CFD: przepływ w kanale dmuchawy AGD (analiza rozszerzona)

/pomiary/cfd-kanal-dmuchawy-agd/ • 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

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

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

3. Walidacja siatki

Testy niezależności: 0.6 mln / 1.2 mln / 2.4 mln komórek.
Δp różnice <3% między 1.2 a 2.4 mln → siatka uznana za wystarczającą.
y+≈30 → zastosowano standard wall functions; porównano wariant z refined near-wall (y+≈1) → różnice Δp<4%.

4. Wyniki

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)

5. Analiza wrażliwości

Kratownica 6×6 mm: Δp +14 Pa względem gładkiego kanału; homogenizacja prędkości.
Łuk R=55 mm: lokalny wzrost TKE → potencjalna modulacja hałasu.
Zwiększenie Q do 0.026 m³/s: Δp ≈+19%, v_max ≈+13%.
Porównanie R=55/70/90 mm: spadek TKE o 18% (R=70) i 27% (R=90).

6. Dyskusja

Δp rozłożone głównie na kratownicy i łuku. Orthogonal quality 0.18 sugeruje lokalnie silne zniekształcenia komórek; konieczne potwierdzenie spójności wyników. Profil prędkości na wlocie zgodny z Q, nie stwierdzono nienaturalnych gradientów. Warto przedstawić mapę strat lokalnych i bilans energii dla pełniejszej interpretacji.

7. Wnioski projektowe

Łuk R≥70 mm ogranicza TKE, poprawiając akustykę. Redukcja grubości żeber kratownicy zmniejsza Δp bez istotnej utraty homogenizacji. Optymalizacja powinna uwzględniać kompromis między stratami ciśnienia a redukcją hałasu.

8. Pliki i ustawienia

blower_cfd.geo – geometria
blower_cfd.msh – siatka
blower_cfd.cas – ustawienia solvera
post_velocity_slice.png – przekrój prędkości
mesh_independence.xlsx – analiza niezależności siatki