aLIRAN EKSTERNAL

Aliran eksternal. Bab ini mencakup contoh aliran di sekitar silinder dan aerodinamika otomotif. Ini adalah contoh aliran eksternal , yang dicirikan oleh tidak adanya batasan yang tegas untuk menentukan luas sebagian, atau seluruh domain solusi.

Biaya simulasi CFD meningkat seiring dengan ukuran mesh komputasi, sehingga kita tidak mampu memiliki domain solusi yang meluas tanpa batas ke beberapa arah. Batasan harus dibuat di suatu tempat, namun lokasi manakah yang optimal?

Untuk menghitung gaya pada suatu benda secara akurat, batas luar perlu ditempatkan pada jarak yang sangat jauh dari benda tersebut. Misalnya perhitungan CFD gaya pada aerofoil menggunakan domain panjang 1000 panjang tali busur aerofoil.

Untuk memahami mengapa jarak yang jauh diperlukan, pertama-tama kita harus menyadari bahwa tekanan diberikan pada batas luar sesuai dengan kondisi batas yang diterapkan. Anda dapat memasukkan kondisi arus keluar nilai tetap di Sec. 4.3, kondisi tekanan total dalam Sec. 4.7, kondisi freestream di Sec. 4.16, dll.

Tekanan pada batasan eksternal pasti akan berbeda dengan tekanan pada lokasi yang sama dalam permasalahan tak terbatas. Seperti yang dibahas di Bagian. 2.22, perubahan tekanan pada titik mana pun akan mempengaruhi tekanan di mana pun dalam domain larutan, sehingga perbedaan tekanan batas akan tercermin dalam perhitungan gaya, termasuk gaya geser.

Domain solusi yang lebih besar menghasilkan perbedaan tekanan yang lebih kecil, sehingga menghasilkan solusi yang lebih mewakili domain tak terbatas. Menerima domain besar itu penting, kita perlu membatasi biaya komputasi dengan strategi meshing yang efisien yang menggabungkan sel-sel yang lebih kecil untuk menyelesaikan gradien yang lebih tinggi di wilayah aliran transien yang kompleks, dengan sel-sel yang lebih besar di mana alirannya lebih seragam.

Penyempurnaan jaring

Aliran eksternal mendekati medan jauhkondisi aliran bebas di wilayah sekitar batas luar. Sel yang lebih besar efektif di wilayah ini karena alirannya cukup seragam; sel-sel yang lebih kecil kemudian dapat dicadangkan untuk daerah-daerah yang lebih kritis, dekat dengan, dan setelahnya, benda-benda padat.

Dua cara umum untuk memvariasikan ukuran sel ditunjukkan di atas. Di sebelah kiri adalah contoh jaring terstruktur yang menambah panjang sel menuju batas aliran bebas. Transisi dalam ukuran berjalan mulus namun sel yang dihasilkan cenderung terlihat lebih panjang dalam satu arah dibandingkan yang lain, yaitu dengan rasio aspek yang tinggi, dibahas lebih detail di bagian berikut.

Di sebelah kanan adalah contoh mesh yang menyaring mesh menjauh dari batas aliran bebas menggunakan pemisahan sel. Dimulai dari jaring kasar, metode ini memperkecil ukuran sel dengan membagi setiap sel menjadi dua di setiap arah. Pendekatan ini menghasilkan perubahan yang lebih mendadak pada ukuran sel di seluruh antarmuka penyempurnaan, namun mempertahankan rasio aspek yang lebih rendah di dalam sel.