-h-c, n> oj cn <ti -J cd

h- h- h- cd сп fo о <j1u3c-joo*-r\jcjojujujrol-oojoloo

I i I t+-t- + -i- + + + + + +i I i-t-oooooooooooooooooo

!-l-l-l-0000000000!-l-l--0 h-h-.СОСОЮ!-I-I-I-I-I-ЮС0СГ1>1-O l-.COt4)o.Col-l-l-t-*ocrib.~jch--jo

i-.crorou)ch<-nt4)cncnt4)cria).ci£>i--t4)o

itiiii+ + + + -i-+iitii +

oooooooooooooooooo

h-h-t-l-i-h-ooooool-i-i-i-i-o

cric0t4>UJLncri--J--JC0C0C0--JcriCn.COJI-o

cocolnldtocoh--ji-гооспюю-!-t4>0 oldujld--jcij-j-Jt4)l-.ct-l-cnojcooo

i I I I I i I I I i i I I t I I i +

oooooooooooooooooo

t4)cjcdi-l-r\jr\jr\JOJCJOJUJt4)t4)t-l->co t4)0--JXa.coojcn40h-r4)t4)l-co.C<XlfO--jo

I I i I i i i I I f +

ooooooooo

ооо ro t4) tvj

oooooooooooooooooo

oooooooooooooooooo oooooooooooooooooo

+ + + + + + + + + + + + + + + + + +

oooooooooooooooooo oooooooooooooooooo

o-(ч>ыcltяa-jtn

о cj

ocnh-rolnch--j--j--j--j--j~jcri-ci-h--jcoo

очол.юсоь.~-о--;слоогосп[мгоо

-t-l !+ + + + + + + + -(- + + -*- I 1 +

oooooooooooooooooo

oh-h-ooooooooooooi-l-o

Ю U) ко

c0cni-t4)<-ncr,~j~j-j-J-J-JLnc=.-~jc0o ыс0ююш~ь.-0~~<-лоюгослгч)юо

i t l+ + + + + + + + + + + -t-l 1 + oooooooooooooooooo

l-l-l--00000000000oi-l--o

N) OJ ОЭ

-jlnix)t4)<-ncri--j-j--j--j--jcri-n~»cr!c0o crioj--jt4)chojo--jcrifi-dcoolnoo

1 i I -(- + -(- + + + + + + -(- + -(- i 1 + "-"оооооооооооооооооо

h-h-h-ooooooooooooi-l-o

cnojcnr\jtci.ch--j-j--j--j--j<ticncjh-cn-jo UJ.Ci.400J--jroo>CCnXi.h-(ti<J1--jh-ocno

о о о о о о

(-> к-» 1- о о о

оооооооо оооооооо

l .oi-b.<-nch--j--j--jcricri<-ncjok)crio -ocri--jl---j<-noi--0--jl-oljcocho-io

I I + + + + + + + + 1 +

oooooooooooooooooo Hh-l-ooooooooooooi-l-o

t4) J ~j

ch ro о

h---jljo0j.Clncricricricncnjb.k3ox>cno coco.Ccotococoujb.UJl£>ujt4>chrooo

! i + + + + + + 4 + + 1 +

oooooooooooooooooo н-н-н-ooooooooooooi--o

to ctl i-* h-* h-

h- ix> CTl ro о

coiccnh-ujci.cnailnxi.xi.ojh-ojujo

-jocj-jvdcncnro.cajxitorocrirococno i i I + + + + + + + i 1-t-

oooooooooooooooooo k-.-.-.k-.ooooooooool-l-i-o

ь<

h-"

>

к-"

+



(T-TWAV)/(TB-TWAV)

.02E-02

.23E-01

.06E-01

,73E-01

.25E-01

.24E-02-

.07E-02

,llE-01

,09E-01

.93E-01

59E-01

llE-Ol

.49E-01

.55E-02

.90E-01

.88E-01

.71E-01

,38E-01

.89E-01

.27E-01

.53E-01

.68E-01

,66E-01

.49E-01

16E-01

.67E-01

,05E-01

.31E-01

.38E-01

.35E-01

.19E-01

86E-01

.38E-01

.76E-01

.03E-01

,94E-01

,92E-01

.76E-01

44E-01

.98E-01

.37E-01

.66E-01

. 14E+00

.13E+00

.12E+00

,09E+00

.04E+00

,85E-01

.16E-01

. 26E+00

,26E+00

.24E+00

,21E+00

.17E+00

.12E+00

.05E+00

.36E+00

.36E+00

.35E+00

32E+00

.28E+00

,23E+00

.17E+00

.45E+00

,45E+00

.43E+00

41E+00

.37E+00

. 33E+00

.28E+00

.51E+00

.51E+00

.50E+00

,48E+00

.45E+00

,41E+00

.37E+00

.56E+00

,56E+00

.55E+00

,53E+00

.51E+00

.47E+00

.44E+00

.59E+00

,59E+00

.58E+00

.57E+00

.55E+00

.52E+00

. 49E+00

.60E+00

,60E+00

.59E+00

58E+00

.57E+00

,55E+00

. 53E+00

.бОЕ+Ои

.60E+00

.59E+00

, 59E+00

.58E+00

. 57E+00

.55E+00

.59E+00

.59E+00

.58E+00

,58E+00

± :

.58E+00

.57E+00

.57E+00

. 57E + 00

.57E+00

.57E+00

,57E+00

.57E+00

.57E+00

.57E+00

.02E-02

,57E+00

.57E+00

,57E+00

.57E+00

,57E+00

.57E+00

,02E-02

.69E-01

.38E-01

.81E-01

.02E-02

-4 .

15E-03

.34E-02

. 52E-01

,96E-01

.OlE-01

,73E-01

.28E-02

.27E-02

,26E-02

.83E-02

, 50E-01

.69E-01

. 98E-01

,51E-01

.45E-01

,23E-01

.42E-01

.71E-01

.23E-01

.17E-01

88E-01

.09E-01

.38E-01

, 91E-01

.85E-01

.41E-01

.66E-01

.98E-01

.53E-01

. 47E-01

, 82E-01

.llE-01

.49E-01

,07E-01

.OlE-01

llE+00

.04E+00

.88E-01

,50E-01

.45E-01

.22E+00

. 16E+00

.llE+00

,08E+00

.08E+00

. 32E+00

.27E+00

.23E+00

.20E+00

.20E+00

. 40E+00

.36E+00

.32E+00

, 30E+00

.30E+00

46E+00

.43E+00

.41E+00

39E+00

.39E+00

51E+00

. 49E + 00

.47E+00

46E+00

, 46E+00

, 54E + 00

.53E+00

.52E+00

. 52E+00

.52E+00

.56E+00

.56E+00

.55E+00

, 55E+00

.55E+00

, 57E + 00

.57E+00

.57E+00

57E+00

,57E+00

57E+00

.57E+00

.57E+00

57E+00

-5 ,

,02E-02

11.1.6. Обсуждение результатов

Из полученных результатов видно, что использованная итерационная процедура приводит к довольно хорошей сходимости. Не заметно никаких сильных колебаний значений w. Как и ожидалось, решение уравнения для температуры сошлось за одну итерацию. Использование коэффициента релаксации REGAM в данном случае не помогло; на самом деле, если бы мы использовали REGAM = 1, решение сошлось бы немного быстрее. Однако мы ввели REGAM для демонстрации самой идеи использования релаксации, которая очень полезна в более сложных задачах (см. пример 13).

Для оценки полученных полей безразмерных скорости и температуры мы должны сравнить их с решением для соответствующего



ньютоновского течения. При параметре п в степенном законе, равном 0,5, вязкость мала около стенок и велика в середине канала. Поэтому по сравнению с ньютоновским течением ожидается, что полученное решение будет иметь большие градиенты у стенок канала и практически неизменяемые значения полученных величин в его середине. В выведенном на печать поле w w видна большая область, где значения w/w лежат в диапазоне 1,70-1,77. Для более детального изучения неньютоновского течения можно сравнить найденное решение с решением для ньютоновского течения, которое можно получить, просто вызвав print после первой итерации.

В распечатанном поле температуры некоторые значения отрицательны. Подобная особенность была объяснена в § 10.1 (см. пример 7). Это происходит из-за использования в определении безразмерной температуры средней температуры стенки twav.

11.1.7. Заключительные замечания

В этом примере мы нашли решение нелинейного уравнения для продольной скорости. Так как нашей целью было получение окончательного решения в безразмерном виде, то мы могли свободно подстраивать градиент давления. Если бы был задан размерный градиент давления и конкретное значение константы К [см. (II.1)] для реальной степенной жидкости, то было бы сложно начать процесс решения, так как никаких предположений о значении продольной скорости сделать нельзя. В этом случае лучше получить решение в безразмерном виде, как мы и сделали, а затем перевести его в размерный вид так, чтобы получить заданный градиент давления.

Интересно отметить, что моделирование неньютоновского течения во многом похоже на моделирование турбулентного течения, которое будет обсуждаться в § 11.3. Перед этим рассмотрено течение жидкости с вязкостью, зависящей от температуры.

11.2. ТЕЧЕНИЕ В КАНАЛЕ ЖИДКОСТИ С ВЯЗКОСТЬЮ, ЗАВИСЯЩЕЙ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ (ПРИМЕР 12)

11.2.1. Постановка задачи

У многих жидкостей вязкость зависит от температуры. Если изменения вязкости существенны, то они могут оказать заметное влияние на распределение скорости в канале. Для исследования влияния вязкости, зависящей от температуры, рассмотрим задачу о течении в кольцевом секторе (см. пример 9). Используем ту же сетку и зададим





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