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Hallo!
Ich möchte einen fallenden Wassertropfen in Fluent simulieren.
War hat damit Erfahrung und wie sollte ich am besten anfangen?
Die Form in Gambit zeichnen und was für ein mesh sollte ich benutzen?

Jede Form von info wird mir helfen.
Vielen Dank
Björn

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Moin!

Ich muss zwar vorsichtig sein, weil ich selber mit Fluent gar nicht arbeite, aber wenn man diesen gelinkten Artikel liest, erscheint Dein Ziel doch sehr, sehr hoch gesteckt zu sein.

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Roland  
www.Das-Entwicklungsbuero.de

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Hmmm, danke!
Also das fallen lasse ich dann besser mal weg...

Was ich versuche geht sowieso mehr um das "brechen" des Wassertropfens wenn er auf einen balken fällt. Und dieses würde ich gerne simulieren.
Dazu müsste ich den Wassertropfen als ein Medium definieren, das von der Luft durch eine boundary getrennt ist (denke ich). Wie mache ich das?
Und als nächstes wie siumliere ich den "aufprall"?

Ich habe sowas noch nie gemacht und stehe im moment noch sehr ratlos da...

Vielen Dank
Björn

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Hallo,

das Stichwort sollte VOF (Volume Of Fluid) sein. Ob Fluent diese Problemstellung lösen kann, weiß ich nicht, da ich nur kurz VOF in Fluent gerechnet habe. Zu der Thematik gibt es in Fluent aber auch mehrere Tutorials.

Alternative wäre IMHO Flow-3D. Gearbeitet habe ich damit noch nicht, nur Demos von VOF-Simulationen gesehen.
http://www.flow3d.com/

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Viele Grüße

Dominik

[Diese Nachricht wurde von Dominik.Mueller am 09. Jun. 2009 editiert.]

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Für diese Art der VOF-Anwendungen bin ich inzwischen von Fluent auf OpenFOAM umgestiegen. Der VOF-Solver in OpenFOAM ist wirklich hervorragend für meine Anwendungen auch deutlich stabiler. Dazu noch OpenSource.

Ulrich

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Dr.-Ing. Ulrich Heck
ulrich_heck@dhcae.de
http://www.dhcae.de

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Ok, das hört sich schonmal gut an. Danke!
Ich werde mir das mal ansehen.
Ich habe aber bisher nur mit inlet boundaries und pressure outlet gearbeitet um Luftströmungen über objekte zu simulieren.
Wie bekomme ich das hin, dass entweder der wassertropfen oder der Balken sich bewegt, so dass ich einen Afprall simulieren kann?
Wird 2D dafür ausreichen oder 3D? Was meint ihr?
Vielen Dank
Björn

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Hallo,

ich würde zunächst mit einem 2D-Netz beginnen; hier bekommst du am schnellsten Ergebnisse und kannst, wenn die Rechnung einmal sauber durchläuft, später immer noch auf 3D wechseln.

Bei der Umsetzung selbst wäre ich so vorgegangen: Als Ausgangsgeometrie für das Netz ein einfaches Rechteck (bzw. Quader bei 3D) verwenden und als komplett mit Phase 1 (z.B. Luft) gefüllt definieren. Anschließend innerhalb dieses Netzes eine Kreis- (bzw. Kugel-) Geometrie als Phase 2 (Wasser) initialisieren. Zuletzt noch sicherstellen, dass die Schwerkraftrichtung stimmt und dann sollte der Fall eigentlich problemlos laufen.

Ist allein der Fall des Tropfens das Ziel deiner Untersuchung oder eine bestimmte Aktion danach (Aufprall, Zerstäubung, etc..)?

Viele Grüße
Johannes

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Der Aufprall und Zerstäubung sind das eigentliche Ziel der Simulation.

Wie bringe ich den Balken in die Simulation?
Kann ich diesen einfach als Rechteck zeichnen und als Metall o.ä. Material definieren? Wird der Wassertropfen dann auf den Balken fallen?
Danke!

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Ich veruche es gerade in Gambit zu zeichnen.
Was für ein boundary type muss ich für Wasser und Luft spezifizieren? "internal, interior"?
Muss ich die 2 faces subtrahieren um einen Wassertropfen in Luft zu bekommen?

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Ich würde zunächst keinen separaten "Balken" erstellen, sondern einfach die unterste Fläche des rechteckigen Simulationsraums als feste Wand definieren, auf die dann der Tropfen (wenn wie gesagt die Schwerkraftrichtung stimmt) auch aufprallen wird.

Solange du nicht eine "Moving Mesh"-Simulation planst, in der Tropfen und Umgebung separat vernetzt und frei zueinander beweglich sind, würde ich den Tropfen gar nicht erst als Geometrie definieren, sondern nur in Form einer (skalaren) Feldgröße initialisieren:
"0" = Phase 1 = Luft = Umgebung
"1" = Phase 2 = Wasser = Kreis- bzw. Kugelfläche (Tropfen)

Ich kenne mich mit Fluent nicht besonders aus, deshalb kann ich dir den genauen Ablauf nicht sagen, aber es sollte trotzdem problemlos möglich sein.

Viele Grüße
Johannes

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Kann ich den tropfen als "face" und das rechteck aussen herum als seperates "face" definieren? Und wie genau bekomme ich das mit fluent hin, dass ich Phase 1 (wasser) auch der Kreis ist und das rechteck luft? Ich habe das in Fluent gefunden und wasser und luft als Phases definiert. Ich habe nur die verbindung zu meinem mesh nicht gesehen.  

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Prüfe mal, ob du "Regionen" im Mesh definieren und ihnen eine bestimmte Phase zuweisen kannst.

Ich habe dein Problem mal kurz in OpenFOAM modelliert, aber wie schon gesagt sollte diese Initialisierung definitv auch in Fluent möglich sein.

Wenn es geklappt hat, sollte es etwa so aussehen:

Hier ein erstes Bild aus der laufenden Rechnung (t = 0,1 s):

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Das mit den Regionen hat gut geklappt-DANKE! aber der tropfen faellt nicht..bewegt sich nicht weiter nach unten.
Habe erdanziehung eingeschaltet.
Muss ich dann "moving boundaries" benutzen, damit der tropfen faellt?
Habe dann erstmal versucht mit Gegenwind, ob sich der Trofen veraendert, hat er aber auch nicht.

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Was du benötigst ist eine Fläche mit variablem In-/Outflow auf Basis eines konstanten Gesamtdrucks, sinnvollerweise die obere Rechteckfläche.

Ich habe für mein kurzes Beispiel einen inkompressiblen VOF-Solver genutzt und daher p(rel) = 0 für den gesamten Simulationsraum sowie die obere Teilfläche definiert. Die drei weiteren Begrenzungsflächen sind fixed walls ohne weitere Besonderheiten.

Grüße
Johannes

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DropV-down.JPG

Der Wassertropfen formt sich jetzt so... Ich habe ihm eine geschwindigkeit gegeben von 2m/s und einen sehr schwachen Wind nach Oben. Der Tropfen ist auch nicht zu gross, denke ich, mit einem Durchmesser von 4mm. "surface tension" ist 71mN/m. Das sollte auch korrekt sein. Was kann den Tropfen dazu bringen mehr wie ein "tropfen" auszusehen?
Danke!

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Ist die Geschwindigkeit des Tropfens sowie der Aufwind vorgegeben? Ansonsten hätte ich den Tropfen aus entsprechender Höhe einfach "frei" fallen gelassen.

Falls in Fluent Mehrphasenströmungen auch stationär möglich sind, wäre eine derartige Initalisierung die einfacherere Lösung, da der Simulationsraum nicht unnötig erweitert werden muss. Sobald hier eine konvergente Lösung für den Tropfenflug vorliegt, könnte diese als Startbedingung für den transienten Solver (Aufprall + Zerstäubung) verwendet werden.

Viele Grüße
Johannes

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Das Problem war nur, dass ich die "Time-steps" zu gross gewaehlt habe. Mit sehr kleinn time-steps funktioniert es perfekt. Danke!

Hat jemand von euch schonmal in Fluent die animations option benutzt?

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