4.5. Inlet dan Outlet

4.5 Inlet dan outlet

Inlet dan outlet. Seperangkat kondisi batas dasar diperkenalkan di Sec. 4.3 untuk aliran subsonik yang tidak dapat dimampatkan.

Pada saluran masuk , bidang umumnya ditentukan sebagai nilai tetap. Dari sudut pandang “fisik”, hal ini dibenarkan oleh fakta bahwa gangguan merambat ke arah aliran sehingga harus ditentukan pada batas hulu.

Adveksi memerlukan interpolasi variabel dari pusat sel ( $persamaan$ ) ke permukaan ( $persamaan$ ). Interpolasi melawan arah angin pada tingkat tertentu, misalnya sebagai bagian dari skema terbatas, umumnya diperlukan. Pada permukaan pada patch saluran masuk tidak ada sel melawan arah angin, sehingga nilai $persamaan$ harus ditentukan pada permukaan saluran masuk. Dari perspektif “numerik”, hal ini membenarkan kondisi batas nilai tetap pada saluran masuk.

Untuk aliran subsonik yang tidak dapat dimampatkan, $persamaan$ adalah pengecualian. Kondisi gradien yang tetap memungkinkan gangguan merambat ke hulu melalui saluran masuk sebagai gelombang suara. Kondisi gradien selanjutnya dibenarkan karena tidak ada adveksi $persamaan$ , lihat Persamaan. (2.48), jadi tidak diperlukan interpolasi melawan arah angin pada permukaan patch saluran masuk.

Di outlet , kebalikannya yang berlaku: bidang ditetapkan sebagai kondisi gradien tetap, dengan pengecualian pada $persamaan$ nilai tetap. Kondisi outlet pada akhirnya menentukan gaya traksi yang menggabungkan Persamaan. (2.16), Persamaan. (2.33), Persamaan. (2.46) dan Persamaan. (2.41) sebagai berikut:

t = (rnu + run) pn : \relax \special {t4ht=

(4.6)

Kondisi standar yang diterapkan $persamaan$ adalah $persamaan$ . Dengan Persamaan. (4.6), ini menghasilkan gaya traksi normal yang seragam sesuai dengan tekanan keluar $persamaan$ . Gaya traksi tangensial terhadap saluran keluar $persamaan$ , dimana $persamaan$ adalah arah tangensial dan $persamaan$ merupakan komponen normal dari $persamaan$ .

Kondisi supersonik

Jika fluida bersifat kompresibel dan kecepatan alirannya supersonik di saluran masuk, maka $persamaan$ gelombang tidak dapat lagi merambat keluar melalui batas saluran masuk. Jika hal ini terjadi, nilai tetap $persamaan$ harus ditentukan pada saluran masuk.

Demikian pula jika alirannya supersonik di saluran keluar, semua gangguan merambat melalui saluran keluar. Dalam hal ini, $persamaan$ tidak dapat ditentukan, yaitu kondisi pada gradien normal $persamaan$ diterapkan.

Beberapa domain aliran menggabungkan aliran subsonik di saluran masuk dan aliran supersonik di saluran keluar. Ketika hal ini terjadi, kondisi gradien diperlukan $persamaan$ pada kedua batas, sehingga $persamaan$ tidak ditentukan. Masalah ini paling baik diatasi dengan memindahkan batas saluran keluar ke hilir agar aliran meluas ke kecepatan subsonik. Hal ini memungkinkan $persamaan$ untuk ditentukan melalui kondisi nilai tetap.