Analyseeigenschaften

• Transient
• Freie (uneingeschränkte) Bewegung
• Schwerkraft
• Natürliche Konvektion
• Turbulent
• Nicht kompressibel

Verweis

Massey, Bernard Stanford, Mechanics of Fluids, 3rd Edition, Van Nostrand Reinhold Co, 1975, S. 347.

Problembeschreibung

In diesem Testmodell fällt eine Titankugel durch eine Säule aus Glyzerin. Die Bewegungsfunktion wird verwendet, um die Endgeschwindigkeit der Kugel vorherzusagen.

Ein fallendes Objekt erreicht eine Endgeschwindigkeit, wenn das Gewicht des Objekts durch die natürliche Konvektion und die Widerstandskräfte des umgebenden Fluids ausgeglichen wird:

W = Fb + D

W = Gewicht des Objekts

Fb = durch natürliche Konvektion wirkende Kraft

D = Widerstandskraft

Für eine Kugel lassen sich die drei in der obigen Gleichung auftretenden Größen wie folgt bestimmen:

Die resultierende Endgeschwindigkeit ergibt sich wie folgt:

Dabei gilt:

• Vt = Endgeschwindigkeit
• g = Gravitationsbeschleunigung
• = Fluiddichte
• s = Festköperdichte
• A = = Kugelprojektionsfläche
• Cd = Widerstandskoeffizient

Geometrie und Randbedingungen

Alle Bemaßungen sind in Meter:

Das Modell wurde als axialsymmetrisch berechnet.

Ergebnisse

Benchmark	2018: Build 20170308	% Fehler	2019: Build 20180130	% Fehler
Vt (m/s) = 6.469	Vt (m/s) = 6.062	6.307	Vt (m/s) = 6.097	5.760