CFDOF 4

[blindmessenger]

Hallo,

bei 20m/s Windgeschwindigkeit und einer ebenen Angriffsfläche von 1m² sollte laut Windkraftformel

https://de.wikipedia.org/wiki/Winddruck

ein Kraft von 12,93 N auf das Ziel drücken.

Ich habe das mal versucht mit CFDOF zu simulieren...

Hier meine Ergebnisse:

5m x 5m x 7,5m Windkanal mit einem Zylinder der eine 1m² Angriffsfläche hat. Inlet (20m/s velocity) blau Outlet (static pressure) rot:

Windkraft 1.JPG (69.03 KiB) Viewed 1013 times

In Paraview geöffnet ergeben sich folgende Ergebnisse:

Windkraft 2.JPG (175.13 KiB) Viewed 1013 times

Laut Paraview ergibt sich eine Kraft von 24,32 N auf der 1m² Zylinderfläche...

Meine Fragen:

1. Das Ergebnis in Paraview ist in etwa doppelt so groß wie nach Formel berechnet. Wie kommt diese Differenz zustande?

2. Ich habe diesen Haken gesetzt bei "Divide Cell Data by Volume"... Ist das richtig? Ohne Haken liegt das Resultat um Faktor 10 höher... Warum?

[herbk]

Wie ändern sich die Kraft wenn Du den Windkanal größer machst?

Die Formel auf die Du verlinkt hast berechnet nur den Druck auf die Fläche, die Simulation aber wohl auch alle zusätzlich auftretenden Kräfte wie Reibung an der Zylinderwand und den "Heckwirbel".

Stell doch mal einen Kegel mit 1m^2, Spitze zum Austritt, in diesen Windkanal, welches Ergebnis hast du dann?

[blindmessenger]

Habe den Zylinder verkleinert:

Windkraft 4.JPG (237.56 KiB) Viewed 981 times

Hätte gedacht, dass das Resultat jetzt kleiner wird...

Frage:

Beim Simulieren mit CFDOF: Wieviel Iterationen sollte man laufen lassen? Immer die 2000 durchlaufen lassen? Ich habe bei den Simulationen immer so bei 300 abgebrochen... Ist das entscheidend?

[blindmessenger]

Oh je, einfachste Formel und ich habe mich verrechnet... Habe vergessen in der Formel die Geschwindigkeit zu quadrieren...

Der Wert für die Kraft lautet 258,6 N

[blindmessenger]

So jetzt sollte es einigermaßen passen. Ich habe den Zylinder auf 10mm Höhe gesetzt. Das Ergebnis lautet:

Windkraft 5.JPG (199.41 KiB) Viewed 969 times

Wenn thschrader recht hat jetzt noch mit 1,25kg/m³ multiplizieren und ich komme auf 247,5 N. Laut Formel sollten es 258,6 N...

Das kommt der Sache ja schon ziemlich nahe...

[thschrader]

Das kommt der Sache ja schon ziemlich nahe...

Glückwunsch. Kann aber auch Zufall sein...
Dreh den Zylinder um 90 grad, so das der Zylindermantel angeströmt wird, nicht die Kreisfläche.
Über die Anströmung von Zylindern gibt es Tonnen an Messwerten, damit kannst du dein Modell kalibrieren.
Wegen Iterationen: der solver sollte konvergieren, das siehst du an dem Verlauf der Residuen,
die nach dem Rechenstart eingeblendet werden.