شبیه سازی جریان سیال غیر نیوتونی در کامسول

آموزش کامسول حامی پروژه

شبیه سازی جریان سیال غیر نیوتونی در کامسول

این شبیه سازی اثر ویسکوزیته وابسته به نرخ برش (حالت غیر نیوتونی) را بر روی جریان محلول پلی استایرن نشان میدهد. برای این نوع از جریان ها، شما میتوانید از مدل ویسکوزیته Carreau استفاده کنید. به سبب اینکه هندسه مورد نظر ما متقارن محوری است، میتوانیم شبیه سازی را به جای حالت 3D به صورت 2D متقارن محوری (Axisymmetric) انجام دهیم.

تعریف مدلCarreau

برای جریان های غیر نیوتونی µ نشان دهنده ویسکوزیته Kg/ms و u سرعت m/s و ρ دانسیته سیال Kg/m^3 است  pفشار است Pa ، معادلاتی که باید حل شوند معادلات مومنتوم و پیوستگی هستند.

معادلاتی که باید حل شوند معادلات مومنتوم و پیوستگی هستند

در مدل Carreau ، ویسکوزیته وابسته به نرخ برش است، γ که برای مدل متقارن محوری در مختصات استوانه ای به وسیله معادله زیر تعریف می گردد.

مدل Carreau

“اگر در شبیه سازی کامسول دچار مشکل شده اید حتما با متخصصین حامی پروژه تماس بگیرید”

که Ƞ  ویسکوزیته نرخ برش بی نهایت ، Ƞ0 ویسکوزیته نرخ برش صفر و λ یک پارامتر با واحد زمان است، و n یک پارامتر بدون بعد است. محلول پلی استایرن خواص مطابق با جدول زیر دارد.

مدل Carreau

دامنه این مدل در شکل زیر نشان داده شده است:

مدل Carreau

 

شرایط مرزی در ورودی و حروجی به صورت فشار ثابت قرار شده است و تنش های ویسکوزیته را از بین می برد.

P=Pin

P=0

مدل Carreau

برای بررسی اثر فشارهای مختلف ورودی بر روی ویسکوزیته ، مدل از یک حلگر پارامتریک استفاده می کند تا Pin را از 10KPa تا 210KPa محور دوران نیاز به شرایط تقارن دارد.

u.n=0

شرایط مرزی سرعت در مرزهای دیگر، شرط عدم لغزش را می پذیرد.

U=0

مدلسازی با استفاده از روابط گرافیکی GUI

Model navigator

  • نرم افزار comsol Multiphysics را اجرا کنید.
  • در Model navigator از لیست Space dimension ، Axial symmetry (2D) را انتخاب نمایید.
  • بر روی OK کلیک نمایید.

مدل سازی هندسه:

گام اول در فرآیند مدلسازی کشیدن هندسه است که در زیر شرح داده شده است.

  • کلید شیفت را نگه دارید و بر روی دکمه Rectangle/square کلیک نمایید.
  • ابعاد مستطیل را مطابق با مقادیر زیر در قسمت مربوطه وارد کنید.

مدل Carreau

  • بر روی OK کلیک نمایید.
  • روش را برای یک مستطیل دیگر با ابعاد زیر تکرار کنید.

مدل Carreau

  • بر روی OK کلیک نمایید.
  • بر روی Zoom Extent در Main Toolbar کلیک نمایید.
  • در منوی Option ، Axes/Grid Settings را باز کنید.
  • بر روی برگه Grid کلیک نمایید.
  • چک باکس Auto را پاک کنید و از حالت انتخاب خارج کنید و r Spacing و Z spacing را روی 3e-3 تنظیم کنید.
  • بر روی ابزار 2nd Degree Bezier Curve کلیک نمایید و روی ترتیب مختصاتی (0.3e-3) و (12e-3,3e-3) و (12e-3,9e-3) کلیک نمایید.
  • ابزار Line را انتخاب نمایید و بر روی مختصات (0.-15e-3) کلیک نمایید.
  • یک جسم جامد را با یکبار کلیک کردن کلید سمت راست موس ایجاد نمایید.
  • ابزار Draw Line را انتخاب کنید و بر روی مختصات (18e-3,6e-3) کلیک کنید.
  • یک جسم جامد را با یکبار کلیک کردن سمت راست موس ایجاد نمایید.
  • بر روی دکمه Creat Composite Object کلیک کنید.
  • در قسمت Set formula عبارت R1+R2-CO1-CO2 را تایپ کنید.

جهت یادگیری کامل نرم افزار کامسول آموزش های رایگان ما را در سایت حامی پروژه دنبال نمایید. و در صورت مشکل در انجام پروژه های comsol خود با متخصصین حامی پروژه در تماس باشید. برای ارتباط با تیم تخصصی کامسول حامی پروژه با شماره 09934702599 تماس حاصل نمایید.

شبیه سازی جریان سیال غیر نیوتونی در کامسول
اسکرول