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例題2 平行平板間の流れ(乱流)


本例題について

 

解析空間

項目

条件

解析空間

2次元

モデル単位

mm

 

解析条件

項目

条件

ソルバ

流体解析[Bernoulli]

解析の種類

定常解析

層流/乱流

乱流をチェック

メッシュ設定

標準メッシュサイズ:1[mm]

モデル図

長方形のシートボディを定義し、空気(000_空気)の材料を設定します。また、左側の辺に流入、右側の辺に流出の境界条件を設定しています。

境界条件を設定していない上下の辺には、外部境界条件として、固体壁が自動的に設定されます。

 

ボディ属性および材料の設定

ボディ No./ボディタイプ

ボディ属性名

材料名

0/Solid

Flow_path

000_空気※

※材料データベースを利用

境界条件

境界条件名/トポロジ

タブ

境界条件の種類

条件

Inlet/Edge

流体

流入

強制流入
流速指定
50 [m/s]

Outlet/Face

流体

流出

自然流出

 

このモデル形状、材料定数、流速でレイノルズ数を計算すると、31497程度となり、大きいため、乱流で解析します。

一般に、数千のオーダーで乱流に遷移すると言われています。

 

粘度μ=1.816e-5[Pa s]

密度ρ=1.144[kg/m3]

動粘度ν=μ/ρ=1.816e-5/1.144=1.587e-5[m2/s]

流速V=50[m/s]

平板間距離L=0.01[m]

レイノルズ数Re = V*L/ν=50*0.01/1.587e-5 = 31497

解析結果

流速分布の解析結果を示します。

 

 

流出口の辺を選択して、右クリックから「辺上のグラフ」を行った結果を示します。

 

 

層流(例題1 並行平板間の流れ(層流))の場合と違い、壁面近傍で急激な流速変化が起こり、中央付近の流速はフラットになっています。

 

次に、K_乱流エネルギーの解析結果を示します。

 

 

壁面近傍で乱流エネルギーが高くなっているのが確認できます。