FEM EquationFlow/de

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

1. Einen Löser Elmer hinzufügen.
2. Diesen in der Baumansicht auswählen.
3. Es gibt mehrere Möglichkeiten, den Befehl aufzurufen:
   • Die Schaltfläche Strömungsgleichung drücken.
   • Aus dem Menü die Option Lösen → Strömungsgleichung auswählen.
4. 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:

1. Den Daten-EigenschaftRelaxation Factor reduzieren, siehe Einstellungen für nichtlineare Systeme.
2. Den Wert für DatenNonlinear Newton After Iterations erhöhen, siehe Einstellungen für nichtlineare Systeme.
3. Die Anzahl der verwendeten CPU-Kerne reduzieren, siehe FEM-Einstellungen.
4. 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 ${\displaystyle \mathrm{m}/\mathrm{s}}$ und der Druck in ${\displaystyle \mathrm{P}\mathrm{a}}$. 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.