Přejít k obsahu


Software for simulation of laminar compressible fluid flow in very narrow gaps and microchannels

Citace: [] VIMMR, J., BUBLÍK, O., JONÁŠOVÁ, A. Software for simulation of laminar compressible fluid flow in very narrow gaps and microchannels. 2009.
Druh: SOFTWARE
Jazyk publikace: eng
Anglický název: Software for simulation of laminar compressible fluid flow in very narrow gaps and microchannels
Rok vydání: 2009
Název zdroje: Západočeská univerzita v Plzni, Fakulta aplikovaných věd, Katedra mechaniky
Autoři: Doc. Ing. Jan Vimmr Ph.D. , Ing. Ondřej Bublík , Ing. Alena Jonášová
Abstrakt CZ: Software je určen pro numerickou simulaci laminárního proudění stlačitelné vazké tekutiny ve velmi úzkých mezerách a mikrokanálech obecné geometrie modelovaných ve 2D. Pro popis proudění 2D výpočtovou oblastí je užit systém Navierových-Stokesových (NS) rovnic pro stlačitelnou newtonskou tekutinu doplněný stavovou rovnicí pro ideální plyn. Prostorová diskretizace systému NS rovnic je založena na ?cell-centered? metodě konečných objemů formulované pro strukturovanou čtyřúhelníkovou síť. Pro aproximaci nevazkých numerických toků je v softwaru implementováno upwind AUSM (Advection Upstream Splitting Method) schéma s upraveným minmod limiterem. Úprava minmod limiteru byla speciálně navržena pro stabilizaci proudového pole v oblastech, kde dochází k odtržení proudu. Časová integrace je založena na explicitní dvoustupňové Rungeově-Kuttově metodě druhého řádu přesnosti. Vstupem do softwaru jsou souřadnice uzlů čtyřúhelníkové sítě, parametry tekutiny a hodnoty okrajových podmínek. Výstupem je vektorové pole rychlosti a rozložení hustoty, tlaku, teploty a energie. Vyvinutý software byl úspěšně aplikován pro numerickou simulaci transsonického proudění vzduchu v rovinném modelu těsnící mezery mezi hlavou zubu hlavního rotoru a skříní šroubového kompresoru.
Abstrakt EN: The software is designed for numerical simulations of laminar compressible fluid flow in very narrow gaps and microchannels of general geometry modelled in 2D. The flow through the 2D computational domain is described by the system of the Navier-Stokes (NS) equations formulated for a compressible Newtonian fluid and completed by the equation of state of an ideal gas. The space discretization of the system of the NS equations is based on the cell-centered finite volume method formulated for structured quadrilateral meshes. In the developed software, the approximation of inviscid numerical fluxes is implemented using an upwind AUSM (Advection Upstream Splitting Method) scheme with modified minmod limiter. The limiter modification was specially designed for the flow field stabilization in regions with flow separation. The time integration is based on the explicit two-stage Runge-Kutta method of second order accuracy. The software inputs consists of node coordinates of the quadrilateral mesh, fluid parameters and values of boundary conditions. The outputs are the velocity vector field and distribution of density, pressure, temperature and energy. The developed software has been successfully applied to the numerical simulations of transonic air flow in a 2D model of the male rotor-housing gap in a dry screw compressor.
Klíčová slova

Zpět

Patička