タグ付けされた質問 「fluid-dynamics」

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ナビエ・ストークス方程式の粘性応力テンソルの第2項の物理的解釈は何ですか?
私はしばらくの間、この答えを探していました。私は多数のテキストを読んだり、オンラインでいくつかの講義を見たりしましたが、多くの場合、これは決して説明されず、与えられたばかりです。ナビエ・ストークス方程式の粘性応力項は次のようになります ∇⋅τ=∇⋅μ(∇u⃗ +(∇u⃗ )T)∇⋅τ=∇⋅μ(∇u→+(∇u→)T)\begin{equation} \nabla \cdot \tau = \nabla \cdot \mu \left(\nabla\vec{u} + (\nabla\vec{u})^T\right) \end{equation} 今、用語は速度拡散であるため理解するのに十分簡単ですが、用語物理的な解釈をは難しいです。この用語を拡張した後、私は ∇ ⋅ μ (∇ → U)T∇⋅μ∇u⃗ ∇⋅μ∇u→\nabla \cdot \mu \nabla\vec{u}∇⋅μ(∇u⃗ )T∇⋅μ(∇u→)T\nabla \cdot \mu (\nabla\vec{u})^T ∇⋅μ(∇u⃗ )T=⎛⎝⎜⎜⎜∂∂x∇⋅u⃗ ∂∂y∇⋅u⃗ ∂∂z∇⋅u⃗ ⎞⎠⎟⎟⎟∇⋅μ(∇u→)T=(∂∂x∇⋅u→∂∂y∇⋅u→∂∂z∇⋅u→)\begin{equation} \nabla \cdot \mu (\nabla\vec{u})^T = \begin{pmatrix} \frac{\partial}{\partial x} \nabla \cdot \vec{u} \\ \frac{\partial}{\partial y} \nabla …

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バルブまたはノズルを通る流れが空洞化するかどうかの推定
私の理解では、静圧が断続的であっても蒸気圧を下回ると、液体の流れにキャビテーションが発生します。そのため、時間平均の静圧(測定可能な値)が蒸気圧より高い場合でも、乱流またはその他の非定常性による圧力変動は、キャビテーションを局所的に引き起こすのに十分な大きさになる可能性があります。そのため、時間平均の静圧を蒸気圧と比較するだけでは不十分です。圧力の変動を考慮して、クッションを追加する必要があります。(これは私の解釈であり、あまり深く読んでいない。) そのため、さまざまな書籍、Webサイト、および雑誌の記事で、バルブまたはノズルを通る流れがキャビテーションを起こすかどうかを推定するための2種類の無次元数を見てきました。それらは一般にキャビテーションインデックスまたはキャビテーション数と呼ばれます。次の2つの形式のいずれかを使用します。 σ= pに− p蒸気pに− pでるσ=pin−pvaporpin−pout\sigma = \frac{p_\text{in} - p_\text{vapor}}{p_\text{in} - p_\text{out}} または σ= pに− p蒸気12ρ V2σ=pin−pvapor12ρV2\sigma = \frac{p_\text{in} - p_\text{vapor}}{\tfrac{1}{2} \rho V^2} ここで、は入口圧力、は出口圧力、は蒸気圧、は液体密度、は流れの特性速度です。 (たとえば、ノズルの場合、出口での速度)。この数値のいくつかの形式は、上記の数値の反転ですが、これらはそれほど違いはありません。P アウトP 蒸気 ρ Vpにpinp_\text{in}pでるpoutp_\text{out}p蒸気pvaporp_\text{vapor}ρρ\rhoVVV これらのパラメーターの違いは何ですか?エネルギー保存に基づいて、圧力降下を流量に関連付けることができますが、通常、非理想性を考慮して経験的係数が追加されます。私が行方不明になっているものは他にありますか? 1つの形式が他の形式よりも優先されますか?どちらを使用するかは、所有するデータの種類によって異なります(したがって、タービンブレード上の流れには速度形式が優先されます)が、ノズルでも両方を見ています。 これらの数値に基づいてキャビテーションを予測するための正確なデータはどこで入手できますか?さまざまな雑誌記事のアトマイザーノズルに関するいくつかのデータを使用してみましたが、通常、キャビテーション番号の形式は異なります。一部のデータは、ノズルを通る流れが希望する圧力でキャビテーションを起こすことを示唆していますが、同様のノズルに関する他のデータは、そうではないことを示唆しています。矛盾の原因はわかりません。私の理解は間違っている可能性があり、キャビテーション数モデルは単純すぎて、データは不正確かもしれません。

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天井ファンの羽根にほこりが付着するのを防ぐ方法
ファンの羽根の上に境界層が形成されるため、回転する天井のファンにほこりが堆積することがよく知られています。滑りのない状態と強い粘性力の存在により、ブレード表面の隣の空気層は停滞しています。 ブレードにほこりがたまらないようにブレードのデザインを変更するにはどうすればよいですか?ブレードの表面を非常に滑らかにして堆積を防ぐことは可能ですか?

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潜水艦プロペラの球体とフィンの目的
最近発売されたロシアのディーゼル電気潜水艦では、後部プロペラに2つの特徴があります。すべてのプロペラブレードの基部に球体があります。 また、シャフトの後縁には、回転軸に沿って4つの隣接するフィンがあります。 最も重要なことは、球体の目的と機能は何であり、最初の画像のベールの下にあるものは何ですか?2番目の画像とは異なる可能性があると思います。 それは異なる素材でできているので、おそらく犠牲的な要素かもしれません。 ノイズを減らすためですか?流れをスムーズにするためですか、それともキャビテーションを防ぐためですか? 最初の画像では球体がリーディングエッジにあり、2番目の画像では球体がトレーリングエッジにあることに注意してください。 関連するYouTubeビデオがあります。

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どの乱流モデルが合理化された車体のCFD解析に適していますか?
多くの商用およびオープンソースのCFDコードは、レイノルズ平均ナビエ・ストークス(RANS)方程式の非線形対流加速項に対していくつかの閉包法を実装しています。一般的な方法(乱流モデルとしても知られています) スパラルト・アルマラス(SA) k–ε(k–イプシロン) k–ω(k–オメガ) SST(メンターのせん断応力輸送) レイノルズ応力方程式モデル これらのうち、合理化された車体のCFDシミュレーションに適しているのはどれですか?シミュレーションの目的は、空力抵抗力を最小限に抑えるために、ボディ形状の改良をガイドすることです。模範的な答えは、このシミュレーションアプリケーションの各方法の長所と短所を簡単に概説します。 潜在的に役立つ詳細: 車両は、おおよその寸法を持つ小型の1人用車両です L = 2.5 m、 W = 0.7 m、および H = 0.5 m 0 m / sから約12 m / sの範囲の速度で移動します。3つのホイールはすべてボディエンベロープで囲まれており、車両のボディシェルが路面から1 cm以内まで伸びるホイールの近くを除き、車両の地上高は約15 cmです。 通常、これらの速度での空力はほとんど無視できますが、この車両は滑らかなトラックで「スーパーマイレージ」競技に参加するように設計されており、非常に軽量で、全体に低摩擦のドライブトレインコンポーネントを使用しているため、空力は力は達成可能な燃料消費に大きな影響を及ぼします。

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超音速機を設計するとき、風洞モデルはどのように使用されますか?
波の抵抗と境界層の分離という2つのことが関係しています。波の抗力はマッハ数に依存し、後者は流れのレイノルズ数に依存します。ジオメトリから独立しているため、着信マッハ数を維持するのは簡単です。ただし、レイノルズ数はモデルのジオメトリに依存します。 Re=ρudμRe=ρudμ \text{Re} = \frac{\rho u d}{\mu} 空気が媒体として使用される場合、流れが一定のマッハ数で維持されると仮定すると、およびはガスの動的関係によって固定されます。はほとんどため、固定されていないパラメーターはのみです。ρρ\rhouuuμμ\muddd 以来、実際の航空機よりもモデルのためにはるかに小さい、流れが低くなりますだろう実際の航空機よりもあります。これにより、実際の航空機とは異なるモデルの流れ分離特性が得られます。dddReRe\text{Re} 亜音速テストでは、重要なのはだけです。これは、指定されたに対してを微調整することで実際のサイズに合わせて微調整できます。しかし、超音速の流れでは、は流入する流れのマッハ数によって決定されるため、そのような贅沢はありません。ReRe\text{Re}uuuddduuu では、風洞モデルは航空機、宇宙船、ミサイルの設計にどのように使用されますか?流れの剥離をより良く予測するための補正技術はありますか?同じ手法をCFDデータの処理に使用できますか?

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(非常に長い)パイプラインを通るガスの流れはどのように監視および制御されますか?
(これは、ノズル内のマッハ数の測定と密接に関連していますが、超音速流に関するものではありません) 摩擦と熱伝達は、圧縮性流れ(ファンノ流れとレイリー流れ)のマッハ数に影響を与えます。流動特性を厳密に制御することが非常に重要であるため、ここに私の質問を示します。 ある種のガス(例えばWEPP)を運ぶ長いパイプライン内の流れのマッハ数をどのように知るのですか? これらのパイプラインを通じてどのマッハ数が維持されますか? 周期的な温度変化とパイプ内部の摩擦を考慮すると、マッハ数はどのように一定/範囲内に維持されますか?

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ラジアルフローインペラーベーンの輪郭
私はターボポンプとそのインペラーの設計、すべての設計方程式と何を研究してきました。この質問は、インペラベーンの輪郭に関係しています。将来は航空宇宙工学に挑戦するつもりなので、今からそのコンセプトに触れてみたほうがいいと思いました。 現在、CADでインペラを設計して方程式の知識をテストし、CADを向上させようとしていますが、設計の側面の1つが私を困惑させています。 あなたがここで見ることができるように(ソース、208ページ): インペラのラジアルコンターの計算(つまり、とについては、紙の他の内容を考えると比較的簡単ですが、ターボチャージャーやその他のそのような機器のラジアルインペラーは、ほとんど常に「リップ」またはボリュートまたはケーシング入口の目の近くの前向き上端。β1β1\beta_1β2β2\beta_2 これが私が言及している例です: ベーンは後方に曲がっていますが、インペラーベーンの上部に近い方では、曲率が逆になり、前方に向かってフレアが広がり、ほぼフラットなスロープに近づきます。 私の質問は: この軸の輪郭の目的は何ですか(それが適切な用語でない場合はご容赦ください)? その輪郭に関連する特定の設計パラメータはありますか?上記のRocketdyneのテキストでは、シュラウドの寸法を説明する左側の図以外に、インペラの軸方向プロファイルについては何も触れられていないようです。 輪郭の設計方法の説明と設計情報のソースはどこにありますか?

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フォンカルマンボルテックスストリートの上限は?
私はこの特定の問題に関する文献を見つけることができるかどうかを確かめようとしていますが、数日間の学術的な掘削は無駄でした。 鈍い物体が挿入された5 "の丸パイプを考えれば、von Karman Vortex Streetがもはや識別できなくなるレイノルズ数の上限はありますか?それらは乱流中の渦によって隠されるだろう(Say、R e > = 100,000)。

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