1. Khảo sát mô hình

Cấu trúc hình học

Xét bình khuấy với cánh khuấy dạng đĩa tròn có hình dạng như sau:

Highslide JS

Vì hình dạng của bình khuấy có dạng tròn xoay và đối xứng nên ta có thể chuyển mô hình về dạng mô hình 2D như sau:

Highslide JS

Mô hình dòng chảy (cân bằng động lượng)

Sự lưu chuyển của lưu chất trong thiết bị có thể được mô tả bằng phương trình Navier-Stokes:

Highslide JS

Trong đó:

u : vector vận tốc, (m/s).

rho: khối lượng riêng (kg/m3)

eta: độ nhớt (Ns m-2)

p: áp suất (Pa)

Phương trình trên được viết lại trong hệ tọa độ trục như sau:

Highslide JS

Điều kiện biên

Highslide JS

Các điều kiện biên của mô hình.

2. Xây dựng mô hình

Thiết lập ban đầu

Grid Setting:

rmin = -0.005

rmax = -0.025

zmin = -0.005

zmax = 0.045

r spacing = 0.01

Extra r = 0.001 0.008

z spacing = 0.01

Extra z = 0.014 0.017

Các hằng số:

Rho = 1000

eta = 1e-3

Định nghĩa cấu trúc hình học của thiêt bị

Vẽ hình như hình vẽ với các tọa độ: (0, 0), (0.02,0),(0.02, 0.04), (0.001,0.04),(0.001, 0.017), (0.008,0.017),(0.008, 0.014), và (0, 0.014).

Điều kiện biên

Highslide JS

Như hình vẽ

Tạo lưới phần tử

1. Chọn Free Mesh Parameter trong menu Mesh

2. Custom mesh size

3. Maximum element size = 4e-3

4. Trong tab Boundary, chọn tất cả các biên trong Boundary Selection bằng cách nhấn Ctrl + A

5. Maximum element size = 5e-4

6. Nhấn remesh rồi nhấn OK.

Tính toán mô hình

1. Chọn Solver Parameter trong menu Solver

2. Chọn Parametric

3. Name of parameter = omega

4. List of parameter values = 0.25*pi 0.5*pi 2*pi 4*pi

5. Nhấn OK

6. Nhấn Solve

3. Kết quả mô phỏng

Highslide JSHighslide JSHighslide JSHighslide JS

Các chế độ omega = 0.25pi; 0.5pi; 2pi và 4pi

Highslide JS

Profil vận tốc của lưu chất trong bình khuấy + Trường độ nhớt (chế độ chảy rối)

Trịnh Hoài Thanh

Nguồn Blog Nhatquyen

Tham khảo thêm

[1] P.M. Gresho and R.L. Sani, Incompressible Flow and the Finite Element Method, vol.2, p469, John Wiley and Sons Ltd., 1998.

[2] FEMLAB Module Guide

Hits smaller text tool iconmedium text tool iconlarger text tool icon

Comments powered by H2N2

Tin liên quan:
Tin mới hơn:
Tin cũ hơn:

VIDEO CLIP

DANH MỤC TÀI LIỆU

Mô phỏng sự chuyển động của lưu chất đối với cánh khuấy dạng đĩa tròn xoay bằng Femlab