So weisen Sie ein Fluidmaterial zu
- Öffnen Sie das Schnellbearbeitungs-Dialogfeld Material. Es stehen verschiedene Methoden zur Verfügung:
- Klicken Sie mit der linken Maustaste auf das Bauteil, und klicken Sie im kontextabhängigen Werkzeugkasten auf das Symbol "Bearbeiten".
- Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf das Teil, und klicken Sie auf Bearbeiten...
- Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf den Teilenamen unter dem Zweig "Materialien" der Designstudienleiste, und klicken Sie auf Bearbeiten....
- Klicken Sie auf Bearbeiten in der kontextabhängigen Gruppe Materialien.
- Wählen Sie ein oder mehrere Teile aus.
- Wählen Sie im Menü Materialdatenbank-Name die Datenbank aus.
- Wählen Sie Fluid aus dem Menü Typ.
- Wählen Sie das Material aus dem Menü Name.
- Klicken Sie auf Anwenden.
Beispiel für die Fluidmaterialzuweisung
So erstellen Sie ein Fluidmaterial
Verwenden Sie den Materialeditor zum Definieren von Fluidmaterialien.
- Um den Materialeditor zu öffnen, klicken Sie in der kontextabhängigen Gruppe Materialien auf Materialeditor.
- Klicken Sie auf die Schaltfläche Liste.
- Klicken Sie auf eine benutzerdefinierte Datenbank, und wählen Sie Neue Materialien. Wählen Sie die Option Fluid aus. Geben Sie einen Namen ein.
- Klicken Sie zum Definieren auf die dazugehörige Eigenschaftenschaltfläche.
- Für jede Eigenschaft: Wählen Sie die Variationsmethode, geben Sie die entsprechenden Werte und Einheiten ein, und klicken Sie auf Anwenden.
- Klicken Sie optional auf Speichern.
- Klicken Sie auf OK. Das neue Material ist verfügbar, wenn das Schnellbearbeitungs-Dialogfeld Materialien geöffnet wird.
Die Vorgabe-Materialdatenbank enthält mindestens ein Exemplar jedes Materialtyps. Eine einfache Möglichkeit zum Erstellen eines neuen Materials ist die Verwendung eines Vorgabematerials als Beispiel. Da diese Materialien schreibgeschützt sind, verwenden Sie den Materialeditor, um das Original in eine benutzerdefinierte Datenbank zu kopieren, und bearbeiten Sie die Kopie. Weitere Informationen zum Erstellen eines Materials aus einem vorhandenen Material...
Fluideigenschaften
Es gibt sechs grundlegende Eigenschaften, die erforderlich sind, um ein Fluid zu definieren. Für die meisten dieser Eigenschaften kann auf unterschiedliche Weise veranlasst werden, dass sie je nach Temperatur, Druck oder Skalar variieren. In der folgenden Tabelle werden die Eigenschaften und die verfügbaren Variationsmethoden aufgelistet.
| Eigenschaft | Variations methoden |
| Dichte: die Masse pro Volumeneinheit | Konstant, Zustandsgleichung, Polynom, Inverses Polynom, Arrhenius, Thermodynamiktabellen, Stückweise linear und Feuchtes Gas |
| Viskosität: dynamische (absolute) Viskosität wird verwendet | Konstant, Sutherland, Potenzgesetz, Polynom, Inverses Polynom, Potenzgesetz für nicht-Newtonsche Fluide, Hershel Buckley-Carreau, Arrhenius, Stückweise linear und Thermodynamiktabellen, Polynom 1. Ordnung, Polynom 2. Ordnung |
| Leitfähigkeit: die Wärmeleitfähigkeit | Konstant, Sutherland, Potenzgesetz, Polynom, Inverses Polynom, Arrhenius, Thermodynamiktabellen, Stückweise linear |
| Spezifische Wärme | Konstant, Polynom, Inverses Polynom, Arrhenius, Thermodynamiktabellen, Stückweise linear |
| Kompressibilität |
Optionen: Cp/Cv (Gamma, das Verhältnis spezifischer Wärmen): Ist nur für Analysen von kompressiblen Gasen hilfreich ODER Kompressionsmodul: Ist nur für Analysen von kompressiblen Flüssigkeiten hilfreich. Siehe Anmerkung unten über Kompressionsmodul. |
| Emissionsvermögen: Ist für Wärmestrahlungsanalysen hilfreich. Das für ein Fluid angegebene Emissionsvermögen wird Wänden zugewiesen, zu denen ein Kontakt besteht. Beachten Sie, dass das einem Festkörper zugewiesene Emissionsvermögen den Wert eines Fluids überschreibt, zum dem ein Kontakt besteht. |
Konstant, stückweise lineare Variation mit Temperatur. (Dies ist für Analysen von spektraler Strahlung hilfreich.) |
| Wandrauheit: Ist für die Anwendung von variablen Rautiefen hilfreich, um die Reibungswirkungen einzubeziehen |
Konstant. Siehe Anmerkung unten über die Eigenschaft "Wandrauheit". |
| Phase |
Für Kavitation verwenden. Geben Sie den Dampfdruck oder ein zugehöriges Material an, das die Verdampfungseigenschaften enthält. |
Kompressionsmodul
Das Kompressionsmodul und die Dichte einer Flüssigkeit sind zur Bestimmung der Schallgeschwindigkeit durch diese Flüssigkeit von entscheidender Bedeutung:
Die Definition des Kompressionsmodul ist: 
Sofern die Schallgeschwindigkeit a wie folgt definiert ist: 
Ergibt sich daraus: 
Quelle: White, F. M., "Fluid Mechanics", McGraw Hill, New York, New York, 1986.
Das Kompressionsmodul wird nur für Analysen von kompressiblen Flüssigkeiten (Druckschlag) verwendet. Der Wert des Kompressionsmoduls wird für die in der Materialdatenbank enthaltenen flüssigen Materialien automatisch festgelegt. Für benutzerdefinierte Materialien ist der korrekte Wert des Kompressionsmoduls nur erforderlich, wenn Flüssigkeitskompressibiliät analysiert werden soll. Ein Beispiel für eine Flüssigkeitskompressibilität, Druckschlag, lässt sich wie folgt beschreiben:
Wasser fließt mit 10 Zoll/s durch ein gerades Rohr. Zu einer bestimmten Zeit wird ein Ventil am Ende des Rohrs plötzlich geschlossen. Ein Druckstoß bewegt sich mit einer Geschwindigkeit durch das Wasser, die der Schallgeschwindigkeit durch Wasser entspricht. Dieses Phänomen wird als "Druckschlag" bezeichnet und mit einer transienten Analyse analysiert, um die Bewegung der Druckwelle durch das Wasser vorherzusagen. Anstatt die Zustandsgleichung für ideale Gase und das Verhältnis spezifischer Wärme zur Bestimmung der Schallgeschwindigkeit zu verwenden, werden die Dichte und das Kompressionsmodul des Wassers verwendet.
Wandrauheit
Geben Sie eine Abmessung der Rautiefe (in den in der Dropdown-Liste verfügbaren Einheiten) ein. Diese Tiefen sind in der Regel sehr gering, so haben Gusseisenrohre z. B. in der Regel eine Wandrautiefe von 0.0102 Zoll.
Ein für ein Fluid angegebener Wert für die Wandrautiefe wird bei der Berechnung automatisch auf die benetzten Wände angewendet, die dieses Fluid berühren. Ein für einen Festkörper angegebener Wert für die Wandrautiefe wird auf alle benetzten Wände (Flächen, die mit einem Fluid in Kontakt stehen) des Teils verwendet. Eine auf einen Festkörper angewendete Wandrautiefe ungleich null hat Vorrang vor einer Wandrauheit, die auf ein ihn berührendes Fluid angewendet wird.
Wandrautiefen sind in das Turbulenzwandmodell implementiert und wirken sich nicht auf die Geometrie aus. Die Strömung muss turbulent sein, damit Wandrautiefen wirksam werden. Für laminare Strömungen werden sie ignoriert.
Angegebene Wandrautiefen funktionieren am besten, wenn das Turbulenzgesetz für die Wand genau befolgt wird. Dies bedeutet, dass der dimensionslose Abstand (y+) vom Wandknoten zum wandnahen Knoten zwischen 35 und 350 betragen muss. Die einfachste Möglichkeit, diese Beschränkung zu erzwingen, besteht darin, das Kontrollkästchen "Automatische Schichtanpassung" im Dialogfeld "Randschichtnetz" (im Taskdialogfeld "Vernetzung") zu aktivieren. Dadurch kann bei der Berechnung dieser Abstand für den wandnahen Knoten entlang aller Wände im Modell basierend auf den lokalen Strömungsbedingungen angepasst werden.
Effekte realer Gase
Zum Simulieren von Effekten realer Gase, während weiterhin die Zustandsgleichung für ideale Gase verwendet wird, ändern Sie die Gaskonstante im Fenster für die Materialeigenschaften entsprechend der Konsistenz des realen Gases. Für ein Mehrkomponentengas wird die Dichte berechnet mit:
, wobei P der absolute statische Druck ist, Ru die allgemeine Gaskonstante, T die absolute statische Temperatur, MWi das Molekulargewicht von Komponente i und f i der Stoffmengenanteil von Komponente i.
Um dieses Gas in Autodesk Simulation CFD zu integrieren, ändern Sie die Gaskonstante im Materialeditor für das Fluid gemäß:
, wobei RT der Wert ist, den Sie im Autodesk Simulation CFD-Fenster für die Gaskonstante eingeben würden.