Đang tải... (xem toàn văn)
luận văn
đặt vấn đề Có thể nói rằng, lịch sử phát triển ngành khoa học gắn liền với yêu cầu thực tế sản xuất Ngành thủy khí động lực học phát triển tuân theo quy luật Sự phát triển ngành thể liên hệ mật thiết khoa học nhu cầu thực tiễn, lý thuyết khoa học tồn phát triĨn cđa ®êi sèng x· héi Sù ®êi cđa ngành thủy khí động lực học trải qua chặng đ ờng đầy khó khăn trình phát triển đà đạt đ ợc thành tựu kỳ diệu Từ tr ớc công nguyên, Aristốt đà nghiên cứu t ợng thủy động, đặc biệt vấn đề t ơng hỗ chất lỏng với vấn đề chuyển động bắt đầu sơ khai cho ngành thủy khí động học Tuy nhiên, giới hạn trình độ phát triển khoa học kỹ thuật hạn chế đà dẫn đến số sai lầm Đến đầu kỷ 19 ngành thủy khí động lực học phát triển mạnh mẽ với công trình vĩ đại Ơle, Đanien Becnuli, Larngangiơ, Lômônôxốp đ ợc tách thành ngành độc lập phát triển mạnh mẽ từ tr ớc đến Ngày nay, lý thuyết chuyển động chất lỏng thực đ ợc tách thành lĩnh vực quan trọng qua kết nghiên cứu Navie Stốc mang tên ph ơng trình Navie- Stốc Song song với phát triển chất lỏng nhớt, ngành động lực häc chÊt khÝ cã vËn tèc lín cịng xt hiƯn Nh vậy, trình phát sinh phát triển ngành thủy khí động lực học thành tựu mà đạt đ ợc đóng góp to lớn kỹ thuật đời sống ng ời Có thể nói không ngành khoa học kỹ thuật công nghệ đời sống có liên quan đến chất lỏng chất khí mà không ứng dụng Ýt nhiỊu ®Õn lý thut thđy khÝ ®éng lùc häc Đặc biệt giai đoạn thời đại giới hóa tự động hóa cao thời đại chinh phục vũ trụ, ngành thủy khí động lực học sở cho việc nghiên cứu khoa häc kü tht phơc vơ ®êi sèng ng êi [3], [5], [8] Cũng nh ngành khoa học khác, việc nghiên cứu t ợng thủy khí động lực học cần phải kết hợp chặt chẽ lý thuyết thực nghiệm, giải toán theo ph ơng pháp sau: - Ph ơng pháp lý thuyết - Ph ơng pháp thực nghiệm - Ph ơng pháp bán thực nghiệm Trong ph ơng pháp lý thuyết bao gồm: + Ph ơng pháp tính xác + Ph ơng pháp tính gần (ph ơng pháp số) Trong thực tế kỹ thuật vấn đề đặt là: Hầu nh giải toán giải xác đ ợc mà phải theo ph ơng pháp gần toán phức tạp th ờng gặp nhiều khó khăn, khối l ợng tính toán nhiều đạt độ xác định [1], [14], [15] Trong giai đoạn nay, với phát triĨn nh vị b·o cđa c«ng nghƯ th«ng tin, víi đời máy tính điện tử thông qua ngôn ngữ lập trình cho phép giải theo ph ơng pháp gần cách nhanh chóng thuận tiện cho độ xác nh mong muốn Đặc biệt việc ứng dụng ch ơng trình tính toán dòng chảy từ đơn giản đến phức tạp ngày đ ợc sử dụng nhiều kỹ thuật đời sống Những phần mềm th ơng mại đ ợc chuyên gia công nghệ thông tin đ a thị tr ờng ngày nhiều nh Phonatics, Flow 3D, Start CD Matlad, Ansys, Fluent… gióp chóng ta m« pháng tính toán thủy khí động lực học nhanh chóng hiệu Tuy nhiên phần mềm tính toán có phạm vi ứng dụng định, việc ứng dụng đòi hỏi phải có nghiên cứu tìm hiểu để phần mềm có hiệu cao Theo khuyến cáo nhà khoa học thủy khí, phần mềm Fluent dựa sở ph ơng pháp khối hữu hạn phần mềm mạnh đ ợc ứng dụng nhiều tính toán thủy khí động lực học Phần mềm có khả giải toán thực tế cách nhanh gọn, rút ngắn đ ợc thời gian thiết kế, giảm chi phí chế tạo thử thực nghiệm đảm bảo tính xác độ tin cậy mà tr ớc dùng ph ơng pháp tính toán thông th ờng khó khăn, phức tạp, tốn mà không thu đ ợc kết cao Đặc biệt, phần mềm có khả mô thông số ảnh h ởng d ới dạng tr ờng biến đổi nh tr ờng vận tốc, tr ờng nhiệt độ, tr ờng áp suất mà ph ơng pháp khác làm đ ợc Với ý t ởng làm để giải toán thủy khí động lực học cách dễ dàng, xác cao tiết kiệm đ ợc thời gian hiệu cao chọn đề tài nghiên cứu là: Nghiên cứu ứng dụng phần mềm Fluent tính toán số thông số động học hai dòng chất lỏng hỗn hợp đ ờng ống Mục đích đề tài: Nghiên cứu ứng dụng phần mềm Fluent tính toán số thông số động học (vận tốc, nhiệt độ, ¸p st) vµ biĨu diƠn nã d íi c¸c tr ờng biến đổi toán hỗn hợp hai dòng chất lỏng đ ờng ống (dòng hai pha) Nội dung đề tài - Tìm hiểu ph ơng pháp tính toán thủy khí động lực học dòng hai pha n ớc - Nghiên cứu, khảo sát, đánh giá phần mềm Fluent tính toán thuỷ khí động lực học - ứng dụng phần mềm Fluent tính toán thông số động lực học (vận tốc, nhiệt độ, áp suất) hai dòng chất lỏng hỗn hợp đ ờng ống - Xây dựng mô từ xác định đ ợc vùng chịu ảnh h ởng thông số làm sở cho việc chọn vật liệu thiết kế đ ờng ống phù hợp Xác định thông số động học biến đổi vị trí vùng xác định Ch ơng 1: Tổng quan 1.1 tình hình nghiên cứu dòng nhiều pha lý thuyết tính toán phối trộn đ ờng ống 1.1.1 Tình hình nghiên cứu lý thuyết tính toán dòng nhiều pha 1.1.1.1 Tình hình nghiên cứu dòng nhiều pha n ớc Vào năm 50 kỷ 20, nhà Bác học Nga vĩ đại G N Abramovich với kết nghiên cứu lý thuyết dòng phun rối đà đặt móng lĩnh vực nghiên cứu dòng phun rối nhiều pha Tr ớc đòi hỏi cấp thiết khả ứng dụng cao thực tiễn kỹ thuật công nghệ mà vấn đề nghiên cứu dòng phun rối nhiều pha, nhiều thành phần đ ợc nhiều nhà khoa học thuỷ khí giới quan tâm nghiên cứu nh Nga, Mỹ, Pháp, Nhật Bản, Hàn Quốc, Bulgaria Tuy nhiên vấn đề phức tạp, ch a đ ợc nghiên cứu cách đầy đủ lý thuyết tính toán thực nghiệm Trong nghiên cứu dòng chảy rối nhiều pha (nhiều thành phần), dòng pha tr ờng hợp riêng, đ ợc phát triển mạnh mẽ thập kỷ gần Sở dĩ đ ợc quan tâm nh tr ớc yêu cầu đòi hỏi ngày cao khoa học công nghệ đại nh ngành l ợng, công nghiệp hoá chất, công nghiệp thực phẩm, vũ trụ hàng không, nông nghiệp, cứu hoả, vấn đề môi tr ờng nh lĩnh vực khác dòng chảy nh đ ợc ứng dụng rộng rÃi Trong năm gần với phát triển ph ơng pháp số việc nghiên cứu xây dựng mô hình dòng phun rối hai pha nhiều pha đạt đ ợc nhiều thành tiền đề nhiều thành phần nghiên cứu khoa học có giá trị Việt Nam, vấn đề mô số dòng phun rối nhiều pha, nhiều thành phần đến vấn đề mới, đ ợc nhà khoa học thuỷ khí quan tâm ch a nhiều Song tr ớc yêu cầu cấp thiết thực tiễn kĩ thuật đời sống, n ớc ta số nhà khoa học đà bắt đầu nghiên cứu nh ng khía cạnh định hạn chế 1.1.1.2 Cơ së lý thut vỊ dßng hai pha Dßng phun rèi hai pha đ ợc hình thành phun chất lỏng (rắn) hay khí khỏi vòi phun chảy vào môi tr ờng chất lỏng hay chất khí Khi dòng tia chuyển động tính nhớt mạnh động vận tốc dòng chảy rối xuất xoáy chỗ tiếp giáp dòng tia với môi tr ờng xung quanh Các xoáy lôi phần chất lỏng (hay khí) môi tr ờng theo dòng tia Vì dòng tia loe dần phân tán vào môi tr ờng chất lỏng (khí) bao quanh nh h×nh 1.1 [4], [9], [10] XH UH Cùc luồng Um Uo Lớp biên b o Đoạn ban đầu Quá độ Bề mặt phân giới Đoạn Hình 1.1: Mô hình mô tả cấu trúc dòng phun [7] Chóng ta ®· biÕt r»ng lý thut tÝnh toán dòng chảy nhiều pha tồn ph ơng pháp nghiên cứu bản: Ph ơng pháp thống kê (statistical) Ph ơng pháp điểm kỳ dị (phenomenal tính lại đ ợc) Ph ơng pháp thống kê đ ợc xây dựng sở lý thuyết Boltsman hỗn hợp khí, đ ợc tổng quát hoá từ dòng chảy thành phần đến dòng chảy nhiều pha, Ph ơng pháp đ ợc phát triển công bố V.V Struminski cộng [36],[37] Có nhiều ứng dụng đáng kể ph ơng pháp điểm kỳ dị, đ ợc sử dụng ph ơng trình dạng Newton [5], ph ơng trình th ờng gặp học chất lỏng cổ điển Những ph ơng pháp gần gũi với toán kỹ thuật với ph ơng trình vật lý chuyển động dòng chất lỏng tr ờng Chính mà ph ơng pháp đ ợc quan tâm thích đáng để mô hình hoá dòng chảy pha (nhiều pha) Những phép giải số mô tả đ ợc thực theo mô hình chất lỏng dòng chảy pha Một ph ơng pháp đ ợc sử dụng để nghiên cứu dòng chảy pha ph ơng pháp phần tử tạp chất cá biệt Lời giải đ ợc thực sở ph ơng trình chuyển động dạng Lagrange Sự chuyển động phần tử tạp chất đ ợc xem nh môi tr ờng chất lỏng (chất lỏng chất khí) không chuyển động Tr ờng vận tốc môi tr ờng chất lỏng đ ợc công nhận [12],[24] hay đ ợc tính toán [31],[35] sử dụng ph ơng tiện tính toán đại Với giúp đỡ ph ơng pháp này, chuyển động phần tử th ờng gặp đ ợc nghiên cứu d ới tác dụng lực t ơng hỗ pha, tr ờng ngoại lực (tĩnh điện, nhiệt, ánh sáng) Dự đoán đ ợc tầm phun dòng phun phân tán [11],[13] Trạng thái phần tử tạp chất đ ợc nghiên cứu thiết bị lọc, hút bụi, t ới phun m a thiết bị khác, tác dụng t ơng hỗ phần tử với với thành rắn Việc nghiên cứu ph ơng pháp xấp xỉ (gần đúng) phần tử tạp chất cá biệt có tính chất dự đoán kết thu đ ợc khó tổng quát hoá cho dòng chảy t ơng ứng với n phần tử chuyển động Điều hạn chế tính ứng dụng chúng việc giải dòng chảy pha * Dòng phun rối hai pha tồn d ới dạng: - Đẳng nhiệt, không đẳng nhiệt; - Đối xứng, tiết diện phẳng; - Trong môi tr ờng không giới hạn, có giới hạn; - Rối xoáy (tự hay ngập); - Bao quanh vật rắn; - Tồn nguồn nhiệt; - Có phản ứng hoá học Trong trình xây dựng mô hình toán học dòng phun, đà sử dụng mô hình hai pha độc lập pha thứ hai (các hạt chất rắn hay lỏng) đ ợc xem nh môi tr ờng liên tục bên cạnh pha khí với đặc tính lý t ơng tự Điều có nghĩa điều kiện tích phân viết đ ợc cho pha thứ hai nh ph ơng trình động l ợng, mô men động l ợng, l ợng rối * Các dạng đặc tr ng dòng phun rối hai pha Dạng vi phân: ph ơng trình liên tục, ph ơng trình chuyển động (ph ơng trình trạng thái), luật chuyển hóa trình: đẳng nhiệt, đoạn nhiệt Dạng vi phân: ph ơng trình liên tục, ph ơng trình động l ợng, ph ơng trình mô men động l ợng, ph ơng trình l ợng rối, ph ơng trình vi phân bậc cao Các điều kiên biên: điều kiện biên, điều kiên ban đầu Việc thiết lập mô hình toán dòng phun rèi xo¸y hai pha xt ph¸t tõ viƯc thiÕt lËp hệ ph ơng trình chuyển động dòng phun d ới dạng vi phân Hệ ph ơng trình đ ợc xây dựng sở ph ơng trình bảo toàn khối l ợng, động l ợng, l ợng ph ơng trình trạng thái dòng chất lỏng [28] đ ợc viết hệ toạ độ đề điều kiện chuyển ®éng dõng cã d¹ng nh sau : y jU g y jVg g x p y Up Ug yj g ug yj p up yj g x Up p yj wg x hp x hg g vg p vp yj x y Vg Ug y wg Qy j yj y wp y yj 'P V 'P ) hg x Fx y j y y yj Up 'p V 'p ) Vp Vg U 'g V 'g g y p g yj Ug (1-3) 'pV'p y pV p y j( h' g V ' g g g yj wp wg j yj x Ug y y j( x Up g y y j 'pV'p p y Vp Ug pU p P y (1-2) j x yj yj y j g (1-1) p y jV p p x y y y jU p j g p y y y y y y g y wp p hP x yj wg p Sc Sc U'p V 'p Fx y j y g (1-4) yj y p yj h' p V ' p yj (1-5) wg g wg y y wp p Qy j wp y y (1-6) (1-7) (1-8) h' g V ' g (1-9) Fx y j U g U p Fy y j V g V p (1-10) Fy số j đ ợc sử dụng để mô tả dạng dòng phun j = j = t ơng ứng với dòng phun phẳng dòng phun đối xứng Mối quan hệ pha ph ơng trình động l ợng trao đổi nhiệt thông qua lực t ơng tác pha Trong tr ờng hợp nghiên cứu đ ợc đề cập đến thành phần lực t ơng tác theo ph ơng [28]: Fx - Thành phần dọc trục dòng phun ; Fy - Thành phần vuông góc với trục dòng phun ; 1.1.1.3 Các ph ơng pháp số nghiên cứu dòng chảy rối hai pha a) Ph ơng pháp tích phân Ph ơng pháp tích phân đ ợc thực dựa sở điều kiện tích phân, đặc tr ng cho dòng chảy Đây điều kiện bảo toàn khối l ợng, động l ợng, mô men động l ợng, l ợng Trong tr ờng hợp chung ph ơng trình vi phân th êng, phÐp gi¶i chóng cã thĨ thùc hiƯn theo cách sau: đ a vào đồng dạng phân bố theo mặt cắt ngang trị số hình dáng thông số dòng chảy, th ờng đ ợc xác định thực nghiệm, điều kiện tích phân đ ợc biến đổi đ a đến hệ ph ơng trình dạng hàm vi phân, bao gồm ph ơng trình đại số ph ơng trình vi phân th ờng Chúng đ ợc giải theo ph ơng pháp số Giá trị cực đại hay trung bình thông số đ ợc xác định dòng chảy t ơng ứng Có thể giải điều kiện tích phân đà nêu nh ph ơng trình vi phân th ờng theo vài ph ơng pháp đà biết phép giải số ph ơng trình dạng t ơng tự Điều đ ợc thực toán đơn giản số ph ơng trình Những công việc với việc sử dụng ph ơng pháp tích phân đ ợc thực sở điều kiện bảo toàn khối l ợng ®éng l ỵng, sù phơ thc thùc nghiƯm vỊ sù phát triển lớp biên dòng phun [11] Sơ đồ chất lỏng đ ợc thực gọi ph ơng pháp tạp chất thụ động [32] Việc mô hình hoá dòng phun rối pha với ứng dụng mô hình chất lỏng khác dòng chảy Hệ thống điều kiện tích phân đ ợc sử dụng sở bảo toàn khối l ợng, động l ợng, l ợng pha, điều kiện tích phân bậc cao bảo toàn l ợng pha nh mối liên quan bổ sung thông số 10 Hình 3.18: Sự thích hợp ô l ới Hình 3.19: Sự thích hợp l ới với ảnh h ởng thông số 72 Để xét toàn biến đổi nhiệt độ, áp suất, vận tốc vài thông số động học khác nh c ờng độ rối, l ợng rối tốc độ phối trộn dòng ảnh h ởng đến toàn l ới l ới đ ợc trình bày hình 3.19 Nhận xét so với kết chia l ới ban đầu (hình 3.2) thấy rằng: So sánh biến đổi nhiệt độ lớn, thêm vào ảnh h ởng vận tốc áp suất l ới đà tự biến đổi cho phù hợp với thông số đầu vào nhằm đ a kết xác hơn, nh ng đảm bảo hình dạng l ới tam giác Các điểm nút l ới thay đổi không đáng kể chấp nhận đ ợc d) Tính số lần lặp thêm 100 lần Tính thêm 100 lần lặp kết đ ợc trình bày đồ thị 3.20 Đồ thị 3.20: Đồ thị biểu diễn thông số động học l ới đà đ ợc hiệu chỉnh 73 Khi l ới ®· cã sù thay ®ỉi sù biÕn ®ỉi nhiƯt độ gây nên nhiên biến đổi chấp nhận đ ợc Để cho kết thông số động học đ ợc xác ta kiểm tra lại tính liên tục toàn dòng hai pha, vận tốc biến đổi theo hai trục x y, l ợng rối c ờng độ rối biến đổi trình hội tụ có thay đổi Từ đồ thị 3.20 nhận thấy sau thông số động học đà đ ợc chuẩn hóa lại đặc biệt thích hợp l ới, toán cho kết hội tụ nhanh nhìn đồ thị 3.20 ta thấy điểm d ới 60 lần lặp toán bắt đầu hội tụ l ợng biến đổi bậc thông số lại biến đổi bậc hai điều có nghĩa l ợng rối dòng hai pha lớn, vận tốc lớn, tốc độ biến đổi nhiệt độ nhanh tạo điều kiện cho kết đầu tối u Từ kết biểu cách toàn diện thích hợp l ới t ơng ứng nhiệt độ thay đổi (hình 3.21) Hình 3.21: Tổng hợp yếu tố ảnh h ởng 74 Nhận xét chung + ứng dụng phần mềm Fluent để khảo sát toán dòng hai pha cho thấy: toán đ ợc mô cách rõ ràng biến đổi thông số động học nh vận tốc dòng chảy, áp suất, biến đổi nhiệt độ dòng hai pha ảnh h ởng thông số đến thành ống, từ tạo điều kiện thuận lợi để chọn vật liệu làm ống thiết kế đ ờng ống thích hợp đảm bảo tính an toàn cho thiết bị hoạt động cho hiệu kinh tế Đồng thời rõ vị trí bị ảnh h ởng nhiệt độ, vận tốc, áp suất hay c ờng độ rối dòng hai pha lớn tức vùng thành ống nơi nguy hiểm Tùy theo nhu cầu sử dụng tr ờng hợp mà ta thay đổi thông số đầu vào hay chọn thông số đầu cho thích hợp + Bài toán làm sở cho toán thực tế sau này, thông số đầu vào thay đổi đ ợc Nếu cần đầu không khí nóng làm tác nhân sấy cho loại sản phẩm, yêu cầu đầu nhiệt độ phải ổn định thay đổi thông số đầu vào dòng hai pha t ơng ứng với thông số chất khí Mặt khác, phần mềm mô thông số ảnh h ởng cách xác, cụ thể, giảm chi phí cho trình thử nghiệm Đặc biệt ứng dụng toán để vận chuyển số loại nông sản, thủy sản yêu cầu tránh t ợng xầy x ớc cách thay đổi thông số động học cho c ờng độ rối đạt giá trị yêu cầu cách thay đổi pha đầu vào + So với cách tính toán theo cách tính thông th ờng nhận thấy áp dụng phần mềm Fluent cho kết tính toán nhanh hơn, vùng đọc kết rộng hơn, độ xác tin cậy cao, giảm chi phí thử nghiệm Đặc biệt Fluent cho phép mô mô hình hóa tr ờng vận tốc, nhiệt độ, áp suất biến đổi đ ờng ống, mà ph ơng pháp thông th ờng làm đ ợc 75 Kết luận Đề nghị Kết luận (1) Lần nghiên cứu, ứng dụng phần mềm Fluent để tính toán mô mô hình hóa thông số động học dòng hai pha (2) Xây dựng thiết lập lời giải tổng quát từ toán khảo sát cho nhiều tr ờng hợp với thông số đầu vào khác Đây nói mạnh việc ứng dụng phần mềm cho việc xây dựng mô hình hóa nhằm mô thông số ®éng häc d íi d¹ng tr êng biÕn ®ỉi (3) Đà xây dựng đ ợc ch ơng trình mô cách hiệu quả, chi tiết, đảm bảo tính xác độ tin cậy cao (4) Khảo sát tính toán đ ợc số giá trị chuẩn cho dòng hai pha làm khoa học cho nghiên cứu cho dòng nhiều pha sau (5) ứng dụng kết làm sở khoa học để áp dụng vào thực tế sản xuất, nhằm tính toán thiết kế đ ờng ống, chất liệu làm ống cho phù hợp đạt hiệu kinh tế cao (6) Khi ứng dụng phần mềm Fluent để khảo sát mô hình khác cho ta biết đ ợc thông số động học (vận tốc, nhiệt độ, áp suất) biến đổi vị trí mà ta mong muốn (7) Việc xây dựng mô hình khảo sát toán thực tế nh tiện ích việc giảng dạng môn học chuyên môn bổ ích cho thực hành sinh viên làm sở nghiên cứu khoa học sau Đề nghị Do lần khảo sát thông số động học dòng hai pha nói riêng toán khác phần mềm tính toán Fluent Vì kết mà thu nhận đ ợc dừng lại b ớc đầu kết tính toán lý thuyết, để áp dơng thn tiƯn thêi gian tíi cÇn tiÕp tơc nghiên cứu nội dung sau: 76 (1) Thực với nhiều toán khác làm sở cho viƯc øng dơng thùc tÕ sau nµy (2) TiÕp tơc sử dụng phần mềm Fluent để khảo sát nhiều thông số khác ứng với toán cụ thể tiến tới thành lập ngân hàng liệu làm chuẩn cho tính toán thủy khí động lực học (3) So sánh đối chứng kết tính toán lý thuyết (sử dụng Fluent) với kết nghiên cứu thực nghiệm 77 Tài liệu tham khảo A TIếng việt Hoàng Bá Ch (2003), Thđy khÝ ®éng lùc øng dơng, NXB Khoa häc kỹ thuật, Hà Nội Tạ Văn Đĩnh (2002), Ph ơng pháp sai phân ph ơng pháp phần tử hữu hạn, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Hoàng Đình Dũng- Hoàng Văn Tần- Vũ Hữu Hải Nguyễn Th ợng Bằng (2001), Máy thủy lực tuabin n ớc máy bơm, NXB Xây dựng, Hà Nội Hoàng Đức Liên (2000), Thủy lực cấp thoát n ớc nông nghiệp, NXB Giáo dục, Hà Nội Nguyến Thanh Nam, Hoàng Đức Liên (2000), Ph ơng pháp khối hữu hạn ứng dụng toán thủy khí động lực học, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Nguyễn Ngọc Ph ơng (1998), Hệ thống điều khiển khí nén, NXB Giáo dục, Hà Nội Nguyễn Ngọc Ph ơng Huỳnh Nguyễn Hoàng (2000), Hệ thống điều khiển thủy lực, NXB Giáo dục, Hà Néi TrÇn SÜ PhiƯt – Vị Duy Quang (1979), Thủy khí động lực kỹ thuật tậpI tập II, NXB Đại học Trung học chuyên nghiệp, Hà Nội Nguyễn Hữu Trí (2000), Bài giảng thủy khí kỹ thuật, Tr ờng đại học Bách khoa Hà Nội 10 Phạm Văn Vĩnh (1996), Cơ học chất lỏng ứng dụng, NXB Giáo dục, Hà Nội B TIếng anh 11 Abramovich and et al G.N (1984), Theory of Turbulent Jet, Nauka, Moscow, Russian 12 Antonov and et al I.S (1992), “Influences of Motion of Particles for Twophase Turbulent Flow”, Proceeding of Scientific Conference MGU, Sofia, Vol 78 38, pp 111 – 118, Bulgarian 13 Antonov and L.A Elenkov.I.S (1996), “Numerical Investigation for Motion of Mixture (Vaporous Flows) in the Gas Environment”, Proceeding of Jubilee Scientific Conference, Sliven, Bulgaria, pp 241- 245, Bulgarian 14 Antonov I.S and et al (2003), “Kg - kp - g - p Turbulent Model for Two-phase Turbulent flows in Thermal and Mass Transmission Processes”, Proceeding of the International Scientific Conference EMF’2003, Oct 30 – Nov 1, Vol 1, Sofia, Bulgaria , pp 151- 159 15 Antonov I.S and Nam N.T (1991), “Numerical Methods for Modeling of a Two-phase Swirling Turbulent Jets”, Proceedings of International Symposium on Hydro-aerodynamics in Marine Engineering, HADMAR’91, Varna, Bulgaria, pp.34-1–35-5 16 Antonov I.S and Angelov M.S (1996), “Integral Method for Investigation of Two Dimensional Two-phase Turbulent Jet”, Proceeding of 10th International Conference Systems for Automation of Engineering and Research, Konstantin, Bulgaria, pp 156 - 160 17 Antonov I.S and et al (1996), “Direct Numerical Method of Two-phase symmetrical Turbulent Jets Particularly in Numerical Realize Results from Numerical Experiment”, News Bulletin of VIPOND-MVR, Sofia, Bulgarian 18 Antonov I.S and Petkov N.P (1993), Numerical Modeling of Two-phase Axial Symmetrical Turbulent Jets, The 8th International Conference on Laminar and Turbulent Flow, Swansea, U.K 19 Elghobashi S.E and Abou-Arab T.W (1983),“A Two-equation Turbulent Model for Two-phase flow”, Phys Fluids, Vol 26,4, pp 931-938 20 Elghobashi S.E and Abou-Arab.T.W (1982), “A Second Order Turbulent Model for Two-Phase flow”, International Journal Heat Transfer, Vol.5, pp 219 - 224 21 Gavin and et al (1983), “K - Model for Two-phase Turbulent Jets and Numerical Investigation”, Physic- Chemical Process in the Energy Establish, Minsk, ITMO, AS of BSSR, pp 11-15, Russian 22 Gavin L.B, Schreiber A A (1991) “Turbulent Flows in Gas-Particle 79 Mixtures”, Fluid and Gas Mechanic (VINITI), Moscow, pp 91-166, Russian 23 Gavin L.B., A.S Mulgi, and V.V Sor (1986), “Numerical and Experimental Research about Non-isothermal turbulent jets with Mixture Particles”, IFJ, vol 5, pp 735-742, Russian 24 Gorbis and et al (1976), “Influence of Powerful Factors on the Transfer Speed of Small Particles”, Which Moving in the Turbulent Gas Flow, IFJ, Vol 30,4, pp 657 - 664, Russian 25 JoelH Ferziger Milovan PerÝc Springer (1999) , Computational Methods for Fluid Dynamic, Berlin Hidelbery Germany 26 John Wiley & Sons, INC (1995), The Finite element method for engineers, United State of America 27 Lien H.D and et al (2001), “Mathematical Model of Two-phase Turbulent Flow”, Proceeding of the 2001 International Symposium on Advanced Engineering, Oct 24-25, Pusan, Korea, pp 88-97 28 Lien H.D and Antonov I.S, (1996), “Studying of Two-dimension, Twophase Non-isothermal Turbulent Jets by using Integral Method Analyses of the results obtained by Numerical Experiment”, Proceeding of International Conference EMF’96, Sofia, Vol 4, pp 81-86, Bulgarian 29 Lien H.D and et al, (1998), “One Modification of K - Turbulent Model of Two-phase Flows”, Vietnam Journal of Mechanics, No 2, Hanoi, pp 37 45 30 Lien H.D and et al (2001), “Numerical Modeling of Two-phase Nonisothermal Turbulent Jets”, Proceeding of the KSME 2001 Spring Annual Meeting E, 01S650, Cheju, Korea, pp 783-788 31 Miloevich and et al (1986), Comparison Analysis several Models for Inertial Particles, Which Caries Turbulence, USSR, Novosibirsk, pp 70 – 80, Russian 32 Nam and et al (1986), “Integral Method for Swirling Two-phase (WaterAir) turbulent jet”, J Masinostroene Vol 7, pp 304-306, Bulgarian 33 Nigmatulin R.I (1978), Foundations of Heterogeneous Mechanics, Moscow, Nauka, Russian 80 34 Schreiber A A., L.B Gavin, V.N Naumov, and V.P Latsenko (1987), “Turbulent Flows in Gas-Particle Mixtures”, Naukova dumka, Kiev, Russian 35 Shih T.H and Lumley J.L, (1986), “Second-order Modeling of Particle Dispersion in a Turbulent Flow”, J Fluid Mechanics, Vol 163, pp 349 – 364 36 Struminski and et al (1984), “The Hydrodynamic of Diffusion Gas-fluid Flows”, USSR, AS journal, Vol 128, pp 16-23, Russian 37 Struminski V.V (1988), Theory about Diffuse Environment of Gas Multi Components, Nauka, Moscow, pp 16-23, Russian 38 Townsend A.A - Camb 1956 , The Structure of Turbulent Shear Flow, Naukova dumka, Kiev, Russian 39 U Shuman and et al (1984), Direct Method for Numerical Model of Turbulent Flow, Method for calculation Turbulent Flow, “Mir”, Moscow, pp 103 - 226, Russian 81 Phô lôc KÕt tính toán Welcome to Fluent 5.3.18 Copyright 1999 Fluent Inc All Rights Reserved Loading "C:\FLUENT.INC\fluent5.3\lib\fl_s1186.dmp" Done License for fluent expires 01-jan-2020 > Reading "D:\Setup\SETUP\FLUENT\Tut5\ELBOW\ELBOW1.CAS" 918 triangular cells, zone 9, binary 1300 2D interior faces, zone 3, binary 100 2D wall faces, zone 4, binary 2D velocity-inlet faces, zone 5, binary 2D velocity-inlet faces, zone 6, binary 2D pressure-outlet faces, zone 7, binary 34 2D wall faces, zone 8, binary 537 nodes, binary 537 node flags, binary Done Building grid, materials, interface, zones, wall-8 pressure-outlet-7 velocity-inlet-6 82 velocity-inlet-5 wall-4 internal-3 fluid-9 Done Grid Check Domain Extents: x-coordinate: (m) = 0.000000e+00, max (m) = 1.625600e+00 y-coordinate: (m) = -1.152788e-01, max (m) = 1.625600e+00 Volume statistics: Minimum volume (m3): 1.794957e-04 Maximum volume (m3): 2.830411e-03 Total volume (m3): 1.085759e+00 Face area statistics: Minimum face area (m2): 2.018039e-02 Maximum face area (m2): 1.046036e-01 Checking number of nodes per cell Checking number of faces per cell Checking thread pointers Checking number of cells per face Checking face cells Checking face handedness Checking element type consistency Checking boundary types: Checking face pairs Checking periodic boundaries 83 Checking node pairs Checking node count Checking nosolve cell count Checking nosolve face count Checking face children Checking cell children Done No nodes moved, smoothing complete Done Number faces swapped: Number faces visited: 1300 Iter continuity x-velocity y-velocity energy k epsilon time/iter 0000e+00 1.6781e+01 5.9876e+00 5.7867e-04 1.3501e-01 6.5208e-01 0:00:00 99 1.0000e+00 8.6149e-02 9.1384e-02 2.6304e-04 1.2841e-01 5.3031e-01 0:00:00 98 8.9274e-01 4.0624e-02 5.2534e-02 1.6516e-04 6.7075e-02 1.9231e-01 0:00:00 97 5.9712e-01 1.7662e-02 3.3468e-02 1.7143e-04 4.4143e-02 1.2392e-01 0:00:0096 8.6787e-01 2.3771e-02 3.9538e-02 1.5632e-04 3.4899e-02 8.6909e-02 0:00:0095 7.2079e-01 1.8172e-02 3.7012e-02 1.4352e-04 2.9356e-02 6.9773e-02 0:00:0094 5.3340e-01 1.4975e-02 2.0512e-02 1.0637e-04 2.7026e-02 5.9849e-02 0:00:0093 4.1352e-01 1.0416e-02 1.3037e-02 1.1048e-04 3.0480e-02 6.0392e-02 0:00:00 92 4.7997e-01 1.4438e-02 2.8251e-02 8.8195e-05 2.4262e-02 5.1851e-02 0:00:0091 10 2.8831e-01 8.4487e-03 1.0467e-02 6.5641e-05 2.3140e-02 4.6549e-02 0:00:0090 11 2.2930e-01 5.8238e-03 iter 8.2582e-03 5.9143e-05 1.9432e-02 3.8528e-02 0:00:0089 continuity x-velocity y-velocity energy k epsilon time/iter 122.0470e-01 4.9199e-03 7.3736e-03 5.3896e-05 1.8194e-02 3.8347e-02 0:00:0088 132.0638e-01 4.8562e-03 7.3737e-03 5.1286e-05 1.7430e-02 3.9601e-02 0:00:0087 141.6894e-01 4.0103e-03 6.3641e-03 4.5226e-05 1.5205e-02 3.3759e-02 0:01:26 86 151.4297e-01 3.5964e-03 5.7208e-03 4.0093e-05 1.2937e-02 2.6668e-02 0:01:0885 161.3202e-01 3.1344e-03 5.2941e-03 3.6124e-05 1.0931e-02 1.9623e-02 0:00:5484 171.1825e-01 2.8858e-03 5.0317e-03 3.2606e-05 9.3903e-03 1.4372e-02 0:00:4283 84 181.0701e-01 2.6284e-03 4.6907e-03 3.0590e-05 8.2923e-03 1.2029e-02 0:00:382 191.0066e-01 2.4149e-03 4.3445e-03 2.8163e-05 7.4573e-03 1.0768e-02 0:00:27 81 20 9.6197e-02 2.2462e-03 4.0136e-03 2.5638e-05 6.7396e-03 9.8029e-03 0:00:21 80 21 9.1140e-02 2.0576e-03 3.7563e-03 2.3270e-05 5.9818e-03 8.8632e-03 0:00:17 79 22 8.5116e-02 1.8907e-03 3.5280e-03 2.1725e-05 5.3619e-03 9613e-03 0:00:13 78 iter continuity x-velocity y-velocity energy k epsilon time/iter 23 8.4926e-02 1.7753e-03 3.3396e-03 2.0201e-05 4.7972e-03 7.0477e-03 0:00:10 77 24 8.2847e-02 1.6765e-03 3.1926e-03 1.8288e-05 4.4051e-03 6.4567e-03 0:00:08 76 25 7.6604e-02 1.5532e-03 3.0502e-03 1.6988e-05 4.0138e-03 5.8955e-03 0:00:06 75 26 7.1306e-02 1.4377e-03 2.9240e-03 1.5645e-05 3.6556e-03 5.4161e-03 0:00:05 74 27 6.4830e-02 1.3186e-03 2.8307e-03 1.4438e-05 3.2789e-03 4.9306e-03 0:00:04 73 28 5.9725e-02 1.2263e-03 2.7459e-03 1.3225e-05 2.9199e-03 3955e-03 0:00:03 72 29 5.6350e-02 1.1359e-03 2.6554e-03 1.2093e-05 2.5905e-03 3.8789e-03 0:00:02 71 30 5.1109e-02 1.0473e-03 2.5448e-03 1.1443e-05 2.3086e-03 3.3208e-03 0:00:02 70 31 4.7322e-02 9.6598e-04 2.4131e-03 1.0082e-05 2.0452e-03 2.8181e-03 0:00:02 69 32 4.5203e-02 8.5077e-04 2.2782e-03 9.0389e-06 1.8856e-03 2.4607e-03 0:00:01 68 33 4.1510e-02 7.8268e-04 2.1348e-03 8.0096e-06 1.6807e-03 2.1092e-03 :00:01 67 iter continuity x-velocity y-velocity energy k epsilon time/iter 34 4.2070e-02 7.0097e-04 1.9887e-03 7.5278e-06 1.5888e-03 2.0143e-03 0:00:01 66 35 4.1099e-02 6.4962e-04 1.8382e-03 6.5561e-06 1.5133e-03 1.8847e-03 0:00:0165 36 3.9382e-02 5.8763e-04 1.6910e-03 6.5300e-06 1.4020e-03 1.7130e-03 0:00:00 64 37 3.6043e-02 5.4934e-04 1.5410e-03 5.6486e-06 1.2830e-03 1.5357e-03 0:00:00 63 38 3.2315e-02 4.9191e-04 1.4052e-03 4.8780e-06 1.1512e-03 1.3711e-03 0:00:00 62 39 2.9039e-02 4.4512e-04 1.2701e-03 4.5191e-06 1.0454e-03 1.2349e-03 0:00:00 61 40 2.7355e-02 4.1333e-04 1.1488e-03 4.3745e-06 9.6685e-04 1.1439e-03 0:00:00 60 41 2.5423e-02 4.0870e-04 1.0396e-03 3.8337e-06 8.9822e-04 1.0476e-03 0:00:00 59 42 2.3375e-02 3.7344e-04 9.3373e-04 3.4863e-06 8.0597e-04 9.3169e-04 0:00:00 58 43 2.0162e-02 3.4533e-04 8.3268e-04 3.4068e-06 6.9915e-04 8.0787e-04 0:00:00 57 44 1.7740e-02 3.2764e-04 7.4594e-04 3.0832e-06 6.0298e-04 6.8521e-04 0:00:00 56 85 iter continuity x-velocity y-velocity energy k epsilon time/iter 45 1.6400e-02 3.0022e-04 6.6822e-04 2.7959e-06 5.2163e-04 5.8242e-04 0:00:00 55 46 1.4911e-02 2.7241e-04 5.8176e-04 2.5103e-06 4.5507e-04 5.1077e-04 0:00:11 54 47 1.3804e-02 2.4224e-04 5.0738e-04 2.3005e-06 3.9804e-04 4.4500e-04 0:00:09 53 48 1.2423e-02 2.1925e-04 4.3677e-04 2.0456e-06 3.4369e-04 3.8891e-04 0:00:07 52 49 1.1087e-02 1.9143e-04 3.7017e-04 1.9931e-06 3.0011e-04 3.4874e-04 0:00:05 51 50 9.9910e-03 1.7678e-04 3.1604e-04 1.6646e-06 2.7711e-04 3.2840e-04 0:00:04 50 51 8.7310e-03 1.5107e-04 2.6672e-04 1.3542e-06 2.4761e-04 2.9707e-04 0:00:03 49 52 7.5822e-03 1.3002e-04 2.2535e-04 1.1332e-06 2.1407e-04 2.6357e-04 0:00:03 48 53 6.5821e-03 1.0885e-04 1.8821e-04 8.9169e-07 1.8368e-04 2.2880e-04 0:00:02 47 54 5.6268e-03 8.8280e-05 1.5529e-04 7.1979e-07 1.5450e-04 1.9360e-04 0:00:02 46 55 4.7342e-03 7.0078e-05 1.2932e-04 5.4467e-07 1.2774e-04 1.5935e-04 0:00:01 45 iter continuity x-velocity y-velocity energy k epsilon time/iter 56 4.0122e-03 5.7773e-05 1.1017e-04 4.4206e-07 1.0357e-04 1.2818e-04 0:00:01 44 57 3.3973e-03 4.8669e-05 9.2989e-05 3.5642e-07 8.5022e-05 1.0459e-04 0:00:01 43 58 2.8020e-03 3.9199e-05 7.5944e-05 3.1909e-07 7.0267e-05 8.7961e-05 0:00:01 42 59 2.2980e-03 3.0469e-05 5.9264e-05 2.4602e-07 5.8893e-05 7.4010e-05 0:00:00 41 60 1.8500e-03 2.4014e-05 4.7770e-05 2.0840e-07 4.8963e-05 6.1976e-05 0:00:00 40 611.5155e-03 1.9550e-05 3.9037e-05 1.8042e-07 4.0861e-05 5.2771e-05 0:00:00 39 62 1.2420e-03 1.5897e-05 3.2302e-05 1.6175e-07 3.4341e-05 4.5709e-05 0:00:00 38 63 1.0465e-03 1.3476e-05 2.7140e-05 1.5205e-07 2.9305e-05 4.0392e-05 0:00:00 37 64 solution is converged 64 8.5318e-04 1.1017e-05 2.2485e-05 1.2386e-07 2.4733e-05 3.4937e-05 :00:0036 86 ... chất lỏng hỗn hợp đ ờng ống Mục đích đề tài: Nghiên cứu ứng dụng phần mềm Fluent tính toán số thông số động học (vận tốc, nhiệt độ, áp suất) biểu diễn d ới tr ờng biến đổi toán hỗn hợp hai dòng chất. .. giải toán thủy khí động lực học cách dễ dàng, xác cao tiết kiệm đ ợc thời gian hiệu cao chọn đề tài nghiên cứu là: Nghiên cứu ứng dụng phần mềm Fluent tính toán số thông số động học hai dòng chất. .. phï hợp hay không t ơng ứng với biến đổi thông số động học 42 Ch ơng 3: ứng dụng phần mềm Fluent để mô tính toán thủy khí động lực học 3.1 Phạm vi ứng dụng phần mềm Fluent - Mô trình chuyển động