Archivo:Airflow-Obstructed-Duct.png
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Resumen
| DescripciónAirflow-Obstructed-Duct.png |
A simulation using the navier-stokes differential equations of the aiflow into a duct at 0.003 m/s (laminar flow). The duct has a small obstruction in the centre that is parallel with the duct walls. The observed spike is mainly due to numerical limitations. This script, which i originally wrote for scilab, but ported to matlab (porting is really really easy, mainly convert comments % -> // and change the fprintf and input statements) Matlab was used to generate the image.
%Matlab script to solve a laminar flow
%in a duct problem
%Constants
inVel = 0.003; % Inlet Velocity (m/s)
fluidVisc = 1e-5; % Fluid's Viscoisity (Pa.s)
fluidDen = 1.3; %Fluid's Density (kg/m^3)
MAX_RESID = 1e-5; %uhh. residual units, yeah...
deltaTime = 1.5; %seconds?
%Kinematic Viscosity
fluidKinVisc = fluidVisc/fluidDen;
%Problem dimensions
ductLen=5; %m
ductWidth=1; %m
%grid resolution
gridPerLen = 50; % m^(-1)
gridDelta = 1/gridPerLen;
XVec = 0:gridDelta:ductLen-gridDelta;
YVec = 0:gridDelta:ductWidth-gridDelta;
%Solution grid counts
gridXSize = ductLen*gridPerLen;
gridYSize = ductWidth*gridPerLen;
%Lay grid out with Y increasing down rows
%x decreasing down cols
%so subscripting becomes (y,x) (sorry)
velX= zeros(gridYSize,gridXSize);
velY= zeros(gridYSize,gridXSize);
newVelX= zeros(gridYSize,gridXSize);
newVelY= zeros(gridYSize,gridXSize);
%Set initial condition
for i =2:gridXSize-1
for j =2:gridYSize-1
velY(j,i)=0;
velX(j,i)=inVel;
end
end
%Set boundary condition on inlet
for i=2:gridYSize-1
velX(i,1)=inVel;
end
disp(velY(2:gridYSize-1,1));
%Arbitrarily set residual to prevent
%early loop termination
resid=1+MAX_RESID;
simTime=0;
while(deltaTime)
count=0;
while(resid > MAX_RESID && count < 1e2)
count = count +1;
for i=2:gridXSize-1
for j=2:gridYSize-1
newVelX(j,i) = velX(j,i) + deltaTime*( fluidKinVisc / (gridDelta.^2) * ...
(velX(j,i+1) + velX(j+1,i) - 4*velX(j,i) + velX(j-1,i) + ...
velX(j,i-1)) - 1/(2*gridDelta) *( velX(j,i) *(velX(j,i+1) - ...
velX(j,i-1)) + velY(j,i)*( velX(j+1,i) - velX(j,i+1))));
newVelY(j,i) = velY(j,i) + deltaTime*( fluidKinVisc / (gridDelta.^2) * ...
(velY(j,i+1) + velY(j+1,i) - 4*velY(j,i) + velY(j-1,i) + ...
velY(j,i-1)) - 1/(2*gridDelta) *( velY(j,i) *(velY(j,i+1) - ...
velY(j,i-1)) + velY(j,i)*( velY(j+1,i) - velY(j,i+1))));
end
end
%Copy the data into the front
for i=2:gridXSize - 1
for j = 2:gridYSize-1
velX(j,i) = newVelX(j,i);
velY(j,i) = newVelY(j,i);
end
end
%Set free boundary condition on inlet (dv_x/dx) = dv_y/dx = 0
for i=1:gridYSize
velX(i,gridXSize)=velX(i,gridXSize-1);
velY(i,gridXSize)=velY(i,gridXSize-1);
end
%y velocity generating vent
for i=floor(2/6*gridXSize):floor(4/6*gridXSize)
velX(floor(gridYSize/2),i) = 0;
velY(floor(gridYSize/2),i-1) = 0;
end
%calculate residual for
%conservation of mass
resid=0;
for i=2:gridXSize-1
for j=2:gridYSize-1
%mass continuity equation using central difference
%approx to differential
resid = resid + (velX(j,i+ 1)+velY(j+1,i) - ...
(velX(j,i-1) + velX(j-1,i)))^2;
end
end
resid = resid/(4*(gridDelta.^2))*1/(gridXSize*gridYSize);
fprintf('Time %5.3f \t log10Resid : %5.3f\n',simTime,log10(resid));
simTime = simTime + deltaTime;
end
mesh(XVec,YVec,velX)
deltaTime = input('\nnew delta time:');
end
%Plot the results
mesh(XVec,YVec,velX)
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| Fecha | 24 de febrero de 2007 (fecha original de carga) |
| Fuente | Transferido desde en.wikipedia a Commons. |
| Autor | User A1 de Wikipedia en inglés |
Licencia
| Public domainPublic domainfalsefalse |
| Este trabajo ha sido liberado al dominio público por su autor, User A1 de Wikipedia en inglés. Esto aplica para todo el mundo. En algunos países esto puede no ser legalmente factible; si ello ocurriese: User A1 otorga a cualquier persona el derecho de usar este trabajo para cualquier propósito, sin ningún tipo de condición, a menos que éstas sean requeridas por la ley.Public domainPublic domainfalsefalse |
Registro original de carga
- 2007-02-24 05:45 User A1 1270×907×8 (86796 bytes) A simulation using the navier-stokes differential equations of the aiflow into a duct at 0.003 m/s (laminar flow). The duct has a small obstruction in the centre that is paralell with the duct walls. The observed spike is mainly due to numerical limitatio
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24 feb 2007
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| Fecha y hora | Miniatura | Dimensiones | Usuario | Comentario | |
|---|---|---|---|---|---|
| actual | 16:52 1 may 2007 | 1270 × 907 (85 kB) | wikimediacommons>Smeira | {{Information |Description=A simulation using the navier-stokes differential equations of the aiflow into a duct at 0.003 m/s (laminar flow). The duct has a small obstruction in the centre that is paralell with the duct walls. The observed spike is mainly |
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