Symulacja CFD: przepływ w kanale dmuchawy

/notatki/symulacja-przeplywu-powietrza-blower/ • kanał 70×40 mm • długość 420 mm • elementy łukowe i kratownice

1. Założenia modelu

Składnik	Parametr	Wartość
Medium	powietrze	ρ=1.204 kg/m³ @20 °C
Przepływ	ustalony	Q=0.022 m³/s (≈ 79.2 m³/h)
Model turbulencji	k-ω SST	Re≈1.5×10⁵
Siatka	hexa/prism	~1.2 mln komórek, y+≈30
BC	Inlet/Outlet	profil prędkości / stałe ciśnienie

2. Geometria i siatka (schemat)

[Inlet]====)──────────╮ │ (łuk R=55 mm) ╰───────────[kratownica 6×6 mm]──────[Outlet]

Kontrola jakości siatki: skewness < 0.35; orthogonal quality > 0.18; max AR < 28.

3. Wyniki (zarys)

Wielkość	Średnia	Maksymalna	Lokalizacja
v [m/s]	7.85	12.3	za kratownicą
Δp [Pa]	82	—	cały kanał
TKE [m²/s²]	0.42	0.88	wyjście z łuku

Pole prędkości (ASCII): ██████▇▇▆▆▅▅▄▄▄▄ (jednorodne w przewodzie prostym) ▄▅▆███▇▆▅ (przy łuku wzrost TKE, separacja lokalna)

4. Analiza wrażliwości

Kratownica 6×6 mm: Δp +14 Pa względem gładkiego kanału; homogenizacja prędkości.
Łuk R=55 mm: lokalny wzrost TKE → możliwa modulacja hałasu.
Zwiększenie Q do 0.026 m³/s: Δp ≈ +19%, v_max ≈ +13%.

5. Wnioski projektowe

Zmiana łuku na R≥70 mm obniża TKE w rejonie wyjścia o ~18%. Krawędzie kratownicy o mniejszej grubości skutkują spadkiem Δp bez istotnej utraty homogenizacji. W aplikacjach AGD, kompromis Δp/hałas często jest korzystny przy umiarkowanym zwiększeniu promienia łuku i redukcji grubości żeber kratownicy.

6. Pliki i ustawienia

blower_cfd.geo – geometria
blower_cfd.msh – siatka
blower_cfd.cas – ustawienia solvera
post_velocity_slice.png – przekrój prędkości