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Thema: Druck (2582 / mal gelesen)
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hulli
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erstellt am: 18. Jan. 2018 15:57  <-- editieren / zitieren -->   Unities abgeben:          
Hi Leute, bin gerade beim Auswerten meiner Modelldaten und möchte den Druck in (m^2/s^2) in Pa umrechnen und die Drag und Lift forces über die Normalen in Paraview mit berechnen und ansehen. Jetzt habe ich schon ein wenig im Netz gesucht und bin fündig geworden. Im Calculator (nach ExtractSuraceFilter)
Dragforce (Pa) = p(m^2/s^2) * rho (kg/m^3) * NormalsX Von der Formel und von der Anzeigen in Paraview klappt alles.
Nur zur Sicherheit, so wie ich das verstanden habe werden die Drücke in OF "nur" als Gradient verwendet und können so nicht als "echte" Drücke angesehen werden. Deshalb habe ich mir mit den postprocessing Utilities noch den static pressure bzw. den den Totalpressure ausgegeben lassen. Nun zu meiner Frage:
welchen Druck muss ich nun in die obige Gleichung einsetzen um Lift / Drag berechnen zu können? Also p*1000(Dichte) oder staticp * 1000(Dichte)? (Dichte wird anscheinend über nu in den transportProperties bestimmt). Oder habe ich mal wieder etwas völlig falsch verstanden  ?
Ich Danke Euch für Eure Zeit und Hilfe !!!!
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hulli
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erstellt am: 18. Jan. 2018 19:05 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben:
Hi Leute!!! ich hoffe ich habe es gefunden im postprocessing bzw. functions im controlDict -> function Objects -> pressure kann man rhoInf = rho und rhoInf = 1000 setzen und dann ist staticp = pk * 1000 ... was das gleiche ist als würde man es pit paraview multiplizieren nur, dass bei den Einheiten Pa steht... Ich hoffe dass ich das so richtig vertanden habe... und so die drag forces korrect berechnen kann ... Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
hulli
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erstellt am: 19. Jan. 2018 16:46 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben:
Hi Leute!!! nur eine Frage. In wie fern muss man denn den Atmosphärischen Druck in Betracht ziehen also p_ref bei den functions forces / pressure um "korrekte" Kräfte zu bekommen??? Ihr würdet mir echt weiter helfen da meine berechneten Käfte so ziemich klein sind bzw. die Drücke deutlich geringer als der hydro statische Druck ... Danke Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
Shor-ty
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erstellt am: 23. Jan. 2018 20:04 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für hulli 
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hulli
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erstellt am: 24. Jan. 2018 09:10 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben:
Lieber Tobias, TOP! Vielen vielen Dank!!!
Das mit Blender auf eine Ebene zu projizieren ist wirklich eine sehr sehr edle Lösung !!!! Werde ich heute Mittag gleich mal ausprobieren !!! Dann klappt es hoffentlich auch mit den CF. Fingers crossed!!! Merci!!!!!!!!!!!!!! Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
Ed93
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erstellt am: 24. Jan. 2018 18:51 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für hulli
Moin, wieso berechnest du die Kräfte bzw. Beiwerte nicht direkt? Im controlDict musst du dafür nur einige Zeilen ergänzen. Wenn du das ganze in Paraview machst, dann siehst du die Verteilung der Kräfte auf der gesamten Oberfläche, aber nicht die Gesamtkraft. Deine Druckkraft ist das Integral über deine gesamte Oberfläche. Eventuell hab ich dich aber auch falsch verstanden. Ich kenne deine Modelldaten nicht. Oft werden für Druckmessungen Bohrungen auf dem Körper vorgenommen. Damit misst du den statischen Druck.
Grüße,
Ed93
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hulli
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erstellt am: 26. Jan. 2018 14:11 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben:
Moin sorry für die späte Antwort … war gestern unterwegs...  erstmals vielen vielen Dank für Deine Antwort genau so mache ich es jetzt. Ich habe im controlDict "force" als functionObject eingefügt und das auf mein stl bezogen (rhoin = 1000). Um das gegen zu checken hab ich das in Paraview wie Du beschrieben hast gemacht. Also surfaces extrahiert + Normale berechnet (Celldata an + Splitting aus) und dann im calculator z.B.: in x --> p * Dichte * Normals berechnet. Das gibt mir dann die räumliche Verteilung der Drücke also Nomals_x(-) * p(Pascal). Wenn ich dann integriere mit dem integrate variables Filter bekomme ich dann die Kraft in (N). Stimmt das? Soweit war mir alles klar ich hatte nur ein Verständnisproblem in wie fern ich pref (beim postprocessing) setzen muss um den Atmosphärischen Druck mit in die Auswertung mit einzubeziehen. Aber da im piso mit den Durckgradient gerechnet wird und ich den Strom über die Geschwindigkeit injiziere und nicht über einen Druckgradient (ich meine über eine Druckrandbedingung) dann ist es wohl egal ob pref = 5, 100000 oder irgendein anderer Wert ist und die Kraft auf mein Objekt immer gleich hoch sein muss.... Also setze ich pref = 0
und bekomme Kräfte die auch in der Literatur zu finden sind... Jetzt muss ich nur noch Tobias Methode machen damit ich die korrekten Fläche bzw. die Weite meines stl s korrekt berechnen um Cd zu berechnen... Vielen vielen Dank für den Support !!!!!!!!!
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Ed93
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erstellt am: 26. Jan. 2018 22:46 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für hulli
Moin, ich halte deinen Weg immernoch etwas mühselig. Es gibt die Möglichkeit die Widerstandskräfte und Widerstandskoefficienten direkt zu berechnen. Schau mal in den Tutorials und kopier die entsprechenden Zeilen einfach in dein controlDict, nur musst du sie entsprechend anpassen. Was passiert ist folgendes: Druckkräfte werden über die Summen der der Drücke auf deine faces berechnet, in dem sie für je ein patch addiert werden und mit den Zellnormalen und den faceflächen multipliziert werden. Reibungskräfte werden berechnet, indem dein Spannungstensor mit der Flächennormalen und der Fläche einer Face multipliziert wird. Diese werden auf die ganze fläche auffadiert, da numerisch integriert wird. Das kannst du auch im Code nachlesen in forces.C. Sry für das Denglisch.
Zum pref. Dies ist dein Referenzdruck, den du von deinem p abziehst. pref ist by default 0, kannst es natürlich anpassen, sehe aber in deinem Fall keinen Grund zu. Passt du pref an, so sollte etwas anderes rauskommen. Wenn du inkompressible rechnst, sind nur die Gradienten von Entscheidung, das ist richtig. Da du den PISO solver nutzt, gehe ich mal davon aus.
Beim Vergleich mit deiner Literatur musst du wissen, um was für Widerstandskräfte es sich handelt. Druck? Reibung? Beides? Ich weiß nicht was du berechnest, je nach Fall sind Druck- oder Reibungskräfte maßgebend. Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
hulli
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erstellt am: 26. Jan. 2018 23:17 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben:
Moin, Erstmal vielen Dank für Deine genaue Erklärung!!! Vielleicht hatte ich mich etwas kompliziert ausgedrückt! Das mit dem controlDict und den functionObjects (forces / forecoefs) hatte schon zuvorkommend hingehauen! Ich war mir nur unsicher bei den Einheiten. Aber Dank Deiner super Erklärung konnte ich den Schritt auch nachvollziehen und mit paraview nochmals nachrechnen und es kommt so ziemlich das gleiche raus was gut ist... Aber Besonders Deine Erklärung für pref ist mega hilfreich und bringt Licht ins Dunkel!!! ja Mit den literaturwerten hast Du recht ich muss die Druckwerte vergleichen... jetzt noch die Werte im controlDict anpassen für force coefficient und dann sollte das Modell hoffentlich passen ( nicht zu früh freuen) ... kannst Dir garnicht vorstellen wie dankbar ich für dieses Forum und die Hilfe bin !!! Schönes Wochenende!!! Merci!!! Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
Ed93
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erstellt am: 27. Jan. 2018 12:14 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für hulli
Moin, bei den ausgegebenen Widerstands- und Auftriebsbeiwerten musst du aufpassen, weil zum Berechnen einfach Reibungs- und Druckkräfte addiert werden. Du kannst somit nicht sehen, welche Kräfte dominieren. Meistens sind es Druckkräfte, aber das kommt auf deinen Fall an. Deswegen würde ich immer zusätzliche die Kräfte berechnen lassen. Die kannst du dann durch die Fläche und den Staudruck teilen, um deinen Beiwert zu erhalten. Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
hulli
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erstellt am: 27. Jan. 2018 20:47 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben:
Moin, Erstmal wieder vielen Dank für Deine Hilfe auch am Wochenende  . Ich simuliere die Strömung (incompressible) um eine Art Wurzel mit recht vielen Verästelungen. Geschwindigkeitsprofile zur Validierung habe ich aus einem Strömungskanalexperiment. Diese passen endlich nach langem Schrauben am mesh / Turbulenzmodell jetzt auch ganz gut mit den simulierten . Zum Duck nehme ich auch wie Du schon sagst an dass Druck höher als die Reibungskräfte sind. Im controlDict lasse ich mir jetzt den statischen Druck den totalen Druck und die Forces ausgeben. Im Ordner post processing habe ich dann das force file und da steht drin total forces pressure forces und viscous forces aufgelistet wobei viscous plus pressure forces total forces ergibt. Ist das was Du meinst? Witzigerweise ist das nur so bei of 1605 bzw 1705 so und bei of 5 werden nur die Totalkräfte ausgegeben... oder was es umgekehrt... muss nochmals nachsehen...auf jedenfall sind bei mir die pressure forces deutlich höher als die viscous forces... nur nebenbei sorry für eventuelle Tippfehler liegt am Handy... Sorry aber vielleicht hab ich jetzt was nicht geschnallt aber wie meinst du das jetzt mit den Wiederstandsbeiwerten ??? Machst Du das dann in paraview also totaldruckfeld- statisches Druck Feld -> dynamischer Druck —> Staudruck geteilt durch die projizierte Fläche meiner Wurzel die entgegen der Strömung wirkt oder hab ich jetzt wieder was vergeigt??? Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
Shor-ty
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erstellt am: 27. Jan. 2018 20:56 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für hulli
Guten Abend die Herrschaften, find ich gut das ich hier nichts dazu sagen muss. So sollte es in zukünftigen Threads auch sein. Ich lese in Ruhe mit und das wars Wollte noch kurz erwähnen, dass es anscheinend die incompressiblen und compressiblen force coeffs libraries gibt (was für ein deutsch-englisch). Zumindest hab ich das gestern im Guide Kapitel 6.2.1.3 gelesen. Jedoch hab ichs nicht grep'n können. Kann aber auch sein, dass meine Dev etwas verstaubt ist. Die Druckkräfte sollten generell höher sein; kommt natürlich auch drauf an was du für ein Fluid hast und wie die Geometrie ist. Allgemein würde ich mit Paraview nur grobe Schätzungen durchführen. Die Interpolation in Paraview ist nicht die Beste und letztlich solltest du immer die Zellwerte nehmen, wenn mans ganz genau haben will. Was du für Probleme mit der forceCoeffs hast versteh ich nicht. Du nimmst die forceCoeffs Function von OF und hast alles tabellarisiert. Wo ist das Problem? ------------------
Viele Grüße,
Tobias Holzmann OpenFOAM® Tutorials | Training | Publikationen | Für Anfänger wiki.openfoam.com Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
hulli
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erstellt am: 27. Jan. 2018 22:03 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben:
Guten Abend!!! Bitte Nicht falsch verstehen... mit den Force coefficient Funktionen habe ich kein Problem ist auch alles excellent in Deinem Tutorial gezeigt worden... ich bin nur über Eds Satz Zitat :”Die kannst du dann durch die Fläche und den Staudruck teilen, um deinen Beiwert zu erhalten.” irritiert ... aber jetzt ist mir auch klar dass ich dazu die Tabelle nehmen kann und dann die Beiwerte berechnen kann... manchmal hab ich echt ne lange Leitung!!! Danke für Eure Geduld mit mir. Ja da hast Du recht ... ich habe die Libaries für die inkompressiblen Fall genommen ... keine Sorge das hast Du mir schon beigebracht... Paraview (plot over line cell data ansehen ..) nehme ich meist nur zusätzlich um die Schritte des post Processing nachzuvollziehen oder hüsche Abbildungen zu machen!!!
Vielen vielen Dank Dank Euch allen !!!!! Schönes Wochenende noch!!!
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Ed93
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erstellt am: 28. Jan. 2018 18:23 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für hulli
Moin, Zitat:
Original erstellt von hulli:
ich bin nur über Eds Satz Zitat :”Die kannst du dann durch die Fläche und den Staudruck teilen, um deinen Beiwert zu erhalten.” irritiert
Damit meinte ich nur, dass die zur Entdimensionierung der Widerstandskräfte durch die Fläche und den Staudruck teilst, sprich 1/2*rho*u^2. Ich mache immer alles direct im controlDict, in paraview berechne ich meist nichts und schaue mir nur die Strömungstopologie an. Das ist mit getrennte libraries wusst ich nicht. Ich nahm immer an, dass zur Berechnung der Reibungskräfte immer devRhoRheff genutzt wird. Die inkompressiblen solver rechnen schließlich mit der durch die Dichte geteilten Navier-Stokes-Gleichung. Deswegeb muss zur Berechnugn der Druck- und Reibungskräfte nochmal mit der Dichte multipliziert werden, was auch so in forces.C steht. Wenn du turbulent rechnest, dann hast du theoretisch noch die turbulente kinetische Energie, die wie ein zusätzlicher Druck auf das Geschwindigkeitsfeld wirkt, sowie einen zusätzlichen modellierten Spannungstensor. Der Spannungstensor wird auf jeden Fall berücksichtigt, aber wie ist das mit dem k? Das habe ich mich schon länger gefragt...
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hulli
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erstellt am: 29. Jan. 2018 19:08 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben:
Moin, Dankeschön!!!! Alles klar das mit der Entdimensionalisierung habe ich jetzt auch geschnallt... Wusste ich auch nicht dass das controlDict "formeln" frisst muss ich gleich morgen mal testen... Zu den libaries meinte ich nur dass im postProcess ordner die kräfte unterschiedlich aufgelistet werden ob ich nun die 1602 oder of 5 version nehme die totalkraft ist dann die gleiche ... Aber dass da so manches unterschiedlich ist weisst Du bestimmt ... Ob immer devRhoRheff verwended wird muss ich auch nochmal nachsehen ... Wie gesagt ist mir nur im output aufgefallen...
oh mann jetzt hatte ich mich schon ein bisschen gefreut dass meine 1.2 N mit den Literaturangaben passen aber ich muss nochmals nachsehen ggf. hilft mir das Ferziger Buch weiter ... Falls ich was finde lass ich es Dich sofort wissen!!! Nochmals vielen Dank für Deine Hilfe !!!!!!!! Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
Shor-ty
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erstellt am: 29. Jan. 2018 19:32 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für hulli
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Ed93
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erstellt am: 30. Jan. 2018 09:20 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für hulli
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hulli
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erstellt am: 30. Jan. 2018 10:07 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben:
Guten Morgen !!!! vielen Dank für Eure Hilfe in den letzten Tagen...Forces / Pressures im controlDdict haben jetzt auch hingehauen. Für die Forcecoeffs habe ich dank Tobias tutorial (Mega hilfreich DANKE!!!!) auch die Fläche / Länge berechnen können. Bei meiner Wurzel musste ich im Blender noch ein paar Löcher reinschneiden, mit dem knife Project tool, aber das sollte auch geklappt haben... Das einzige was ich mich noch frage ist der magUInf Wert. Mir ist dabei schon klar, dass es sich hierbei um die Geschwindigkeitsmagnitude des farfields handelt, steht ja auch in der Beschreibung. Aber was ich nicht herausfinden konnte ist folgendes:
Am inlet gebe ich ein Profil vor das in einem Strömungskanal gemessen wurde. Der Strom entwickelt sich und trifft dann auf die Wurzel und bildet dann Turbulenzen etc... Ich nehme an dass ich magUInf aus dem „ungestörtem“ Bereich vor der Wurzel nehmen sollte. Aber welchen Wert muss ich dann für magUInf nehmen? Ist es eins) der maximal Wert oben am Rand, zwei) der Mittelwert meines Profils über die Höhe, oder drei) etwas ganz anderes. Sorry die Frage mag mal wieder banal erscheinen aber ich konnte keine Antwort finden…
Vielen Dank Euch !!!!
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Ed93
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Catia V5
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erstellt am: 31. Jan. 2018 14:30 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für hulli
Moin, ich kann dir nicht ganz folgen. Wieso ist der Maximalwert deiner Strömung am Rand? Wenn du mit der Literatur etc vergleichst ist es wichtig, dass du zur Berechnung diesselben Referenzgrößen nimmst und diese auch angibst. Solange du z.B. für den Widerstandsbeiwert für Aref und Uref jedes mal diesselbe Größe nimmst und es konsistent machst, dann sehe ich keinen Grund für Einwände. Wenn du mit Literaturwerten vergleichst, dann nimmst du als Referenzgrößen die, die dort angegeben sind. Der Zweck von Entdimensionierung ist das erreichen einer einfachen Vergleichbarkeit. Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
hulli
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erstellt am: 31. Jan. 2018 16:05 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben:
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