LAMİNER BORU AKIŞININ ANSYS WORKBENCH 15.0 İLE ANALİZİ

Transkript

1 Hazırlayan : Cihan Coşkun cihancoskun93 (at) gmail.com Kaynak: (Resimler ve Ekran görüntüleri tarafımıza aittir. Screenshots are captured by Cihan 16 Nisan 2015) LAMİNER BORU AKIŞININ ANSYS WORKBENCH 15.0 İLE ANALİZİ Problemin Tanımı : Akış D=0,02 L Yukarıda görüldüğü gibi sabit yarı çaplı bir boru içindeki bir akış düşünelim. Boru çapı D=0.2 m, boru uzunluğu L=8m dir. Giriş hızı 1 m/s, çıkış basıncı ise 1 atm dir. Akışkan yoğunluğu ρ = 1 kg / m 3 ve viskozitesi μ = 2 x 10-3 kg / (ms). Bu parametreler seçilirken Re sayısının 100 olması için seçilmiştir ve herhangi bir gerçek sıvıya denk gelmemektedir. 1-ANSYS 15.0>Workbench çalıştırılır, Toolbax>Analysis Systems>Fluid Flow (Fluent) tutup Project Schematic ekranına taşınır veya Fluid Flow (Fluent) çift tıkla çalıştırılır. Üst taraftaki görev çubuğunda yer alan Unit sekmesinden Metric birimi seçilir.

2 2- Geometriyi oluşturmak için Geometry seçeneğine sol tıklanır ve Properties penceresinden 3D olan kısım 2D olarak değiştirilir. Pencere kapatılır. 3- Geomerty sol çift tık ile çalıştırılır böylece DM( Desing Modeler) açılır.

3 4-Sol alt kısımda Sketching ve Modeling butonları mevcut. Sketching>Draw butonuna tıklanır. Sağ alt kısımda üç boyutlu olarak koordinatları gösteren ikonda z eksenine tıklayarak x-y koordinat sistemi elde edilir. Bu işlem çizimi kolaylaştırmak içindir. 5- Rectangle seçilir ve orjinden başlayıp rastgele bir dikdörtgen çizilir. Sketching Toolboxes> Dimension bölümünde General seçili iken boyutlandırılan kenar tıklanıp boyutlandırma çizgileri oluşturulur. Sonra sol alt kısımda yer alan Details View>Dimension sekmesinden boyutların değerleri girilir.

4 6- Oluşan şekle yüzey tanımlamak için yukarıdaki görev çubuğunda yer alan Concept kısmından Surfaces From Skectches tıklanır. Tree outline ekranından SurfacesSk1 tıklanıp ve Ctrl tuşu basılı tutularak dikdörtgenin bütün kenarları seçilir, seçilen kenarlar sarı renge dönüşür. Sol alt kısımda bulunan Details View tıklanır, ilk önce Base Object bölümünde Not Selection>Apply böylece yüzey tanımlanacak bölge belirlenmiş olur ardından Thickness 0,1 olarak ayarlanır. Generate tıklanır.

5 7- File>Save As proje kaydedilip, DM penceresi kapatılır. 8- Workbench penceresine dönüldüğünde Geometry kısmında yeşil tik görülür.

6 9- Tanımlanan geometri için ağ oluşturulur. Bu ağ 500 elemanlı olacaktır. Eksenel yönde 100 parçaya, radyal yönde 5 parçaya bölünecektir(5x100). 10- Generate Mesh tıklanarak mesh otomatik olarak oluşturulur. 11-Otomatik olarak atılan mesh düzensiz olabileceği için yukarıdaki görev çubuğunda olan Mesh Control>Mopped Face Meshing tıklanır sonra dikdörtgen seçilip, sol altta bulunan Details of Mapped Face Meshing kısmından Apply yapılır.

7 12- Oluşturulan ağ yapısını boyutlandırmak için Mesh Control>Sizing tıklanır. Sizing tıkladıktan sonra Tree Outline kısmında Sizing oluştuğu görülür. Sonra yukarıdaki görev çubuğunda bulunan kenar seçme işlemi için kullanılan seçilir. Ctrl tuşu basılı tutularak dikdörtgenin alt ve üst kenarları seçilir ve yeşil renk aldığı görülür. Ardından Details of Sizing > Apply yapılır. 13- Details of Sizing>Type>Element Size>Number of Division işlemi yapılır ve bu kısma 100 değeri girilir böylece kenarlar 100 parçaya ayrılır. Behavior kısmı hard yapılır.

8 14- Aynı işlem dikdörtgenin yan kenarlarını 5 parçaya bölmek için de yapılır. 15-Dikdörtgen kenarları adlandırılır. Bunun için kenarları seçip(yeşil renk aldıktan sonra), sağ tıklayıp Create Named Selection seçilip isimlendirilir. Aşağıdaki şekle göre isimlendirme yapılır. PipeWall Inlet Outlet CenterLine

9 16- File>Save Project yapıp pencereyi kapatıyoruz. Workbench Project Page ve Update Project butonu tıklanır. Mesh kısmında yeşil tik görülür. 17- Setup çift sol tıklayarak açılır. Açılan pencerede Double Precision işaretlenerek Ok butonuna tıklanır. 18-Mesh kontrolü yapalım. Yukarıdaki görev çubuğunda yer alan Mesh info size sırası izlenir. Aşağıdaki gibi mesh özellikleri görülür.

10 19- General Display işlemini yaptıktan sonra karşımıza çıkan ekranda bütün kenarların ve yüzeylerin seçili olmasına dikkat edilip pencere kapatılır.

11 20- General kısmında bulunan 2D bölümünden Axisymmetric seçilir. 21- Models Viscous Laminer Edit Laminer adımları izlenerek kontrol yapılır. Ayrıca Energy -off işaretli olmamasına dikkat edilmelidir. 22- Metarials Fluid Create/Edit Density (1) Viscosity (2e-3) Change/Create Close

12

13 23-Boundry Cond. İnlet Edit Velocity Specification Method Components Axial Velocity 1m/s Close Outlet(Basınç olmak zorunda) Type Kısmı Pressure- Outlet olmalı Centerline Wall doğru değil Axis olmalı PipeWall Wall 24- File Save Project 25- Solution Methods Momentum Second Order Upwin 26- Solution Initialization Standart İnitialization Compute From İnlet İnitialize

14 27- Monitors Residualss-Print,Plot Edit Continuity/ x-velocity/ y- velocityd 1e Run Calculation Number of Iteration 100 Calculate Grafik Oluşur

15 29- File Save Project işlemini yapıp Workbench ekranına geri dönülür. 30- Result çift tıkla açılır. Sağ altta bulunan z eksenine tıklayarak görüntü anlaşılır hale getirilir. 31- Periodic 1 Name ( Velocity Vector) Details of Velocity vectors Location Periodic 1 Apply

16 32- Details of Velocity vectors Symbol Symbol Size.1 Apply 33- Kontur çizgilerini oluşturmak için kontur sembolüne tıklanır( ) ve adlandırma yapılır. 34- Details of Contour 1 Location Preiodic 1 Veriable Velocity Apply

17 35- Şeklin üzerindeki vektör çizgilerini yok etmek için User Locations and Plots kısmında bulunan Velocity Vectors tıklanıp tik kaldırılır. 36- Kontur çizgilerini geçişlerini yumuşatmak için: Details of Contour 1 #of contours 51

18