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12/05/2020 Lição 0 - Antes de começar… | Flowsquare flowsquare.com/2013/11/25/lesson-1-0-before-you-start/ 1/1 Lição 0 - Antes de começar… 25 de novembro de 2013 Como usar? Yuki Minamoto Antes de começar (ou depois de começar), é uma boa idéia conhecer um pouco do básico de como simulamos um campo de fluxo. Suponha que a Fig. 1 seja o campo de fluxo que queremos resolver. Figura 1: Campo de fluxo que queremos resolver. Existem 3 etapas para simular o fluxo. Primeiro , discretizamos o campo em pontos de malha NX x NY , como na Fig. 2 (NX e NY são números de pontos de malha nas direções horizontal e vertical). Figura 2: Primeiro discretizamos o campo de fluxo em pontos de malha nx x ny . Segundo , calculamos muitas MUITAS equações em cada ponto da malha (no espaço) para obter a solução instantânea. As equações são explicadas no Guia do Usuário . Terceiro , avançamos a solução pouco a pouco ( dt ) a pouco ( dt ) no tempo para obter a mudança temporal do fluxo. Aqui, dt é o incremento de tempo físico por etapa de tempo e, normalmente, isso tem uma ordem de microssegundos. É assim que o Flowsquare simula fluxos. Mole-mole! http://flowsquare.com/2013/11/25/lesson-1-0-before-you-start/ http://flowsquare.com/category/how_to_use/ http://flowsquare.com/author/yoritomo86/ http://flowsquare.com/wp-content/uploads/2013/12/Basics0.png http://flowsquare.com/wp-content/uploads/2013/12/Basics1.png http://flowsquare.com/Download4/Users_Guide.pdf http://flowsquare.com/Download4/Users_Guide.pdf 12/05/2020 Lição 1.1 - Abra a caixa! | Flowsquare flowsquare.com/2013/11/26/lesson-1/ 1/4 Lição 1.1 - Abra a caixa! 26 de novembro de 2013 Como usar? Yuki Minamoto Nesta página, aprenderemos uma série de procedimentos necessários para simular fluxos com o Flowsquare usando um exemplo de configuração numérica. Neste momento, você não precisa ler ou entender o que está escrito no Guia do Usuário . Além disso, não se preocupe se encontrar algumas palavras que não entende. Você os entenderá eventualmente. Dentro da caixa (pasta) Tenho certeza de que você já baixou e descompactou o software (caso contrário, consulte DOWNLOAD ). Certifique-se de que existem os fluxosquare.exe , bc.bmp e grid.txt no diretório principal (pasta). Eles têm papéis importantes da seguinte maneira. 1. flowsquare.exe: O software 2. bc.bmp: uma imagem de bitmap que contém a condição de contorno da simulação 3. grid.txt: um arquivo de texto que contém todos os parâmetros de simulação Esses arquivos são configurados inicialmente para uma simulação do fluxo de canais 2D, portanto, você não precisa alterá-los por enquanto. Além disso, você pode usar os seguintes arquivos de entrada, dependendo dos seus casos de simulação (mas usamos os três arquivos acima apenas nesta página!). 4. ic.bmp: uma imagem de bitmap que contém a condição inicial da simulação 5. bg.bmp: uma imagem de bitmap para o plano de fundo do domínio de simulação Lembre-se de que bc.bmp, grid.txt, ic, bmp (opcional) e bg.bmp (opcional) são os arquivos de entrada para simulações, e toda vez que você inicia uma simulação, esses arquivos são lidos no diretório principal. Fluxo de canal bidimensional Simularemos um fluxo de canal bidimensional usando os arquivos de entrada padrão. Um fluxo de canal bidimensional é um fluxo em que o fluido flui entre duas paredes paralelas. A ilustração esquemática do campo de fluxo de simulação é mostrada na Fig. 1 abaixo. Figura 1: Configuração numérica Execute a simulação Clique duas vezes em flowsquare.exe para executar sua primeira simulação de fluxo de fluido. A Figura 2 é o que você vê. Vamos pular esse lembrete pressionando a tecla Enter . Você será lembrado toda vez que iniciar uma simulação ou poderá doar para receber uma Licença de Doação ou solicitar uma licença de Estudante posteriormente para obter uma senha e desbloquear o software. Observe que você pode usar a velocidade máxima de computação do Flowsquare depois de desbloquear o software com a senha. Consulte Tipos de licença . http://flowsquare.com/2013/11/26/lesson-1/ http://flowsquare.com/category/how_to_use/ http://flowsquare.com/author/yoritomo86/ http://flowsquare.com/Download4/Users_Guide.pdf http://flowsquare.com/Download4/Users_Guide.pdf http://flowsquare.com/#download http://flowsquare.com/wp-content/uploads/2013/11/Configuration.png http://flowsquare.com/license-types/ 12/05/2020 Lição 1.1 - Abra a caixa! | Flowsquare flowsquare.com/2013/11/26/lesson-1/ 2/4 Figura 2: Pule esta página ou desbloqueie o software . Figura 3: (Etapa 1) Digite o nome do seu caso de simulação. A Figura 3 mostra o que você vê depois de pular o lembrete de doação (observe que você verá um design de janela diferente aleatoriamente). Aqui, você precisa decidir o nome do seu caso de simulação, colocá-lo na caixa e pressionar a tecla Enter . Você pode usar o nome que quiser, mas aqui vamos usar "Ch0" para o caso. Figura 4: (Etapa 2) Confirme o nome do caso e pressione a tecla Enter. Agora, você pode ver uma janela semelhante à Fig. 4. Se você não gostar do nome do caso, pressione a tecla ESC para voltar à janela anterior. Se você estiver satisfeito com o nome do caso, pressione a tecla Enter e a simulação começará posteriormente. Explicação da exibição da simulação Se você executar sua primeira simulação usando os arquivos originais, verá algo semelhante à Fig. 5. O campo mostrado é u , que é a velocidade do componente x , e o fluido flui da esquerda para a direita. Existem alguns números e caracteres que significam algo. As descrições são as seguintes (consulte os números na Fig. 5), mas não se preocupe se você não entender algumas das palavras por enquanto. 1. Nome atual do caso http://flowsquare.com/wp-content/uploads/2013/12/Window_Donate.png http://flowsquare.com/license-types/ http://flowsquare.com/wp-content/uploads/2013/11/Window_Start.png http://flowsquare.com/wp-content/uploads/2013/11/Window_Name2.png 12/05/2020 Lição 1.1 - Abra a caixa! | Flowsquare flowsquare.com/2013/11/26/lesson-1/ 3/4 2. Barra de cores do mapa de cores atual. Os números esquerdo, médio e direito são, respectivamente, os valores mínimo, médio e máximo do campo exibido. 3. Nome do campo exibido. Tem: rho (kg / m ^ 3): densidade da mistura u (m / s): componente de velocidade na direção x v (m / s): componente de velocidade na direção x spd (m / s): magnitude da velocidade (sqrt (u ^ 2 + v ^ 2)) vort (1 / s): vorticidade temp (K): Temperatura (para caixas pré-misturadas / não pré-misturadas) taxa (kg / m ^ 3s): taxa de reação (para casos pré-misturados) Ma: número Mach (para casos Sub / supersônicos) c / xi: Escalar / variável de progresso / fração de mistura (para alguns casos não reativos e pré-misturados / não pré-misturados) p-p0 (Pa): Pressão - pressão de referência, pres0 em grid.txt xi_air: fração de mistura entre a variável de progresso e o ar puro (em alguns casos pré-misturados) R / rho (J / kg) : energia / densidade total (para casos subsônicos / supersônicos) prs2 (kg / m ^ 3s ^ 2): (du / dx + dv / dy) / dt - um termo aparece na equação de Poisson (para todos os casos, exceto casos subsônicos / supersônicos) 4. Tempo físico (segundos) 5. Etapa do tempo atual 6. Cálculo de limite de convergência para a equação de Poisson 7. Modo de simulação atual. Existem quatro modos e especificados em grid.txt. [0]: Fluxos não reativos e incompressíveis [1]: Fluxos reativos pré - misturados [2]: Fluxos reativos não pré-misturados [3]: Fluxos invíscidos subsônicos / supersônicos 8. Esquema numérico atual. Existem quatro conjuntos de esquemas disponíveis e especificados em grid.txt. Lo: métodos de Diferença Finita Central de 2ª ordem e Euler (1ª ordem) Oi: Métodos de diferença finita central de 4ª ordem e de Runge-Kutta de 3ª ordem lw: Diferença finita central de segunda ordem e métodos de Lax-Wendroff (ponto médio) LW: Métodos de diferença finita central de 4ª ordem e métodos de Lax-Wendroff (ponto médio) Figura 5: Tela de simulação. Se você usar o bc.bmp e o grid.txt padrão, a simulação será interrompidano 4000º passo e a janela retornará às Figs. 2 ou 3. Vá para o diretório com o nome do caso que você acabou de criar (“Ch0” se você seguiu as instruções acima) e verifique se há três subpastas: bkup , dump e figs . Essas pastas contêm: http://flowsquare.com/wp-content/uploads/2013/11/Window_Ch0_1_ex.png 12/05/2020 Lição 1.1 - Abra a caixa! | Flowsquare flowsquare.com/2013/11/26/lesson-1/ 4/4 bkup: Backup de dados dos arquivos de entrada da simulação; grid.txt, bc.bmp, ic.bmp (opcional) e bg.bmp (opcional) dump: despeja dados (ou reinicia dados ou resultados de simulação, mas todos iguais!) figs: figuras de saída Para a configuração padrão, os dados de despejo são salvos uma vez a cada 2000 etapas de tempo e um número é gerado uma vez a cada 200 etapas de tempo (você pode saber a etapa de tempo gerada a partir do nome dos dados / figura). A figura é significativa para você ou não? Em breve, você poderá saber muito da figura. Obrigado pela leitura! 12/05/2020 Lição 1.2 - Controle de exibição (fluxo de canal cont. De L1.1) | Flowsquare flowsquare.com/2013/12/02/lesson-2-channel-flow-cont-from-l1/ 1/5 Lição 1.2 - Controle de exibição (fluxo de canal cont. De L1.1) 2 de dezembro de 2013 Como usar? Yuki Minamoto Na lição anterior , aprendemos como iniciar a simulação usando o caso de fluxo de canal predefinido. Nesta página, aprenderemos algumas das funções que você pode usar durante as simulações. Na simulação de um fluxo de canal 2D, você vê uma janela exibindo u como na Fig. 1. Figura 1: Janela de simulação durante o fluxo do canal 2D (bc.bmp e grid.txt originais). Essa tela é chata. Então, vamos torná-lo um pouco mais interessante e mais informativo. Pressione [Ctrl] + Tenquanto a janela de simulação estiver ativa e você verá algo assim no canto superior esquerdo da janela de simulação, como na Fig. 2. Isso mostra o tempo computacional por cada etapa de tempo e o incremento físico do tempo (intervalo de tempo) por intervalo de tempo. No caso da Fig. 2, são necessários 49 (ms) (milissegundos) para calcular uma etapa de tempo, e o tempo físico aumenta em 0,0178 (ms) a cada etapa de tempo. Observe que o tempo computacional varia dependendo do computador que você usa. Eu uso um laptop equipado com Core i5-2400M CPU@2.50GHz no Windows 7 (eles fazem um trabalho decente!). Para desligar, pressione [Ctrl] + T mais uma vez. Figura 2: [Ctrl] + T exibe o tempo computacional por etapa de tempo e o incremento de tempo físico. Para desligar, [Ctrl] + T mais uma vez. Apenas uma quantidade ( u ) pode não fornecer uma boa imagem do campo de fluxo para você. Pressione ↑(tecla de seta para cima) e você verá os vetores de velocidade sobrepostos no campo u , como na Fig. 3. Agora, pode ficar mais claro para você que o fluido flui da esquerda para a direita. A cor do vetor, número de vetores, tamanho das setas em pixels pode ser ajustada pelos usuários editando grid.txt, usando as teclas de atalho do teclado ou elas são determinadas automaticamente. Para desativar a exibição do vetor na janela de simulação, pressione ↓ (tecla de seta para baixo). http://flowsquare.com/2013/12/02/lesson-2-channel-flow-cont-from-l1/ http://flowsquare.com/category/how_to_use/ http://flowsquare.com/author/yoritomo86/ http://flowsquare.com/2013/11/26/lesson-1/ http://flowsquare.com/wp-content/uploads/2013/12/Window_Ch0_1.png http://flowsquare.com/wp-content/uploads/2013/12/Window_Ch0_2.png 12/05/2020 Lição 1.2 - Controle de exibição (fluxo de canal cont. De L1.1) | Flowsquare flowsquare.com/2013/12/02/lesson-2-channel-flow-cont-from-l1/ 2/5 Figura 3: ↑ (tecla de seta para cima) exibe vetores de velocidade sobrepostos no campo mostrado. Às vezes, mesmo durante a simulação, pode ser necessário examinar seu campo de fluxo instantâneo. Nesse caso, você deseja interromper a simulação. Pressione [ESC] enquanto a simulação está em andamento e você será solicitado a escolher uma opção como na Fig. 4. Em seguida, pressione [Enter] para continuar a simulação, pressione Q para encerrar o caso atual ou pressione qualquer outra tecla (exceto [ ESC]) para iniciar uma análise no campo de fluxo instantâneo atual. Aqui, vamos pressionar qualquer outra tecla (exceto [ESC]) e ver como é o campo de fluxo do seu canal 2D. Figura 4: Pressione a tecla [ESC] durante a simulação e você será solicitado a escolher uma opção. Modo de análise Se você escolher o modo de análise pressionando uma das teclas na tela mostrada na Figura 4, verá uma tela semelhante à Figura 5 posteriormente. Nesse modo, você pode ver números seguindo o cursor do mouse dentro do domínio computacional. Esses números mostram o valor local no local do cursor do campo mostrado. No caso da Fig. 5, os números são algo como "1.118477e-001 @ (122,60)" sobrepostos no campo de velocidade u . Isso significa que ( i , j ) = (122, 60), u = 0,1118477 (m / s). Aqui, i e j significa localização do celular. Para o caso de fluxo de canal atual, 1 < i <384 (eixo horizontal) e 1 < j<128 (eixo vertical). Mova o cursor do mouse para examinar seu campo u em detalhes. Figura 5: Janela do modo de análise. Exibir um gráfico Na janela do modo de análise, clique no botão esquerdo do mouse (clique esquerdo) e você verá um pequeno quadrado vermelho no local do seu cursor. Em seguida, mova o mouse um pouco (ou mais) e clique com o botão esquerdo novamente. Agora você verá um gráfico transversal http://flowsquare.com/wp-content/uploads/2013/12/Window_Ch0_3.png http://flowsquare.com/wp-content/uploads/2013/12/Window_Ch0_ESC.png http://flowsquare.com/wp-content/uploads/2013/12/Window_Ch0_Analysis1.png 12/05/2020 Lição 1.2 - Controle de exibição (fluxo de canal cont. De L1.1) | Flowsquare flowsquare.com/2013/12/02/lesson-2-channel-flow-cont-from-l1/ 3/5 do campo u ao longo da linha preta conectando esses dois pequenos quadrados vermelhos (Figs. 6– 8). Para desativar a exibição do gráfico, clique com o botão esquerdo novamente (mas não é necessário fazê-lo aqui). Figura 6: Clique no botão esquerdo do mouse (clique esquerdo) e você verá um pequeno quadrado vermelho no local do seu cursor. Figura 7: Mova o mouse um pouco (ou mais) e clique com o botão esquerdonovamente. Figura 8: Agora você verá um gráfico do campo u ao longo da linha preta conectando esses dois pequenos quadrados vermelhos. Observe que você também pode construir um gráfico de seção transversal ao longo do eixo x (horizontal). As coisas mostradas na janela do gráfico são explicadas abaixo (consulte o número na Fig. 8.). 1. A linha preta que se estende até a direção y (vertical) conecta os dois pequenos quadrados vermelhos que você criou (clicando com o botão esquerdo). Os dados para o gráfico são extraídos ao longo desta linha preta (seção transversal). 2. O gráfico da seção transversal 3. O valor mínimo na seção transversal 4. O valor do meio na seção transversal 5. O valor máximo da seção transversal 6. O valor local no local do pequeno quadrado azul na seção transversal. O quadrado azul se move após a localização y do mouse , que também é mostrada no gráfico. 7. Média da seção transversal do campo mostrado, exceto para as regiões do limite da parede. - http://flowsquare.com/wp-content/uploads/2013/12/Window_Ch0_Analysis2.png http://flowsquare.com/wp-content/uploads/2013/12/Window_Ch0_Analysis3.png http://flowsquare.com/wp-content/uploads/2013/12/Window_Ch0_Analysis4_ex.png 12/05/2020 Lição 1.2 - Controle de exibição (fluxo de canal cont. De L1.1) | Flowsquare flowsquare.com/2013/12/02/lesson-2-channel-flow-cont-from-l1/ 4/5 Alterar campo exibido Talvez você esteja um pouco entediado com o campo u . Vamos exibir outro campo - densidade, v , velocidade, vorticidade, etc. Para alterar o campo exibido, use as seguintes teclas. rho (kg / m ^ 3): 1 u (m / s): 2 v (m / s): 3 spd (m / s): 4 vort (1 / s): 5 temp (K): 6 taxa (kg / m ^ 3s): 7 c / xi: 8 p-p0 (Pa): 9 xi_air: [Shift] +8 prs2 (kg / m ^ 3s ^ 2): [Shift] + P Se você precisar procurar o que esses caracteres (por exemplo, rho (kg / m ^ 3)) significam, volte à postagemanterior a qualquer momento. Observe que o gráfico e essas teclas também podem ser usados durante a simulação (embora a velocidade da simulação se torne um pouco mais lenta). Aqui, vamos exibir o campo v(componente de velocidade vertical) (pressionando 3 ) como na Fig. 9. Agora, tanto a cor quanto o gráfico mostram o campo v . Como você pode ver, existem muitas oscilações numéricas (aprenderemos como minimizá-las posteriormente). Agora pressione 2 para voltar ao campo u e clique com o botão esquerdopara desligar o gráfico (e você verá algo como a Fig. 5). Figura 9: Exiba o campo v (componente de velocidade vertical) pressionando 3 . - Exibir linhas de contorno Há mais um recurso que preciso explicar. Pressione o botão direito do mouse dentro do domínio computacional. Você deve ver que uma linha de contorno apareceu no nível do cursor do mouse, como na Fig. 10. A pequena caixa com um número no canto superior esquerdo é exibida por 1 segundo depois de adicionar a linha de contorno, mostra quantas linhas de contorno você usado até agora (contador de contorno). Você pode adicionar mais linhas de contorno (até 50) clicando com o botão direito do mouse. Para remover a última linha de contorno que você criou, pressione a tecla [Espaço] e o contador de contornos diminui em 1. Para remover todas as linhas de contorno, pressione a tecla [Excluir] e o contador de contornos é redefinido para zero. Figura 10: Clique com o botão direito do mouse para exibir as http://flowsquare.com/2013/11/26/lesson-1/ http://flowsquare.com/wp-content/uploads/2013/12/Window_Ch0_Analysis5.png http://flowsquare.com/wp-content/uploads/2013/12/Window_Ch0_Analysis6.png 12/05/2020 Lição 1.2 - Controle de exibição (fluxo de canal cont. De L1.1) | Flowsquare flowsquare.com/2013/12/02/lesson-2-channel-flow-cont-from-l1/ 5/5 linhas de contorno do campo. Figura 11: Mais e mais linhas de contorno (até 50) se você clicar com o botão direito do mouse em mais. (Hahaha, a oscilação numérica é óbvia.) Se você tocou bastante com o seu atual campo de fluxo instantâneo, vamos retomar a simulação pressionando a tecla [ESC] para sair do modo de análise. Você se inclinou muito, mas isso é apenas parte do que o Flowsquare faz. Aprenderemos mais em breve. Obrigado pela leitura. http://flowsquare.com/wp-content/uploads/2013/12/Window_Ch0_Analysis7.png 12/05/2020 Lição 1.3 - Estabilidade e precisão (fluxo de canal cont. De L1.1) | Flowsquare flowsquare.com/2013/12/03/lesson-1-3-accuracy-and-stability-channel-flow-cont-from-l1-1/ 1/3 Flowsquare O so�ware Computational Fluid Dynamics gratuito, prático e integrado Lição 1.3 - Estabilidade e precisão (fluxo de canal cont. De L1.1) 3 de dezembro de 2013 Como usar? Yuki Minamoto Nas duas lições anteriores, mostramos como iniciar a simulação ( Lição 1.1 ) e algumas operações de exibição ( Lição 1.2 ). Na Lição 1.2, também observamos que existem oscilações numéricas nos campos de velocidade e vorticidade (Figs. 9 e 10 da Lição 1.2). Nesta lição, aprenderemos como definir alguns dos parâmetros no grid.txt para melhor precisão e / ou estabilidade numérica. Geralmente no CFD (Computational Fluid Dynamics), mais precisão de simulação requer mais recursos computacionais (tempo computacional, RAM, códigos complicados de modo, ...). Também na maioria das vezes, temos que comprometer a precisão da simulação e o tempo computacional para obter estabilidade numérica. Por favor, tenha em mente eles e vamos seguir em frente. Remover manobra numérica Primeiro, vamos considerar as oscilações numéricas que observamos na Lição 1.2 . Começamos a partir do grid.txt original para o caso de fluxo de canal 2D, que pode ser baixado aqui . Abra o grid.txt diretamente no principal. Conforme explicado na lição 1.1 , grid.txt especifica parâmetros numéricos. Todas as linhas, exceto os separadores, consistem em 3 blocos. Por exemplo, após o segundo separador de linha, você vê o seguinte: O primeiro bloco (01: cmode) indica um nome de cada parâmetro (geralmente um nome semelhante à notação usada no Guia do Usuário 01:cmode 0 // Simulation mode, .... ) O segundo bloco ("0" no exemplo acima) é o número que você especifica para cada parâmetro. Então o terceiro bloco (// modo de simulação, ...) é apenas um comentário e nada a ver com os resultados da simulação. Esses três blocos devem ser separados por espaço (s). Please locate the following lines: 02:nx 384 // No. grid points in x 03:ny 128 // No. grid points in y 04:lx 0.015 // Domain x-size 05:ly 0.005 // Domain y-size As the comments say, nx and ny are respectively number of grid points in x and y directions, and lx and ly are respectively the length in x and y directions (use SI units). Since Flowsquare solves flow field using Finite Di�erence Scheme, more number of grid points in a unit domain length means more accurate your simulation would be. However, more grid points massively increases the computational time, so you have to balance between the resolution and computational time. Also, except for special cases, the grid densities (lx/nx and ly/ny) in x and y direction should be equal. http://flowsquare.com/ http://flowsquare.com/2013/12/03/lesson-1-3-accuracy-and-stability-channel-flow-cont-from-l1-1/ http://flowsquare.com/category/how_to_use/ http://flowsquare.com/author/yoritomo86/ http://flowsquare.com/2013/11/26/lesson-1/ http://flowsquare.com/2013/12/02/lesson-2-channel-flow-cont-from-l1/ http://flowsquare.com/2013/12/02/lesson-2-channel-flow-cont-from-l1/ http://flowsquare.com/#download http://flowsquare.com/2013/11/26/lesson-1/ http://flowsquare.com/Download4/Users_Guide.pdf http://flowsquare.com/Download4/Users_Guide.pdf 12/05/2020 Lição 1.3 - Estabilidade e precisão (fluxo de canal cont. De L1.1) | Flowsquare flowsquare.com/2013/12/03/lesson-1-3-accuracy-and-stability-channel-flow-cont-from-l1-1/ 2/3 Now, we have following lines in grid.txt. 10:nfil 0 // Interval time steps for filtering 11:wfil 0 // Relaxation parameter for filtering These lines are directly related to the current problem — unphysical oscillation. Filtering means you add a viscosity to your flow so that tiny wiggles, which are too small to be physical, disappear. Let’s change the above lines to: 10:nfil 1 // Interval time steps for filtering 11:wfil 1 // Relaxation parameter for filtering and start the simulation. Let’s use “Ch0_filter” as the simulation case name. At around 600 time steps (approx 1 minute simulation), halt the simulation and display a cross sectional graph of v (vertical velocity component) field, just like the one shown in Figure 9 in Lesson 1.2. However this time, the wiggle disappears and the v field would be smooth like Fig. 1 shown below. Figure 1: v (vertical velocity component) field a�er using filtering option. Generally, you will need to use filtering for most of simulations. However, using wfil = 1 can sometimes be too much and it may result in a fluid like ketchup. I recommend you use wfil as small as possible (I would use 0.01–0.1). Enhance accuracy You may find following line specifying a numerical scheme you use in the simulation: 09:iorder 0 // 0: low order, 1: high order, .... You can use a number from 0 to 3 for iorder to choose from numerical schemes, and each number means: iorder=0: Low order scheme (2nd order di�erence, 1st order time integral) iorder=1: High order scheme (4th order di�erence, 3rd order time integral) iorder=2: 2nd order di�erence and Lax-Wendro� time marching (2nd order) iorder=3: 4th order di�erence and Lax-Wendro� time marching (2nd order) Here, let’s specify 1 for iorder (as follows), which means we will use a high order scheme to enhance simulation accuracy. 09:iorder 1 // 0: low order, 1: high order, .... Also, since we want to simulate as accurately as possible, remove all the additional viscosity by turning o� the filtering as this: 10:nfil 0 // Interval time steps for filtering http://flowsquare.com/wp-content/uploads/2013/12/Window_Ch0_Analysis5.png http://flowsquare.com/wp-content/uploads/2013/12/Window_Ch0_Analysis5_filtered.png12/05/2020 Lição 1.3 - Estabilidade e precisão (fluxo de canal cont. De L1.1) | Flowsquare flowsquare.com/2013/12/03/lesson-1-3-accuracy-and-stability-channel-flow-cont-from-l1-1/ 3/3 11:wfil 0 // Relaxation parameter for filtering Now, we are ready to start high accuracy simulation of the 2D channel flow. This time, computational time can be much longer (approx 3-5 times). You may halt the simulation and check if there are numerical wiggles (hopefully not!). Let’s name the high order simulation as “Ch1”, and simulate the flow using the high accuracy scheme until 4000 time steps. Next, we will compare the low and high order simulation results by using post-analysis mode. Thanks for reading! 12/05/2020 Lição 1.4 - Modo Pós-análise | Flowsquare flowsquare.com/2013/12/04/lesson-1-4-post-analysis-mode/ 1/2 Flowsquare O so�ware Computational Fluid Dynamics gratuito, prático e integrado Lição 1.4 - Modo Pós-análise 4 de dezembro de 2013 Como usar? Yuki Minamoto Nas Lições 1.1-1.3, aprendemos como executar simulações e os significados de alguns dos parâmetros especificados em grid.txt . Também executamos simulações usando o esquema de ordem baixa (nome do caso: Ch0) e o esquema de ordem alta (nome do caso: Ch1). Nesta lição, compararemos esses dois resultados usando o modo pós-análise incluído no Flowsquare. Usando o modo Pós-análise Se você seguiu as Lições 1.1–1.3, possui (pelo menos) resultados de duas simulações; "Ch0" e "Ch1" . Primeiro, execute o Flowsquare.exe e digite "Ch0 -a" no campo de nome do caso (Fig. 1) e pressione Enter. Aqui, "-a" (" espaço ", " - " e " a ") é o comando de opção para o modo Pós-análise, e usaremos esse modo para o caso Ch0 . No modo Pós-análise, todos os arquivos de entrada como grid.txt e bc.bmp são lidos na pasta de backup ( bkup na pasta case-name). Figura 1: Digite "Ch0 -a" como nome do caso. Agora, você vê os resultados da simulação do caso Ch0, como na Fig. 2. Figura 2: Janela pós-análise. Using Page up (PGUP) and Page down (PGDN) keys, you can change the time step of displayed results. Note the result of the time step you want to display has to be saved during the simulation by setting nfile parameter in grid.txt. For the default setting you have instantaneous results at 0, 2000, 4000th time step. http://flowsquare.com/ http://flowsquare.com/2013/12/04/lesson-1-4-post-analysis-mode/ http://flowsquare.com/category/how_to_use/ http://flowsquare.com/author/yoritomo86/ http://flowsquare.com/wp-content/uploads/2013/12/Window_Ch0_Post_Analysis1.png http://flowsquare.com/wp-content/uploads/2013/12/Window_Ch0_Post_Analysis2.png 12/05/2020 Lição 1.4 - Modo Pós-análise | Flowsquare flowsquare.com/2013/12/04/lesson-1-4-post-analysis-mode/ 2/2 Let’s display 4000 time step results by using the PGUP key. You may draw a cross sectional graph. For the Ch0 case, the result at 4000th tims step may look something like this (Fig. 3): Figure 3: Ch0 case (low order), u field, ts(time step)=4000, location of the graph is i=360. Comparison between low and high order results In the same way, you can display Ch1 (high order results) and you may see this (Fig. 4): Figure 4: Ch1 case (high order), u field, ts(time step)=4000, location of the graph is i=360. At the same physical time, under the same flow conditions, but clearly there are di�erences between Ch0 (low order) and Ch1 (high order) cases. So which is correct? For 2D channel flow configuration, you can obtain the analytical solution. According to the solution, the maximum u velocity is 1.5 times of cross sectional average of u velocity. Also, the u variation should be parabolic. For Ch0 case (low order), the maximum u is 0.1094 (m/s) and the cross-sectional average is 0.0739 (m/s) as in Fig. 3. The ratio of the two is 0.1094/0.0739=1.480, which means 98.7% of the theoretical value. It’s good! For Ch1 case (high order), the maximum u is 0.1295 (m/s) and the cross-sectional average is 0.0869 (m/s) as in Fig. 4. The ratio of the two is 0.1295/0.0869=1.490, which means 99.3% of the theoretical value. It’s better! Also, the low order scheme is usually more dissipative, and this is the main reason why average velocity is smaller in Ch0 (low) than in Ch1 (high). For these reasons, (as we expect) the high order scheme wins! However, computation with a low order scheme is much quicker. You have to balance these factors when you determine the simulation conditions and methods. There are loads more to explore, which we will learn soon. Thanks for reading. http://flowsquare.com/2013/12/02/lesson-2-channel-flow-cont-from-l1/ http://flowsquare.com/wp-content/uploads/2013/12/Window_Ch0_Post_Analysis3.png http://flowsquare.com/wp-content/uploads/2013/12/Window_Ch0_Post_Analysis4_Ch1.png 12/05/2020 Lição 2.1 - bc.bmp | Flowsquare flowsquare.com/2013/12/11/lesson-2-1-bc-bmp/ 1/2 Flowsquare O so�ware Computational Fluid Dynamics gratuito, prático e integrado Lição 2.1 - bc.bmp 11 de dezembro de 2013 Como usar? bc.bmp Yuki Minamoto Nesta página, aprenderemos como definir condições de contorno (BC) para simulações, para que você possa configurar sua própria simulação do zero. No entanto, é recomendável encontrar um caso semelhante em Sample Problems e modificar seus arquivos de entrada (bc.bmp, grid.txt, etc.) para se adequar ao seu caso. As condições de contorno são importantes, pois determinam a solução nos limites que se propagam por todo o domínio. No Flowsquare, usamos bc.bmp para definir BC para simulações, e bc.bmp precisa estar preparado para cada simulação. Para definir BC, podemos usar uma ferramenta de pintura comum, como o Microso� Paint, e salvar a imagem como * .bmp. Por exemplo, o bc.bmp padrão usado para a simulação de fluxo de canal 2D é algo como isto: Amostra de bc.bmp usada na simulação de fluxo de canal 2D. A figura representa as condições de contorno em todo o domínio da simulação. O tamanho de bc.bmp deve ser igual ao tamanho do domínio ( nx x ny pixels, onde nx e ny são especificados em grid.txt) , embora se o tamanho de bc.bmp não corresponder ao tamanho do domínio, o Flowsquare interpola a figura para sua simulação automaticamente. Aqui, você vê uma linha azul no lado esquerdo do domínio e duas linhas pretas na parte superior e inferior do domínio. Cada cor tem um significado específico e as seguintes cores são usadas para especificar vários BC no Flowsquare. Cor (R, G, B): descrição do tipo BC. & # 9608 Preto (0,0,0): limite antiderrapante de fluxo zero / temperatura fixa (parede). █ Blue (0,0,255): Inflow boundary. █ Red (255,0,0): Inflow boundary. █ Green (0,255,0): Moving wall boundary (zero-flux/fixed temperature). █ Pink (255,0,255): Pure air flow (can be used in premixed mode only). █ Yellow (255,255,0): Additional scalar boundary. Specifically for Blue, Red and Pink boundaries, they can be set only on the edge of the entire computational domain (eg. on (i, j)=(1, j), (nx, j), (i, 1), (i, ny) ). If these boundaries are used inside the domain (2<=i<=nx, and 2<=j<=ny), these colours are considered as initial conditions (note initial condition set using bc.bmp is prioritised over by ic.bmp). For each boundary type, there are several parameters to be set in grid.txt. Some parameters are optional so not all of them are to be specified by users. Here is what user will specify for each B.C. in grid.txt. The names of variables actually used in grid.txt are also introduced here. The cmode used in the below is mode of simulation which is 0: non-reactive, 1: reactive (premixed), 2: reactive (non-premixed) or 3: Sub/supersonic set in grid.txt. http://flowsquare.com/ http://flowsquare.com/2013/12/11/lesson-2-1-bc-bmp/ http://flowsquare.com/category/how_to_use/ http://flowsquare.com/tag/bc-bmp/ http://flowsquare.com/author/yoritomo86/ http://flowsquare.com/category/sample_problems/ http://flowsquare.com/2013/11/26/lesson-1/ http://flowsquare.com/wp-content/uploads/2013/12/bc.png 12/05/2020 Lição 2.1 - bc.bmp | Flowsquare flowsquare.com/2013/12/11/lesson-2-1-bc-bmp/2/2 █ Black (0,0,0): Non-slip zero-flux/fixed temperature boundary (wall). tempew: Temperature on the wall (optional). If it’s set to be the value other than 0 (zero), the wall temperature is fixed during the entire simulation. If it’s set to be 0 (zero), the wall temperature changes depending on the surrounding fluids (generally zero gradient). █ Blue (0,0,255): Inflow boundary. uin1: Velocity component in x (horizontal) direction on the boundary. vin1: Velocity component in y (vertical) direction on the boundary. rho1: Density on the boundary (has to be set for cmode=0 and 3, if this B.C. is used). temp1: Temperature on the boundary (has to be set for cmode=1 and 2, if this B.C. is used). scalar1: Mixture fraction (has to be set for cmode=2, if this B.C. is used). █ Red (255,0,0): Inflow boundary. uin2: Velocity component in x (horizontal) direction on the boundary. vin2: Velocity component in y (vertical) direction on the boundary. rho2: Density on the boundary (has to be set for cmode=0 and 3, if this B.C. is used). temp2: Temperature on the boundary (has to be set for cmode=1 and 2, if this B.C. is used). scalar2: Mixture fraction (has to be set for cmode=2, if this B.C. is used). █ Green (0,255,0): Moving wall boundary (iso-thermal/fixed temperature). imb: If it’s set to be 1, the boundary movement is repeated periodically. Set it to 0 (zero) otherwise. umb: Wall displacement speed in x (horizontal) direction. vmb: Wall displacement speed in y (vertical) direction. tempmb: Temperature of the moving wall. If it’s set to be the value other than 0 (zero), the wall temperature is fixed during the entire simulation. If it’s set to be 0 (zero), the wall temperature changes depending on the surrounding fluids (generally zero gradient). █ Pink (255,0,255): Pure air flow (can be used in premixed mode only). uin3: Velocity component in x (horizontal) direction on the boundary. vin3: Velocity component in y (vertical) direction on the boundary. temp3: Temperature on the boundary (has to be set if this B.C. is used). █ Yellow (255,255,0): Additional scalar boundary. scalarT: Scalar value on the boundary (corresponding to c in Eq. (25) without reaction in the Users’ Guide). It’s always easier to have a look at various example cases in Sample Problems to learn how to use each boundary condition to achieve what you want! http://flowsquare.com/Download4/Users_Guide.pdf http://flowsquare.com/category/sample_problems/ 12/05/2020 Lição 2.2 - ic.bmp | Flowsquare flowsquare.com/2013/12/12/lesson-2-2-ic-bmp/ 1/1 Flowsquare O so�ware Computational Fluid Dynamics gratuito, prático e integrado Lição 2.2 - ic.bmp 12 de dezembro de 2013 Como usar? Yuki Minamoto As condições iniciais (IC) são tão importantes quanto as condições de contorno. No Flowsquare, no entanto, as condições iniciais são definidas de acordo com o BC definido em bc.bmp e os valores iniciais especificados como variáveis a seguir em grid.txt .O cmode usado abaixo é o modo de simulação que é 0: não reativo, 1: reativo (pré-misturado), 2: reativo (não pré-misturado) ou 3: conjunto sub / supersônico em grid.txt . pres0: Pressão em (Pa) uin0: componente de velocidade inicial na direção x (horizontal) vin0: componente de velocidade inicial na direção x (horizontal) rho0: Densidade inicial (deve ser configurada para cmode = 0 e 3) temp0: temperatura inicial (deve ser definida para cmode = 1 e 2) scalar0: Fração inicial da mistura (deve ser configurada para cmode = 2) Então, basicamente, qualquer lugar branco no seu bc.bmp é inicializado de acordo com os valores acima em todo o domínio. Na maioria dos casos, isso deve ser bom, para que você não precise especificar o campo inicial adicionalmente. No entanto, para alguns casos, isso não é apropriado. Nesses casos, o IC pode ser definido separadamente usando uma imagem de bitmap denominada ic.bmp . O tamanho do ic.bmp deve ser igual ao tamanho do domínio ( nx x ny pixels, onde nx e ny são especificados em grid.txt), embora se o tamanho do ic.bmp não corresponder ao tamanho do domínio, o Flowsquare interpola a figura para sua simulação automaticamente. O IC é definido por cores diferentes, como em bc.bmp, como a seguir, mas existem algumas diferenças. Cor (R, G, B): descrição do tipo de CI. █ Black (0,0,0): Wall. Velocity is set to be 0 (zero). If temperature is not set for the wall, initial temperature on this boundary is temp0. █ Blue (0,0,255): Blue field is set to be the same as uin1, vin1, rho1 (cmode=0, 3), temp1 (cmode=1, 2), scalar1 (cmode=2). This does not to be on the edge of simulation domain unlike bc.bmp. █ Red (255,0,0): Red field is set to be the same as uin2, vin2, rho2 (cmode=0, 3), temp2 (cmode=1, 2), scalar2 (cmode=2). This does not to be on the edge of simulation domain unlike bc.bmp. █ Green (0,255,0): Moving wall boundary. █ Pink (255,0,255): Pure air stream (can be used in premixed mode only). █ Yellow (255,255,0): Additional initial scalar. ic.bmp is considered only at the beginning of each simulation. A�erwards, the field is determined based on the solution of transport equations and bc.bmp. http://flowsquare.com/ http://flowsquare.com/2013/12/12/lesson-2-2-ic-bmp/ http://flowsquare.com/category/how_to_use/ http://flowsquare.com/author/yoritomo86/ http://flowsquare.com/2013/12/11/lesson-2-1-bc-bmp/ 12/05/2020 Lição 2.3 - grid.txt | Flowsquare flowsquare.com/2013/12/12/lesson-2-3-grid-txt/ 1/6 Flowsquare O so�ware Computational Fluid Dynamics gratuito, prático e integrado Lição 2.3 - grid.txt 12 de dezembro de 2013 Como usar? Yuki Minamoto Todos os parâmetros considerados para resolver as equações aplicáveis no Guia do Usuário estão especificados em grid.txt . No grid.txt, todas as linhas, exceto os separadores de linha, consistem em 3 blocos. Por exemplo, as três primeiras linhas do grid.txt são mais ou menos assim: ---------- Control File for Flowsquare ver 4.0 (Use SI Unit) ---------- ------------------------- General Control Data ------------------------ 01:cmode 0 // Simulation mode,.... As duas primeiras linhas são separadoras. Como a terceira linha, todas as linhas, exceto os separadores, consistem em 3 blocos. O primeiro bloco ( 01: cmode ) indica um nome para cada parâmetro (geralmente um nome semelhante à notação usada no Guia do Usuário ). O segundo bloco (" 0 " no exemplo acima) é o número que você especifica para cada parâmetro. Então o terceiro bloco ( // modo de simulação,… ) é apenas um comentário e nada a ver com simulações. Esses três blocos precisam ser separados por espaços, e nenhum espaço deve ser inserido em cada bloco. Alguns dos parâmetros no grid.txt estão relacionados ao BC (bc.bmp) e / ou IC (ic.bmp). Aqui está uma lista de todos os parâmetros especificados em grid.txt e suas descrições. 1. ———- Control File for Flowsquare ver 4.0 (Use SI Unit) ———- 2. ————————- General Control Data ———————— 3. 01:cmode Mode of simulation, where cmode=0: Non-reacting flow simulation cmode=1: Reacting (premixed) flow simulation cmode=2: Reacting (non-premixed) flow simulation cmode=3: Sub/supersonic flow simulation 4. 02:nx Number of grid points in x (horizontal) direction for discretisation. 5. 03:ny Number of grid points in y (vertical) direction for discretisation. 6. 04:lx Physical domain size (m) in x (horizontal) direction. 7. 05:ly Physical domain size (m) in y (vertical) direction. 8. 06:sts Start or restart time step of the simulation. New simulation always starts from sts=0. You can restart the simulation from the point you output the simulation results in dump folder. 9. 07:latts Last time step of the simulation. (You can restart the simulation.) 10. 08:cflfac Factor for time step (dt: physical time increment during the simulation). In Flowsquare, dt=lx/(nx- http://flowsquare.com/ http://flowsquare.com/2013/12/12/lesson-2-3-grid-txt/ http://flowsquare.com/category/how_to_use/ http://flowsquare.com/author/yoritomo86/ http://flowsquare.com/Download4/Users_Guide.pdfhttp://flowsquare.com/Download4/Users_Guide.pdf http://flowsquare.com/Download4/Users_Guide.pdf 12/05/2020 Lição 2.3 - grid.txt | Flowsquare flowsquare.com/2013/12/12/lesson-2-3-grid-txt/ 2/6 1)/u_max/cflfac, where u_max is defined as: 1. maximum of speeds defined in grid.txt for cmode=0–2, or 2. speed of sound for cmode=3. Typically cflfac=10~20 is preferred. 11. —————- Numerical Scheme, Smoothing & Accuracy ————— 12. 09:iorder Numerical scheme used in the simulation. You can use a number from 0 to 3 for iorder, and each number means iorder=0: Low order scheme (2nd order di�erence, 1st order time integral) iorder=1: High order scheme (4th order di�erence, 3rd order time integral) iorder=2: 2nd order di�erence and Lax-Wendro� time marching (2nd order) iorder=3: 4th order di�erence and Lax-Wendro� time marching (2nd order) 13. 10:nfil Interval time steps of spatial filtering procedure. 14. 11:wfil Relaxation parameter for the spatial filtering (see Section 4.4 of the Users’ Guide). 15. 12:omega Relevant for cmode=0–2. Relaxation parameter for Poisson’s equation. 1.8 is usually best for quick convergence, but smaller omega can be used for complexed flow geometry or reactive flows with heat release (see Section 4.3 of the Users’ Guide). 16. 13:peps Relevant for cmode=0–2. Tolerance of convergence for Poisson’s equation (see Section 4.3 of the Users’ Guide). 17. 14:loopmax Relevant for cmode=0–2. Maximum number of iteration. Loopmax is prioritised over peps (see Section 4.3 of the Users’ Guide). 18. 15:wdrho Relevant for cmode=1 and 2. wdrho=1 is correct and usually this number should be used. But during initial transient, smaller value may be used for convergence. 0<=wdrho<=1. See Eq. (6) of the Users’ Guide. 19. —————— General BC and Global IC (White) ——————- 20. 16:perikey Specifies periodic boundaries and their direction. perikey=0: No periodic boundary is used. perikey=1: x (horizontal) direction is periodic. perikey=2: y (vertical) direction is periodic. perikey=3: Both x and y directions are periodic. 21. 17:pres0 In (Pa). See Lesson 2.2 — ic.bmp 22. 18:uin0 In (m/s). 23. 19:vin0 In (m/s). 24. 20:rho0 In (kg/m^3). 25. 21:temp0 In (K). 26. 22:scalar0 27. —————— BLUE Local BC and/or IC (optional) —————– 28. 23:uin1 In (m/s). See Lesson 2.1 — bc.bmp 29. 24:vin1 In (m/s). http://flowsquare.com/Download4/Users_Guide.pdf http://flowsquare.com/Download4/Users_Guide.pdf http://flowsquare.com/Download4/Users_Guide.pdf http://flowsquare.com/Download4/Users_Guide.pdf http://flowsquare.com/Download4/Users_Guide.pdf http://flowsquare.com/2013/12/12/lesson-2-2-ic-bmp/ http://flowsquare.com/2013/12/11/lesson-2-1-bc-bmp/ 12/05/2020 Lição 2.3 - grid.txt | Flowsquare flowsquare.com/2013/12/12/lesson-2-3-grid-txt/ 3/6 30. 25:rho1 In (kg/m^3). 31. 26:temp1 In (K). 32. 27:scalar1 33. —————— RED Local BC and/or IC (optional) —————— 34. 28:uin2 In (m/s). See Lesson 2.1 — bc.bmp 35. 29:vin2 In (m/s). 36. 30:rho2 In (kg/m^3). 37. 31:temp2 In (K). 38. 32:scalar2 39. ———- PINK Local BC and/or IC (pure air flow, optional) ———- 40. 33:uin3 In (m/s). See Lesson 2.1 — bc.bmp 41. 34:vin3 In (m/s). 42. 35:temp3 In (K). 43. ————— BLACK Wall Boundary Condition (optional) ————– 44. 36:tempw In (K). See Lesson 2.1 — bc.bmp 45. ————– GREEN Moving Boundary Condition (optional) ————- 46. 37:imb See Lesson 2.1 — bc.bmp 47. 38:umb In (m/s). 48. 39:vmb In (m/s). 49. 40:tempmb In (K). 50. ————- YELLOW Scalar Boundary Condition (optional) ————- 51. 41:scalarT In (K). See Lesson 2.1 — bc.bmp 52. ———- Transport Properties & Thermochemical Conditions ———– 53. 42:mu Dynamic viscosity of the mixture. In (kg/m s). Water@300K: 8.94E-4, Air@300K: 18.6E-6. Relevant for cmode=0–2. 54. 43:R Specific gas constant in (J/kg K). Air: 286.9. Relevant to cmode=1 and 2. 55. 44:di� Mass di�usivity of mixture in (m^2/s). If unity Schmidt number is assumed, di�~mu/rho and Air@300K: 20.0E-6. Relevant to cmode=1, 2 and when yellow B.C. is used. 56. 45:Tu Unburnt temperature in (K). Relevant to cmode=1. 57. 46:Tb Burnt temperature in (K). Relevant to cmode=1 and 2. 58. ——————- Chemical Reaction (for cmode=1) ——————- 59. 47:krate Pre-exponential constant for a single step chemical mechanism. See Eq. (13) of the Users’ Guide. 60. 48:Trate Activation temperature in (K). http://flowsquare.com/2013/12/11/lesson-2-1-bc-bmp/ http://flowsquare.com/2013/12/11/lesson-2-1-bc-bmp/ http://flowsquare.com/2013/12/11/lesson-2-1-bc-bmp/ http://flowsquare.com/2013/12/11/lesson-2-1-bc-bmp/ http://flowsquare.com/2013/12/11/lesson-2-1-bc-bmp/ http://flowsquare.com/Download4/Users_Guide.pdf 12/05/2020 Lição 2.3 - grid.txt | Flowsquare flowsquare.com/2013/12/12/lesson-2-3-grid-txt/ 4/6 61. 49:nrate A constant for a single step chemical mechanism. 62. 50:cF Progress variable at which flame locates (~0.5, just for visualisation purposes). 63. ————— Non-Premixed Reacting Flow (for cmode=2) ————– 64. 51:Xst Stoichiometric mixture fraction at which flame locates (~0.5). 65. 52:sigma Relaxation parameter for density change. 0<=sigma<=1 and 1 is exact. See Eq. (28) of the Users’ Guide. 66. ————————– Display & Output ————————— 67. 53:box Pixel size of each grid point displayed on the screen. Typically nx * nbox is less than the screen size. 68. 54:nfig Interval time steps for figure output (0: no figure is generated). 69. 55:nfile Interval time steps for instantaneous simulation result output (0: no simulation data is generated). 70. 56:bcdisp bcdisp=0: Wall boundaries are not overlaid. bcdisp=1: Wall boundaries are overlaid. 71. 57:idisp Quantity displayed in colour. idisp=0: o� idisp=1: Density. idisp=2: Velocity component in x (horizontal) direction, u. idisp=3: Velocity component in y (vertical) direction, v. idisp=4: Speed (sqrt(u*u+v*v)). idisp=5: Vorticity idisp=6: T idisp=7: Reaction rate (for cmode=1) idisp=8: Progress variable for cmode=1, mixture fraction for cmode=2, general scalar for cmode=0, 3. idisp=9: Pressure (minus pres0) idisp=10: Mixture fraction of air and progress variable (cmode=1), E/rho (J/kg) (cmode=3). 72. 58:cmax Maximum value of the colour bar for the given idisp variable (put 0 for auto scaling.) 73. 59:cmin Minimum value of the colour bar for the given idisp variable (put 0 for auto scaling.) 74. 60:icolor Colour map. icolor=0: Jet icolor=1: Rainbow icolor=2: Nishiki icolor=3: Grey icolor=4: Grey (inverse) icolor=5: Hot icolor=6: Sea http://flowsquare.com/Download4/Users_Guide.pdf 12/05/2020 Lição 2.3 - grid.txt | Flowsquare flowsquare.com/2013/12/12/lesson-2-3-grid-txt/ 5/6 icolor=7: Leaf 75. 61:icont Contour line on the reaction front (cmode=1 and 2). icont=0: o� icont=1: Black icont=2: Red icont=3: Green icont=4: Blue icont=5: White 76. 62:linewidth Line width of the reaction front contour line. linewidth=1: 1 pixel linewidth=3: 3 pixels linewidth=5: 5 pixels linewidth=7: 7 pixels 77. 63:ivec Velocity vectors and their colour. ivec=0: o� ivec=1: Black ivec=2: Red ivec=3: Green ivec=4: Blue ivec=5: White 78. 64:ndiv Interval grid points between displayed velocity vectors (0: auto adjust). 79. 65:vecsize Pixel size of vector arrow (0: auto adjust). 80. —————— Lagrangian Trajectory (optional) ——————- 81. 66:lagkey Lagrangian trajectory. lagkey=0: o� lagkey=1: Particles are fed from le� boundary. lagkey=2: Particles are fed from bottom boundary. lagkey=3: Particles are fed from le� and right boundaries. lagkey=4: Particles are fed from top and bottom boundaries. 82. 67:lagcolor Colour of Lagrangian particles. 0: black and 1: white. 83. 68:lagsize Pixel size of particles. 84. 69:nlagra Interval time steps of initialise Lagrangian particles (>=100). 85. 70:npart Number of Lagrangian particles (>=1000). 86. ———————— Body Force (optional) ———————— 87. 71:gfx Body force in the x (horizontal) direction due to the density di�erence in (m/s^2). 88. 72:gfy Body force in the y (vertical) direction due to the density di�erence in (m/s^2). 89. 73:dref Reference density. dref=1:Maximum of densities calculated from grid.txt. dref=2: Middle value of densities calculated from grid.txt. dref=3: Minimum of densities calculated from grid.txt. 90. ——————- Initial Perturbation (optional) ——————- 12/05/2020 Lição 2.3 - grid.txt | Flowsquare flowsquare.com/2013/12/12/lesson-2-3-grid-txt/ 6/6 91. 74:pmode Initial perturbation switch. See Section 4.6 of the Users’ Guide. pmode=0: o� pmode=1: single mode pmode=2: multi modes pmode=3: multi modes (random amplitude) 92. 75:umag Amplitude of velocity perturbation in (m/s). 93. 76:nwave Number of waves in x (horizontal) direction. 94. ——————————– Others ——————————- 95. 77:nwait Wait time (usually 0 for fastest computational speed). 96. ———————————————————————– 97. #End of file http://flowsquare.com/Download4/Users_Guide.pdf 12/05/2020 Lesson 3 — Keyboard shortcut | Flowsquare flowsquare.com/2013/12/13/lesson-3-keyboard-shortcut/ 1/2 Flowsquare O so�ware Computational Fluid Dynamics gratuito, prático e integrado Lição 3 - Atalho do teclado 13 de dezembro de 2013 Como usar? Yuki Minamoto Existem muitos atalhos de teclado usados no Flowsquare. Observe que essas operações do teclado são detectadas uma vez em uma transição entre exibições de um intervalo de tempo antigo (por exemplo, n-1 ) para um novo intervalo de tempo (por exemplo, n ), e a operação é refletida no visor para o próximo intervalo de tempo (por exemplo, n + 1 ).Assim, para simulações pesadas, as teclas precisam ser pressionadas por um tempo. Aqui está a lista de atalhos do teclado. Tecla (s): Função. 1: densidade de exibição. 2: Exibir u (velocidade x componente). 3: Visor v (velocidade y- componente). 4: Velocidade de exibição (= sqrt (u * u + v * v)). 5: Exibir vorticidade. 6: temperatura de exibição. 7: Exibir taxa de reação (relevante para cmode = 1) e número Mach para cmode = 3 (fluxos sub / supersônicos). 8: Exibir variável de progresso para cmode = 1, fração da mistura para cmode = 2 e escalar geral para cmode = 0 e 3 se forem utilizados limites escalares. Shi� + 8: exibe a fração da mistura de ar e a variável de progresso (para cmode = 1) e E / rho (J / kg) (para cmode = 3). 9: Pressão de exibição (menos pres0 em grid.txt). 0: Display black colour or background image specified in bg.bmp (optional). The regions with purple (RGB: 255, 0, 255) colour are displayed as transparent from which parts of previously-selected field are shown. ↑: Display velocity vectors. ↓: Hide velocity vectors. K: Change velocity vector colour to black. R: Change velocity vector colour to red. G: Change velocity vector colour to green. B: Change velocity vector colour to blue. W: Change velocity vector colour to white. →: Display the reaction front contour line (for cmode=1 and 2). ←: Hide the reaction front contour line (for cmode=1 and 2). Shi�+K: Change colour of reaction rate contour to black. Shi�+R: Change colour of reaction rate contour to red. Shi�+G: Change colour of reaction rate contour to green. Shi�+B: Change colour of reaction rate contour to blue. Shi�+W: Change colour of reaction rate contour to white. Shi�+↑: Display Lagrangian tracer particles. Shi�+↓: Hide Lagrangian tracer particles. Shi�+→: Change Lagrangian particle colour to black http://flowsquare.com/ http://flowsquare.com/2013/12/13/lesson-3-keyboard-shortcut/ http://flowsquare.com/category/how_to_use/ http://flowsquare.com/author/yoritomo86/ 12/05/2020 Lesson 3 — Keyboard shortcut | Flowsquare flowsquare.com/2013/12/13/lesson-3-keyboard-shortcut/ 2/2 Shi�+←: Change Lagrangian particle colour to white Shi�+0: Change colour map to Jet (default). Shi�+1: Change colour map to Rainbow. Shi�+2: Change colour map to Nishiki. Shi�+3: Change colour map to Grey. Shi�+4: Change colour map to Grey (inverted). Shi�+5: Change colour map to Hot. Shi�+6: Change colour map to Sea. Shi�+7: Change colour map to Leaf. ESC: Halt/Resume/Analyse the simulation (result) at current time step. Shi�+T: Display/Hide computational time and physical time increment. Le�-click: 1st and 2nd L-click to determine the location of cross sectional graph. 3rd L-click to remove the graph. See Lesson 1.2 — Display control. Right-click: Add contour lines to the colour field (only during analysis mode). See Lesson 1.2 — Display control. Space: Remove a last contour line you have added. Delete: Remove all contour lines. Shi�+PageUp: Change numerical scheme to a larger iorder. Shi�+PageDn: Change numerical scheme to a smaller iorder. PageUp: Search and (if exist) load the next simulation dump data for analysis (Only in the analysis mode activated by -a option. See Lesson 1.4 — Post-analysis mode). PageDn: Search and (if exist) load the previous simulation dump data for analysis (Only in the analysis mode activated by -a option. See Lesson 1.4 — Post-analysis mode). Ctrl+P: Take a snapshot of current analysis display which is then saved in fig folder (Only in the analysis mode activated by -a option. See Lesson 1.4 — Post-analysis mode). http://flowsquare.com/2013/12/02/lesson-2-channel-flow-cont-from-l1/ http://flowsquare.com/2013/12/02/lesson-2-channel-flow-cont-from-l1/ http://flowsquare.com/2013/12/04/lesson-1-4-post-analysis-mode/ http://flowsquare.com/2013/12/04/lesson-1-4-post-analysis-mode/ http://flowsquare.com/2013/12/04/lesson-1-4-post-analysis-mode/ 12/05/2020 Rua Karman Vortex | Flowsquare flowsquare.com/2013/12/16/karman-vortex-street/ 1/1 Flowsquare O so�ware Computational Fluid Dynamics gratuito, prático e integrado Karman Vortex Street 16 de dezembro de 2013 Casos de exemplo , casos de exemplo (para iniciantes) Yuki Minamoto Karman vortex street é um dos fenômenos de fluxo de fluidos bem conhecidos. O vídeo abaixo do youtube (1080p [HD] é o preferido) é o que você pode simular com os seguintes bc.bmp e grid.txt. Tempo computacional: 2 minutos / 1000 etapas Condição de Limite: bc.bmp Condição Inicial: - Parâmetros: grid.txt Karman vortex street: Flowsquare 4.0Karman vortex street: Flowsquare 4.0 http://flowsquare.com/ http://flowsquare.com/2013/12/16/karman-vortex-street/ http://flowsquare.com/category/example_cases/ http://flowsquare.com/category/example_cases/ http://flowsquare.com/category/example_cases/example_cases_for_beginners/ http://flowsquare.com/author/yoritomo86/ http://flowsquare.com/wp-content/uploads/2013/11/Karman.png http://en.wikipedia.org/wiki/K%C3%A1rm%C3%A1n_vortex_street http://flowsquare.com/Download4/Sample_problems/Karman/bc.bmp http://flowsquare.com/Download4/Sample_problems/Karman/grid.txt https://www.youtube.com/watch?v=UjCL9ZJSSzE 12/05/2020 Compressor a jato | Flowsquare flowsquare.com/2013/12/16/jet-engine-compressor/ 1/2 Flowsquare O so�ware Computational Fluid Dynamics gratuito, prático e integrado Compressor a jato 16 de dezembro de 2013 Casos de exemplo , Casos de exemplo (outros casos) Yuki Minamoto Este é um exemplo do uso do limite móvel para simular um fluxo com pás rotacionais e estacionárias em um compressor. Observe que o seguinte arquivo de entrada especifica cmode = 0 (modo de fluxo não reativo), mas assume fluxos incompressíveis. Para uma melhor simulação de compressores, cmode = 3 (modo de fluxo compressível) pode ser usado. O vídeo abaixo do youtube é o que você pode simular com os seguintes bc.bmp e grid.txt. Tempo computacional: 5 minutos / 1000 etapas Condição de Fronteira: bc.bmp Condição Inicial: - Parâmetros: grid.txt Jet Engine Compressor: Flowsquare 4.0Jet Engine Compressor: Flowsquare 4.0 http://flowsquare.com/ http://flowsquare.com/2013/12/16/jet-engine-compressor/ http://flowsquare.com/category/example_cases/ http://flowsquare.com/category/example_cases/ http://flowsquare.com/category/example_cases/example_cases_other_cases/ http://flowsquare.com/author/yoritomo86/ http://flowsquare.com/wp-content/uploads/2013/12/Comp.png http://flowsquare.com/Download4/Sample_problems/Comp/bc.bmp http://flowsquare.com/Download4/Sample_problems/Comp/grid.txt https://www.youtube.com/watch?v=9GS3J1mo8jQ 12/05/2020 Compressora jato | Flowsquare flowsquare.com/2013/12/16/jet-engine-compressor/ 2/2 12/05/2020 Chama de Bunsen | Flowsquare flowsquare.com/2013/12/16/bunsen-flame/ 1/3 Flowsquare O so�ware Computational Fluid Dynamics gratuito, prático e integrado Chama de Bunsen 16 de dezembro de 2013 Casos de exemplo , Casos de exemplo (outros casos) Yuki Minamoto Este é um exemplo típico de simulações de chamas parcialmente pré-misturadas. A chama de Bunsen é usada em aulas de química nas escolas e você se lembra disso. Embora o queimador de Bunsen use misturas totalmente pré-misturadas de combustível e ar, a chama possui duas partes: chama pré-misturada e chama de difusão. Primeiro, os reagentes pré-misturados queimam no cone azul interno, denotado como (A) na figura acima. Normalmente, essa combustão é incompleta; portanto, o excesso de combustível reage com o ar na camada externa, produzindo uma chama de difusão, indicada como (B) na figura acima. Estrutura de chama semelhante é observada em uma fotografia direta de uma chama de Bunsen abaixo. In Flowsquare, a Bunsen flame is simulated using premixed mode (cmode=1) with the pure-air stream option (Pink boundary conditions). As you can see in bc.bmp, most of the domain filled with the air initially. The red regions are ignition kernel, and blue is the premixed reactants (Remember bc.bmp can specify not only boundary conditions but also initial conditions? See Lesson 2.1 — bc.bmp). http://flowsquare.com/ http://flowsquare.com/2013/12/16/bunsen-flame/ http://flowsquare.com/category/example_cases/ http://flowsquare.com/category/example_cases/ http://flowsquare.com/category/example_cases/example_cases_other_cases/ http://flowsquare.com/author/yoritomo86/ http://flowsquare.com/wp-content/uploads/2013/12/Bunsen.png http://flowsquare.com/wp-content/uploads/2013/12/Bunsen_exp.jpg http://flowsquare.com/2013/12/11/lesson-2-1-bc-bmp/ 12/05/2020 Chama de Bunsen | Flowsquare flowsquare.com/2013/12/16/bunsen-flame/ 2/3 Computational time: 0.5 mins/1000 steps Boundary Condition: bc.bmp Initial Condition: — Parameters: grid.txt These are the simulated Bunsen flame. Reaction rate field and streamlines (dots). Temperature field and streamlines (dots). Flow speed and streamlines (dots). The flame is anchored at low velocity regions. http://flowsquare.com/Download4/Sample_problems/Bunsen/bc.bmp http://flowsquare.com/Download4/Sample_problems/Bunsen/grid.txt http://flowsquare.com/wp-content/uploads/2013/12/Bunsen0.png http://flowsquare.com/wp-content/uploads/2013/12/Bunsen1.png http://flowsquare.com/wp-content/uploads/2013/12/Bunsen2.png 12/05/2020 Chama de Bunsen | Flowsquare flowsquare.com/2013/12/16/bunsen-flame/ 3/3 A pressão no lado queimado é mais baixa devido à aceleração do fluido devido à dilatação. Variação da densidade ao longo do eixo central. Variação em U ao longo do eixo central. http://flowsquare.com/wp-content/uploads/2013/12/Bunsen_p.png http://flowsquare.com/wp-content/uploads/2013/12/Bunsen_rho.png http://flowsquare.com/wp-content/uploads/2013/12/Bunsen_u.png 12/05/2020 Instabilidade de Kelvin-Helmholtz | Flowsquare flowsquare.com/2013/12/16/kelvin-helmholtz-instability/ 1/2 Flowsquare O so�ware Computational Fluid Dynamics gratuito, prático e integrado Instabilidade de Kelvin-Helmholtz 16 de dezembro de 2013 Casos de exemplo , Casos de exemplo (outros casos) Yuki Minamoto A instabilidade de Kelvin-Helmholtz (KH) é a instabilidade causada pelas diferenças de densidade e velocidade entre os dois fluidos, que podem ser observadas na natureza em várias escalas. Usando o Flowsquare, esse tipo de fluxo pode ser simulado escolhendo cmode = 3 para levar em conta a diferença de densidade dos dois fluidos e / ou velocidade relativamente grande. O arquivo de limite (bc.bmp) é apenas um bmp em branco e ic.bmp é usado para especificar o campo inicial. Além disso, para iniciar a instabilidade, uma perturbação de velocidade é adicionada ao campo de velocidade inicial. O vídeo do youtube abaixo é o que você pode simular com os seguintes arquivos de entrada. Sugestões Os limites superior e inferior são simplesmente limites de saída e a simulação mostra claramente o efeito desses tratamentos de limite. Se você pudesse dispor de um recurso computacional melhor (dinheiro e / ou tempo), seria melhor simular com números grandes e novos (~ 1024 pixels?). Tempo computacional: 5 minutos / 1000 etapas Condição de Limite: bc.bmp Condição Inicial: ic.bmp Parâmetros: grid.txt http://flowsquare.com/ http://flowsquare.com/2013/12/16/kelvin-helmholtz-instability/ http://flowsquare.com/category/example_cases/ http://flowsquare.com/category/example_cases/ http://flowsquare.com/category/example_cases/example_cases_other_cases/ http://flowsquare.com/author/yoritomo86/ http://flowsquare.com/wp-content/uploads/2013/12/KH2.png http://flowsquare.com/Download4/Sample_problems/KH/bc.bmp http://flowsquare.com/Download4/Sample_problems/KH/ic.bmp http://flowsquare.com/Download4/Sample_problems/KH/grid.txt 12/05/2020 Instabilidade de Kelvin-Helmholtz | Flowsquare flowsquare.com/2013/12/16/kelvin-helmholtz-instability/ 2/2 Kelvin-Helmholtz instability: Flowsquare 4.0Kelvin-Helmholtz instability: Flowsquare 4.0 https://www.youtube.com/watch?v=qEGbzZM0Baw 12/05/2020 Choque oblíquo | Flowsquare flowsquare.com/2013/12/18/oblique-shock/ 1/2 Flowsquare O so�ware Computational Fluid Dynamics gratuito, prático e integrado Choque oblíquo 18 de dezembro de 2013 Casos de exemplo , Casos de exemplo (outros casos) Yuki Minamoto O choque oblíquo é observado em fluxos supersônicos, onde o fluxo encontra uma cunha que posteriormente altera a direção do fluxo e comprime o fluxo. O ângulo de choque e o ângulo de cunha, denotados como β e θ na figura acima (fluxo da esquerda para a direita), estão relacionados entre si como: Aqui M é o número Mach do fluxo de encontro e a relação é plotada no seguinte figura. β - θ - H relação. As you can see, for each wedge angle, there are two shock angles. A shock with larger angle is called strong shock and smaller angle is called weak shock. In most of the cases, weak shock is prevalent (when Mach number goes from larger to smaller across a shock, the shock is weak shock). Using Flowsquare, such a supersonic flow can be simulated adequately. Using the input files (bc.bmp and grid.txt) below, you can simulate a following supersonic flow. Computational time: 1 min/1000 steps Boundary Condition: bc.bmp Initial Condition: — Parameters: grid.txt http://flowsquare.com/ http://flowsquare.com/2013/12/18/oblique-shock/ http://flowsquare.com/category/example_cases/ http://flowsquare.com/category/example_cases/ http://flowsquare.com/category/example_cases/example_cases_other_cases/ http://flowsquare.com/author/yoritomo86/ http://flowsquare.com/wp-content/uploads/2013/12/Ma_beta_theta.png http://flowsquare.com/wp-content/uploads/2013/12/Shock_angle1.png http://flowsquare.com/Download4/Sample_problems/Wedge/bc.bmp http://flowsquare.com/Download4/Sample_problems/Wedge/grid.txt 12/05/2020 Choque oblíquo | Flowsquare flowsquare.com/2013/12/18/oblique-shock/ 2/2 If you measure the angles (β=47 deg and θ=15 deg), the di�erence from the theoretical value is within 1 degree! Mach number (colour and contour lines). Campo de pressão (p menos pres0). http://flowsquare.com/wp-content/uploads/2013/12/Mach.png http://flowsquare.com/wp-content/uploads/2013/12/Pressure.png 12/05/2020 Fluir ao redor de um carro | Flowsquare flowsquare.com/2013/12/18/flow-around-a-car/ 1/2 Flowsquare O so�ware Computational Fluid Dynamics gratuito, prático e integrado Fluir ao redor de um carro 18 de dezembro de 2013 Casos de exemplo , Casos de exemplo (outros casos) Yuki Minamoto Devido à sua interface exclusiva de gerar condições de contorno usando um so�ware de pintura, simulações de fluxos em torno de vários objetos são facilmente realizadas com o Flowsquare, e essas simulações são algumas vezes chamadas de túneis de vento numéricos. Este é um exemplode casos em que um carro é colocado em um fluxo de velocidade constante. O efeito do solo também pode ser levado em consideração na simulação usando um limite móvel como superfície da estrada. Como claramente visto no filme abaixo, há um retorno atrás do carro, movendo-se para cima e para baixo com frequência devido à interação entre os fluxos na parte superior e inferior do carro. Tempo computacional: 13 minutos / 1000 etapas Condição de Limite: bc.bmp Condição Inicial: - Parâmetros: grid.txt Car: Flowsquare 4.0Car: Flowsquare 4.0 http://flowsquare.com/ http://flowsquare.com/2013/12/18/flow-around-a-car/ http://flowsquare.com/category/example_cases/ http://flowsquare.com/category/example_cases/ http://flowsquare.com/category/example_cases/example_cases_other_cases/ http://flowsquare.com/author/yoritomo86/ http://flowsquare.com/wp-content/uploads/2013/12/Car_post.png http://flowsquare.com/Download4/Sample_problems/Car0/bc.bmp http://flowsquare.com/Download4/Sample_problems/Car0/grid.txt https://www.youtube.com/watch?v=rJPtNk4ccPM 12/05/2020 Fluir ao redor de um carro | Flowsquare flowsquare.com/2013/12/18/flow-around-a-car/ 2/2 12/05/2020 Fluxo do canal (esquema de alta ordem) | Flowsquare flowsquare.com/2013/12/18/channel-flow-high-order-scheme/ 1/1 Flowsquare O so�ware Computational Fluid Dynamics gratuito, prático e integrado Fluxo do canal (esquema de alta ordem) 18 de dezembro de 2013 Casos de exemplo , casos de exemplo (para iniciantes) Yuki Minamoto Essa é a mesma configuração de fluxo que a usada nas Lições 1.1 a 1.4 , mas para um esquema de alta ordem que é brevemente apresentado na Lição 1.3 . Tempo computacional: 5 minutos / 1000 etapas Condição de Fronteira: bc.bmp Condição Inicial: - Parâmetros: grid.txt http://flowsquare.com/ http://flowsquare.com/2013/12/18/channel-flow-high-order-scheme/ http://flowsquare.com/category/example_cases/ http://flowsquare.com/category/example_cases/ http://flowsquare.com/category/example_cases/example_cases_for_beginners/ http://flowsquare.com/author/yoritomo86/ http://flowsquare.com/wp-content/uploads/2013/12/Ch1.png http://flowsquare.com/your-first-simulation/ http://flowsquare.com/2013/12/03/lesson-1-3-accuracy-and-stability-channel-flow-cont-from-l1-1/ http://flowsquare.com/Download4/Sample_problems/Ch1/bc.bmp http://flowsquare.com/Download4/Sample_problems/Ch1/grid.txt 12/05/2020 Propagação de chama pré-misturada | Flowsquare flowsquare.com/2013/12/18/premixed-flame-propagation/ 1/2 Flowsquare O so�ware Computational Fluid Dynamics gratuito, prático e integrado Propagação de chama pré-misturada 18 de dezembro de 2013 Casos de exemplo , Casos de exemplo (outros casos) Yuki Minamoto Esta é uma simulação de uma chama totalmente pré-misturada que se propaga em uma geometria semelhante a labirinto com flutuações de velocidade. A amplitude da perturbação inicial usada neste caso é aleatória para cada número de onda, portanto o resultado será diferente sempre que a simulação for realizada. O filme está no fundo. Tempo computacional: 1 min / 1000 etapas Condição de Fronteira: bc.bmp Condição Inicial: - Parâmetros: grid.txt Campo de temperatura. Campo da taxa de reação. http://flowsquare.com/ http://flowsquare.com/2013/12/18/premixed-flame-propagation/ http://flowsquare.com/category/example_cases/ http://flowsquare.com/category/example_cases/ http://flowsquare.com/category/example_cases/example_cases_other_cases/ http://flowsquare.com/author/yoritomo86/ http://flowsquare.com/wp-content/uploads/2013/12/Prop_spd.png http://flowsquare.com/Download4/Sample_problems/Prop/bc.bmp http://flowsquare.com/Download4/Sample_problems/Prop/grid.txt http://flowsquare.com/wp-content/uploads/2013/12/Prop_temp.png http://flowsquare.com/wp-content/uploads/2013/12/Prop_RXN.png 12/05/2020 Propagação de chama pré-misturada | Flowsquare flowsquare.com/2013/12/18/premixed-flame-propagation/ 2/2 Verde: velocidade do fluido (= sqrt [u * u + v * v]), contorno vermelho: frente à chama. Flame Propagation: Fowsquare 4.0Flame Propagation: Fowsquare 4.0 https://www.youtube.com/watch?v=WLyLctj8my8 12/05/2020 Aerofólio (túnel de vento Flowsquare) | Flowsquare flowsquare.com/2013/12/23/aerofoil-flowsquare-wind-tunnel/ 1/2 Flowsquare O so�ware Computational Fluid Dynamics gratuito, prático e integrado Aerofólio (túnel de vento Flowsquare) 23 de dezembro de 2013 Casos de exemplo , Casos de exemplo (outros casos) Yuki Minamoto Usando a mesma configuração que o arquivo de entrada abaixo, os fluxos ao redor de vários objetos podem ser simulados. Existem dois tipos de arquivos de entrada abaixo. O primeiro caso é o caso de maior ângulo de asa e o segundo é um caso menor de ângulo de asa. Um filme é mostrado abaixo para a caixa grande angular. Tempo computacional: 14 minutos / 1000 etapas Condição de Limite: bc.bmp Condição Inicial: - Parâmetros: grid.txt Ângulo maior. Tempo computacional: 14 minutos / 1000 etapas Condição de Limite: bc.bmp Condição Inicial: - Parâmetros: grid.txt http://flowsquare.com/ http://flowsquare.com/2013/12/23/aerofoil-flowsquare-wind-tunnel/ http://flowsquare.com/category/example_cases/ http://flowsquare.com/category/example_cases/ http://flowsquare.com/category/example_cases/example_cases_other_cases/ http://flowsquare.com/author/yoritomo86/ http://flowsquare.com/wp-content/uploads/2013/12/Wing_L.png http://flowsquare.com/Download4/Sample_problems/Wing_L/bc.bmp http://flowsquare.com/Download4/Sample_problems/Wing_L/grid.txt http://flowsquare.com/wp-content/uploads/2013/12/Wing_L0.png http://flowsquare.com/Download4/Sample_problems/Wing_S/bc.bmp http://flowsquare.com/Download4/Sample_problems/Wing_S/grid.txt 12/05/2020 Aerofólio (túnel de vento Flowsquare) | Flowsquare flowsquare.com/2013/12/23/aerofoil-flowsquare-wind-tunnel/ 2/2 Ângulo menor. Wing: Flowsquare 4.0Wing: Flowsquare 4.0 http://flowsquare.com/wp-content/uploads/2013/12/Wing_S0.png https://www.youtube.com/watch?v=-g7Yw9NHEvg 12/05/2020 Bocal A de Laval | Flowsquare flowsquare.com/2013/12/24/de-laval-nozzle/ 1/4 Flowsquare O so�ware Computational Fluid Dynamics gratuito, prático e integrado Bocal A de Laval 24 de dezembro de 2013 Casos de exemplo , Casos de exemplo (outros casos) Yuki Minamoto Um bico de Laval é um tubo comprimido no meio, como na figura acima. É frequentemente usado para acelerar gases de alta pressão e baixa velocidade para velocidade supersônica e é aplicado a diversos dispositivos aeroespaciais. Usando o Flowsquare, o fluxo através do bico pode ser simulado diretamente. O formato do bico foi retirado da wikipedia usando o Microso� Paint. Mole-mole! Tempo computacional: - Condição de limite: bc.bmp Condição inicial: - Parâmetros: grid.txt Durante a simulação, o campo do número Mach é transitório, como nas figuras abaixo. Campo do número Mach na etapa 2000. Mach número de campo na etapa 4000. http://flowsquare.com/ http://flowsquare.com/2013/12/24/de-laval-nozzle/ http://flowsquare.com/category/example_cases/ http://flowsquare.com/category/example_cases/ http://flowsquare.com/category/example_cases/example_cases_other_cases/ http://flowsquare.com/author/yoritomo86/ http://flowsquare.com/wp-content/uploads/2013/12/Laval_Mach_40k_top.png http://en.wikipedia.org/wiki/De_Laval_nozzle http://flowsquare.com/Download4/Sample_problems/Laval/bc.bmp http://flowsquare.com/Download4/Sample_problems/Laval/grid.txt http://flowsquare.com/wp-content/uploads/2013/12/Laval_Mach_02k.png http://flowsquare.com/wp-content/uploads/2013/12/Laval_Mach_04k.png 12/05/2020 Bocal A de Laval | Flowsquare flowsquare.com/2013/12/24/de-laval-nozzle/ 2/4 Mach número de campo na etapa 6000. Campo do número Mach na etapa 8000. Campo do número Mach na etapa 12000. Campo do número Mach na etapa 40000. No local em que a área do bico é a menor, o número Mach chega a 1 e o fluido se move a uma velocidade sônica. Depois disso, a velocidade continua a aumentar devido à expansão do gás para atingir a velocidade supersônicaperto da saída. A velocidade do fluido de saída pode ser obtida teoricamente usando a seguinte equação. Cálculo da velocidade de saída. http://flowsquare.com/wp-content/uploads/2013/12/Laval_Mach_06k.png http://flowsquare.com/wp-content/uploads/2013/12/Laval_Mach_08k.png http://flowsquare.com/wp-content/uploads/2013/12/Laval_Mach_12k.png http://flowsquare.com/wp-content/uploads/2013/12/Laval_Mach_40k.png 12/05/2020 Bocal A de Laval | Flowsquare flowsquare.com/2013/12/24/de-laval-nozzle/ 3/4 Aqui, ve é a velocidade de saída (m / s), T é a temperatura de entrada, R é a constante universal de gás (8314 J / kmol K), M é o peso molar do gás (g / mol), gama é o fator de expansão isentrópico (= 1,4 no quadrado do fluxo), pe é a pressão absoluta de escape (Pa) ep é a pressão absoluta de entrada. Como nas figuras abaixo, se negligenciarmos o efeito de limite de entrada, obtemos T = 410 (K), R = 8314,5 (J / kmol K), M = 29 (ar, g / mol), gama = 1,4, pe = 13.800 (Pa) ep = 231.000 (Pa), produzindo cinco= 681,1 (m / s) da equação acima. Se você comparar a velocidade de saída obtida na simulação do Flowsquare, a diferença é de apenas 1,7% do valor teórico! Variação da pressão ao longo do eixo central. Variação da velocidade do fluido ao longo do eixo central. Variação da temperatura ao longo do eixo central. Variação do número de Mach ao longo do eixo central. http://flowsquare.com/wp-content/uploads/2013/12/Laval_pressure.png http://flowsquare.com/wp-content/uploads/2013/12/Laval_speed.png http://flowsquare.com/wp-content/uploads/2013/12/Laval_temperature.png http://flowsquare.com/wp-content/uploads/2013/12/Laval_Mach.png 12/05/2020 Bocal A de Laval | Flowsquare flowsquare.com/2013/12/24/de-laval-nozzle/ 4/4 12/05/2020 Colisão Flowsquare flowsquare.com/2014/01/02/bump/ 1/1 Flowsquare O so�ware Computational Fluid Dynamics gratuito, prático e integrado Colisão 2 de janeiro de 2014 Casos de exemplo , casos de exemplo (para iniciantes) Yuki Minamoto É bom para iniciantes ver os efeitos dos parâmetros no grid.txt nos resultados da simulação. Tempo computacional: 0,1 mins / 1000 passos Condição de Fronteira: bc.bmp Condição Inicial: - Parâmetros: grid.txt http://flowsquare.com/ http://flowsquare.com/2014/01/02/bump/ http://flowsquare.com/category/example_cases/ http://flowsquare.com/category/example_cases/ http://flowsquare.com/category/example_cases/example_cases_for_beginners/ http://flowsquare.com/author/yoritomo86/ http://flowsquare.com/wp-content/uploads/2013/12/bump.png http://flowsquare.com/Download4/Sample_problems/Bump/bc.bmp http://flowsquare.com/Download4/Sample_problems/Bump/grid.txt 12/05/2020 World Trade Center do Barém | Flowsquare flowsquare.com/2014/05/15/bahrain-world-trade-centre/ 1/2 Flowsquare O so�ware Computational Fluid Dynamics gratuito, prático e integrado World Trade Center de Barém 15 de maio de 2014 Casos de exemplo , Casos de exemplo (outros casos) Yuki Minamoto O World Trade Center do Bahrain é uma arquitetura muito única, com formato de vela e equipada com três turbinas eólicas entre os dois edifícios. A forma dos edifícios ajuda a canalizar o vento para as turbinas, quando o vento vem a 45 graus do eixo central ( Ref ). Neste caso de exemplo, simularemos fluxos ao redor do World Trade Center do Bahrain quando a entrada chegar (1) ao longo do eixo central e (2) a 45 graus do eixo central. Como a direção stremwise não é a mesma, dois tamanhos de domínio numérico diferentes são considerados. Para ambos os domínios, a densidade numérica da malha é mantida igual. Como você pode ver no resultado, os edifícios canalizam o fluxo de ar no local da turbina eólica para ambos os ângulos do vento. Embora o fluxo mostre fortes flutuações nos outros locais, existe uma velocidade de fluxo forte e constante perto do local das turbinas. Caso de 0 grau (ao longo do eixo central) Tempo computacional: 30mins / 1000 passos Condição de Fronteira: bc.bmp Condição Inicial: - Parâmetros: grid.txt http://flowsquare.com/ http://flowsquare.com/2014/05/15/bahrain-world-trade-centre/ http://flowsquare.com/category/example_cases/ http://flowsquare.com/category/example_cases/ http://flowsquare.com/category/example_cases/example_cases_other_cases/ http://flowsquare.com/author/yoritomo86/ http://flowsquare.com/wp-content/uploads/2014/05/WTCUV.png http://www.designbuild-network.com/projects/bahrain-world-trade-centre/ http://flowsquare.com/Download4/Sample_problems/WTCU/bc.bmp http://flowsquare.com/Download4/Sample_problems/WTCU/grid.txt 12/05/2020 World Trade Center do Barém | Flowsquare flowsquare.com/2014/05/15/bahrain-world-trade-centre/ 2/2 Caso de 45 graus do eixo central Tempo computacional: 30mins / 1000 passos Condição de Fronteira: bc.bmp Condição Inicial: - Parâmetros: grid.txt Bahrain World Trade Centre 0 deg wind: FloBahrain World Trade Centre 0 deg wind: Flo…… Bahrain World Trade Centre 45 deg wind: FloBahrain World Trade Centre 45 deg wind: Flo…… http://flowsquare.com/Download4/Sample_problems/WTCUV/bc.bmp http://flowsquare.com/Download4/Sample_problems/WTCUV/grid.txt https://www.youtube.com/watch?v=vtaekmCU8dg https://www.youtube.com/watch?v=_4Ml9fZc9N8
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