19. Понятие о численных и аналитических решениях задач гидродинамики, сравнительный анализ и погрешности расчета интегральных параметров течения и теплообмена.
В реальных условиях расчет процессов переноса скорости, тепла и массы при движении вязкой среды представляет собой пространственный характер, зависит от 3-х координатных направлений и включает в себя механизмы нестационарности, конвекции, химических изменений. Для их определения используют многомерные уравнения законов сохранения, решение которых можеты быть выполнено только численно, либо получено аналитически, но только для отдельных случаев: это автомодельное течение (течение, которое зависит только от одной координаты, например Х), гидродинамически стабилизированное течение, движение инертной смеси с постоянной теплопроводностью.
В этих случаях мы можем получить профиль Пуазейля , турбулентный профиль , который может быть использован в качествен оценок численного решения задачи по полным уравнениям (без упрощений).
Сравнительный анализ погрешностей численного решения по сравнению с аналитическим, либо экспериментальным, принято вычислять по следующим критериям:
- критерий сравнения по трению
критерий сравнения для теплообмена, в массообмене вместо Нуссельта - критерий Шмидта. .
- “Алгоритмы при моделировании гидродинамических процессов”
- Понятие о методе конечных разностей в решении уравнений гидродинамики и тепломассообмена.
- Физическая классификация уравнений гидродинамики и тепломассообмена.
- Консервативная форма уравнений законов сохранения.
- Уравнения Рейнольдса для турбулентных течений. История вопроса.
- Понятие о методах моделирования и расчета турбулентных течений: dns, les, rans.
- Метод контрольного объема.
- Например:
- Устойчивость, консервативность разностных схем. Разностные сетки и преобразование основных уравнений
- Поточечный последовательный метод Гаусса – Зейделя.
- Полилинейный метод и метод переменных направлений
- Итерационные методы. Верхней и нижней релаксации.
- Метод конечных элементов.
- Схемы и алгоритмы расчета теплогидродинамических процессов во внутренних задачах.
- Формула размерности физической величины
- Жидкости и газы. Ньютоновская и неньютоновская жидкости. Закон реологической связи напряжений и скоростей деформаций.
- Понятие о физических свойствах сплошных сред. Изотропия и анизотропия.
- Уравнение подобия. Определяемые и определяющие критерии и числа подобия.
- Ламинарное движение несжимаемой вязкой жидкости в цилиндрических трубах.
- Современные представления о ламинаризации (прямом и обратном переходах) при движении вязких сред.
- Метод итераций Якоби.
- Решение уравнения диффузии (явная и неявная схемы)
- Уравнение температуропроводности движущейся среды:
- 16. Определение вихревой диффузии и вихревой теплопроводности в рамках статистического метода.
- 17. Метод преобразования координат в решении задач гидродинамики (роль пристеночных эффектов и точность их расчета)
- 18. Понятие о диффузионных задачах Дирихле и Неймана.
- 19. Понятие о численных и аналитических решениях задач гидродинамики, сравнительный анализ и погрешности расчета интегральных параметров течения и теплообмена.