fluent气体动态模拟问题请教

cxl飞翔

附件里有图片。我现在想模拟知道气体进去后，在腔体里达到平衡时间t，平衡时，腔体的内的压强p。
此腔体下端是个可移动的wall。在外面（wall下端）实际上是有个弹簧，初始位置时弹簧为原长，不变形。
进气口通气后，压电片在此位置不变，气体进入腔体，一定时间后，里面压强会与弹簧形成平衡，多余气体便从上面出口出去。
不知道能不能通过fluent模拟出来。
大家帮个忙。这个牵涉到小弟的毕设。QQ：540648897   email:chxl8687@126.com

xrs333

至少你先用工程流体力学、工程热力学的方法先算一下。实际上就是一个入流/出流过程，建立一个零维模型，写个方程组，用simulink数值求解。

cxl飞翔

能具体说一下嘛？我是学机械的。对流体力学的内容不是很了解。

xrs333

国内大多数机械专业对流体力学和热力学都不懂，大缺陷。

通流

版主说的不错。你的这个动态过程用SIMULINK比较合适。问题是，FLUENT到底有没有用？
根据我的理解你的问题是所有的几何尺寸都是给定的，除了那个底下的带弹簧的壁面。出口是一直通着大气，而进口处有个阀门通着某个压力容器。这个阀门也许是可调的，来控制有多少气流进入你的这个装置。有一点我不清楚，这个压电片的位置也是可控的，这个装置的输出只是弹簧片的稳定后的位置吗？
你的问题是在进口阀门打开或关闭后，这个底部壁面的动态变化是什么？当然稳定后，就是最后的位置。
那么在建立这个问题的数学模型时，就有如下几步：
（1）建立数学模型的大致形式，也就是xrs333版主说的微分方程。这一般都是一个带阻尼的二阶系统。由于你做的是与流体有关的，这个系统还带点非线性。
（2）需要确定微分方程中的一系列系数。主要是容腔的体积，及气流的阻力。这时FLUENT就有用了。
（3）用SIMULINK解这个问题。这时已经没有悬念了。

不知我说的与你想的是不是一致。如果路子是对的，我们还可以接着讨论FLUENT到底能怎么帮你。

通流

这是不是MEMS的装置？

cxl飞翔

可以QQ具体谈一下嘛？540648897

通流

如果没有什么秘密，你就在这儿发表你的东西。

xrs333

给你发张图，把上面的参数都找到关系，写出方程。可以简化。用simulink解算，调整参数很方便，很好玩的。你这个装置不关心损失和效率，别用fluent。
找你们学校动力系的帮帮忙。
对于系统的特性你要预先有个估计。

[ 本帖最后由 xrs333 于 2010-2-28 13:12 编辑 ]

通流

这个二阶系统里，目前还没有惯性项。也许这个底部的壁就是惯性项？弹簧是怎么实现的？还有一个可能的惯性项是气流的惯性。量级还需要估计。才注意到进口压力有8个大气压。一定有堵塞的位置。这可能会使系统的行为简单些，因为下游的事情不会影响到上游去。

xrs333

原帖由 通流 于 2010-2-28 13:31 发表

                               
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这个二阶系统里，目前还没有惯性项。也许这个底部的壁就是惯性项？弹簧是怎么实现的？还有一个可能的惯性项是气流的惯性。量级还需要估计。才注意到进口压力有8个大气压。一定有堵塞的位置。这可能会使系统的行为简单 ...

对。再加上底壁质量m1和压电片的质量m2。
但也可以先搞一阶系统。

[ 本帖最后由 xrs333 于 2010-2-28 13:38 编辑 ]

通流

这个问题挺有意思的。当毕业设计，好像有点难。研究这么个动力系统，至少得硕士研究生水平吧。

通流

与LZ聊了几句。这个装置是要通过压电片的位置（也就是在压电材料上的电压）来控制底部壁面上的压力（也就是位置）。
xrs333已经把整个系统都标出来了。我提一个如何得到那些阻力系数的办法。
其实办法很简单。就是用定常的FLUENT计算，来得到那些阻力系数。这里的主要假设是当地的阻力系数（或者流动）是准定常。准定常的意思是，虽然流动是非定常的，但用定常流得到的结果已经足够精确。（其实，几乎所有的定常流其实都是准定常。）
这里，原来是壁面的底部要变成能够让气流流出，也就是在远离A1的底部要开个口，让气流流出。
这只是计算的设置。如何处理结果，得到阻力系数，还有不少工作。LZ先自己试试。

xrs333

那就包括压电片的力学模型。
我的建议是那些孔、缝等的阻力系数用经验方法就行，也就是查手册。有一本《实用流体阻力手册》就很好，前苏联人编的。先不劳FLUENT，更细节的问题再用它辅助一下，弄几个花里胡哨的图。这样你的毕业论文显得就挺那什么的，哈。

通流

重要的是整个解决问题的途径，特别是逻辑要清楚。