شرط مرزی دیوار متحرک
Moving Wall Boundary Condition
شرط مرزی دیوار متحرک درواقع زیر مجموعهای از شرط مرزی دیوار است. مرز دیواره میتواند ثابت یا متحرک باشد. شرایط سکون یا حرکت دیواره در بخش Momentum پانل شرط مرزی دیوار تعیین میگردد (شکل بالا). گزینه Stationary Wall در قسمت Wall Motion بیانگر یک دیواره ساکن و ثابت است. در حالیکه گزینه Moving Wall یک دیواره متحرک با حرکت انتقالی یا دورانی را مشخص میکند.
در بسیاری از مسائل نظیر شبیهسازی جریان در داخل روتور، مرزهای دیواره متحرک است. در صورتیکه مرز دیواره دارای حرکت مماسی باشد، لازمست سرعت انتقالی و یا دورانی دیواره مشخص گردد. شرائط سرعت دیواره در قسمت Motion تعیین شرط مرزی دیواره مشخص میگردد. قابل توجه است که در نرمافزار فلوئنت امکان شبیهسازی جریان در مسائلی که دیواره عمود بر مسیر جریان حرکت میکند، امکان پذیر نیست. البته با استفاده از تعریف سرعت نسبی میتوان تا حدود بسیار زیادی این مشکل را از بین برد.
تعیین سرعت مطلق یا نسبی در شرط مرزی دیوار متحرک
در صورتیکه المانهای مجاور دیواره متحرک باشد (یعنی از قاب مرجع (Reference Frame) متحرک یا شبکه لغزان (Sliding Mesh) استفاده شود)، میتوان سرعت دیواره نسبت به ناحیه متحرک را بصورت مطلق (گزینه Absolute در قسمت Motion) و یا نسبی (گزینه Relative to Adjacent Cell Zone در قسمت Motion) تعریف کرد. اگر سرعت دیواره بصورت نسبی تعریف شود، سرعت صفر دیواره به این مفهوم است که دیواره نسبت به قاب مرجع ثابت است و بنابراین باید سرعت قاب مرجع بصورت مطلق تعیین گردد.
در مسائلی که از قاب یا قابهای مرجع متحرک یا شبکههای لغزان و یا سطوح اختلاط استفاده شده و سرعت دیوراه نسبت به آنها ثابت باشد، پیشنهاد میگردد که سرعت دیوراه بطور نسبی مشخص گردد. این امر موجب کاهش خطای احتمالی تعریف پارامترها توسط کاربر شده و همچنین با تغییر سرعت قاب، دیگر نیازی به تعریف مجدد سرعت دیواره نمیباشد. همچنین در صورتیکه سرعت مطلق قاب مرجع صفر باشد، مفهوم سرعت نسبی یا مطلق دیواره تفاوتی با یکدیگر ندارد.
سرعت انتقالی دیواره
برای مسائلی که مرز دیواره دارای حرکت خطی یا انتقالی باشد (بعنوان مثال یک کانال مربعی که یکی از مرزهای آن متحرک است)، میتوان سرعت دیوراه را با استفاده از گزینه Transitional در قسمت Motion پانل شرط مرزی دیواره (ابتدای صفحه) مشخص نمود. طبق پیشفرض نرمافزار فلوئنت دیوراه ثابت بوده و گزینه Moving Wall غیر فعال است. لذا لازم است ابتدا گزینه Moving Wall را فعال کنید.
سرعت دورانی دیواره
برای شبیهسازی جریان در حالتهایی که دیوار بصورت دورانی حرکت میکند، با استفاده از گزینه Rotational در قسمت Motion، سرعت دورانی دیواره (کادر متن Speed) نسبت به محور (Rotation Axis) و مرکز دوران (Rotation Axis Origin) مشخص شده، تعیین میگردد (شکل پایین). در مسائل دو بعدی محور دوران همان محور Z دستگاه مختصات است. در این حالت لازمست در تعیین مرکز دوران دقت شود. اما برای مسائل دو بعدی متقارن محوری، محور دوران مؤلفه X دستگاه مختصات بوده و مرکز دوران موضوعیت ندارد. تأکید میگردد که سرعت دورانی دیواره باید بدقت تعیین گردد. در بسیاری موارد مشاهده شده که کاربران دقت کافی در تعریف این نوع سرعت دیواره نداشتند!
مؤلفههای سرعت
البته گزینه دیگری با عنوان Components نیز برای تعریف حرکت دیوار وجود دارد. این گزینه در قسمت پایین گزینه Rotational در شکل بالا وجود دارد. با انتخاب این گزینه تنها لازمست مؤلفههای x، y و z سرعت دیواره را مشخص نمایید.
تعیین سرعت دیوار برای دیوارههای دو طرفه
همانطور که پیشتر اشاره گردید، اگر یک دیواره بین دو ناحیه پیوستگی قرار گرفته باشد، نرمافزار فلوئنت بطور خودکار یک دیواره سایه (Shadow) متناظر با دیواره مذکور تولید میکند. در این حالت میتوان برای هر دو دیواره واقعی و سایه (Shadow) سرعتهای متفاوت تعریف کرد. البته ذکر این نکته ضروریست، در صورتیکه یک دیواره (با دیواره مجازی متناظر با آن) مجاور یک ناحیه جامد باشد، نمیتوان برای آن حرکتی در نظر گرفت.
مطالب مرتبط
شرایط مرزی گونههای شیمیایی روی دیوار