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.

The flow equation provides these special settings:

• DatenDiv Discretization: To be set to true for incompressible flow for more stable discretization when the Reynolds number increases.
• DatenFlow Model: The flow model that should be used. The default Full includes convection and time derivative terms in the model. No convection switches off the convection terms and the Stokes model switches off the convection terms and the (explicit) time derivative terms.
• DatenGradp Discretization: If set to true pressure Dirichlet boundary conditions can be used. Also the mass flux is available as a natural boundary condition.
• DatenVariable: Optional only for calculations in 2D: You can change the default of 3 to 2.
  Note: In this case none of the flow velocity boundary conditions can have a specified z-component.

Equation:

• DatenConvection: The type of convection to be used in the Heat equation.
  Note: For thermal flows it must be set to Computed (the default).
• DatenMagnetic Induction: If set to true the magnetic induction equation will be solved along with the Navier-Stokes equations.

Hinweise zum Konvergieren

If the solver results do not converge, you can try these things (in the given order):

1. Reduce the DatenRelaxation Factor, see the nonlinear system settings.
2. Increase the value for DatenNonlinear Newton After Iterations, see the nonlinear system settings.
3. Reduce the number of CPU cores used, see the FEM preferences.
4. Increase the mesh density (make it more fine).

Informationen zum Analyse-Merkmal

Die Strömungsgleichung berücksichtigt die folgenden Analysefunktionen, sofern sie eingestellt sind:

• Flow velocity boundary condition
• Initial flow velocity condition
• Pressure load
• Initial pressure condition (introduced in 0.21)

Hinweise

• Except for calculations in 2D, for all above boundary conditions it is important that they act on a face or body. Boundary conditions for 3D set to lines or vertices are not recognized by the Elmer solver.
• Since Pressure load can only be set to faces, pressure loads cannot be used for calculations in 2D.
• If there is no Pressure load set, Initial pressure condition will only be taken into account if DatenGradp Discretization is set to true.

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.