Pompa, fan, kompresör ve türbin analizlerinde dönmeyi modele katmanın iki temel yolu vardır. Aralarındaki maliyet farkı büyüktür, doğruluk farkı ise probleme göre değişir [1] [2].
Hareketli referans sistemi (MRF)
Dönen bölge, dönen bir referans sisteminde kalıcı rejim olarak çözülür. Bileşenler birbirine göre hareket etmez; arayüzde çevresel ortalama alınır.
Uygun olduğu yerler: tasarım çalışma noktası civarı, çevresel olarak düzgün yukarı/aşağı akış, aranan büyüklüğün bir ortalama olduğu durumlar — basma yüksekliği, debi-basınç eğrisi, verim.
Ucuzdur: kalıcı rejim çözümü, tipik olarak birkaç saat.
Kayan ağ
Dönen bölge her zaman adımında fiziksel olarak döner; arayüzden geçen akış gerçek göreli konumla hesaplanır. Zamana bağlıdır.
Gerektiği yerler:
- Rotor-stator etkileşimi önemliyse. Salyangoz dili ya da kılavuz kanat yakınında kanat geçişi, kanat üzerinde çevrimsel yük dalgalanması üretir. MRF bunu tanım gereği göremez.
- Çalışma noktası dışında çalışılıyorsa. Kısmi debide dönel kopma ve geri akış oluşur; bunlar zamana bağlı olaylardır.
- Titreşim, gürültü ya da yorulma soruluyorsa. Aranan büyüklük zaten dalgalanmanın kendisidir.
- Kavitasyon başlangıcı araştırılıyorsa; en düşük basınç anlık olarak ortalamanın belirgin altına iner.
Pahalıdır: birkaç tam devrin çözülmesi gerekir, tipik olarak MRF'nin on ila elli katı.
Pratik iş akışı
Önce MRF ile eğrinin tamamını çıkarın. Sonra yalnızca kritik noktaları — tasarım noktası ve en uçtaki kısmi debi — kayan ağla doğrulayın. İkisi arasındaki fark, MRF sonuçlarının hangi aralıkta güvenilir olduğunu gösterir ve bu bilgi raporun değerli kısmıdır.
Sık yapılan hatalar
Arayüzün yanlış yere konması. Dönen bölge sınırı, kanat ucundan yeterince uzakta ve akışın düzeldiği yerde olmalıdır.
Kalıcı rejimde yakınsamayan çözümü zorlamak. MRF yakınsamıyorsa bu çoğu zaman fiziğin zamana bağlı olduğunun işaretidir, gevşetme katsayısıyla uğraşmanın değil.
Tek kanal modelinin sınırını unutmak. Bkz. simetri ve periyodiklik kabulü üzerine not.
Kaynaklar
- Menter, F. R. (1994). Two-equation eddy-viscosity turbulence models for engineering applications. AIAA Journal, 32(8), 1598–1605. DOI: 10.2514/3.12149
- International Towing Tank Conference. ITTC Recommended Procedures and Guidelines 7.5-03-02-03: Practical Guidelines for Ship CFD Applications. ITTC.