Открывайте готовые расчёты в браузере за 2 с (до 300 тыс. DOF) или запускайте тяжёлые задачи до 1,5 млн+ степеней свободы офлайн на Windows и macOS.
Двухвходовой вихревой смесительный коллектор с отбойной перегородкой (CFD)
Трёхмерное турбулентное смешение потоков воды (RANS k-ω SST) в коллекторе с осевым входом Ø54 мм (2,5 м/с), тангенциальным боковым патрубком Ø48 мм (3,5 м/с) и наклонной турбулизирующей перегородкой.
В энергетических коллекторах, смесителях химводоочистки и теплообменных трактах часто требуется интенсивное перемешивание двух потоков, подаваемых под разными углами и скоростями. В данной 3D CFD-модели смесительная камера Ø90 мм запитывается одновременно через осевой патрубок Ø54 мм (скорость воды U_1 = 2,5 м/с вдоль +X) и смещённый относительно оси тангенциальный боковой патрубок Ø48 мм (смещение Y = +18 мм, скорость U_2 = 3,5 м/с вдоль +Z). Внутри камеры установлена наклонная отбойная перегородка (25°), а на выходе — конфузорный переход на Ø64 мм. Боковая струя закручивает поток в устойчивый спиральный жгут, который дополнительно турбулизируется на перегородке и разгоняется в выходном патрубке до 5,07 м/с при точности сходимости баланса расхода 0,06%.
1. Геометрия и конечные элементы
- •Единый B-Rep объём жидкости (D_fluid): смесительная камера Ø90 мм, осевой вход Ø54 мм, эксцентриковый тангенциальный ввод Ø48 мм (Y = +18 мм), внутренняя полость отбойной пластины под углом 25° и выходной конфузор Ø64 мм.
- •Неструктурированная тетраэдральная сетка Netgen: 9 147 тетраэдров и 2 456 узлов (погрешность объёма 0,86%).
- •Рабочая среда: вода (ρ = 998,2 кг/м³, μ = 1,002×10⁻³ Па·с), модель турбулентности Menter k-ω SST.
2. Граничные условия и нагрузки
- •Осевой входной торец при X = −160 мм (surface number 1): скорость воды U_1 = 2,5 м/с вдоль +X ([1, 0, 0]).
- •Тангенциальный боковой вход при Z = −130 мм (surface number 3): скорость воды U_2 = 3,5 м/с вдоль +Z ([0, 0, 1]).
- •Выходной торец конфузора при X = +260 мм (surface number 12): статическое давление p_out = 0 Па.
- •Все внутренние стенки коллектора, патрубков и отбойной перегородки (9 граней): вязкая стенка с прилипанием (no-slip wall).
3. Результаты расчёта и верификация
- ✓Суммарный поток от двух входов огибает наклонную перегородку и разгоняется в выходном сужении до |U|_max = 5,07 м/с.
- ✓Гидравлическое сопротивление смесителя составляет Δp = 100,5 кПа, а гидродинамические реакции на стенках и отбойнике равны F_X = 98,64 Н и F_Z = −99,51 Н.
- ✓Трёхмерные линии тока демонстрируют устойчивую спиральную закрутку потока (|ω|_max = 464,7 с⁻¹, Q_max = 6,67×10⁴ с⁻²) при расхождении массового баланса (2 входа → 1 выход) всего 0,06%.
WebCAE поддерживает произвольное число входных патрубков с независимыми векторами скорости, позволяя инженерам-технологам оптимизировать форму смесителей, коллекторов и отбойных перегородок.
14 дней полного доступа ко всем функциям Pro. Платёж спишется только через 2 недели, если не отменить подписку.
- ✓14 дней триала (0 $ сегодня) (отмена в 1 клик)
- ✓До 1,5 млн+ степеней свободы (прямой sparse-решатель)
- ✓Нативные приложения Windows и macOS (100% offline)
- ✓Нелинейный контакт и устойчивость (Kσ, MITC4, RBE2/RBE3)
Задать вопрос расчётчикам по вашей задаче
Опишите вашу деталь или конструкцию — ответим в течение 2 часов.
Нужна мгновенная консультация по МКЭ или этому кейсу?
Нажмите на кнопку ИИ-чата в правом нижнем углу экрана — ассистент разберёт постановку задачи, формулы сопротивления материалов и команды DSL за 3 секунды.
Другие расчётные кейсы и модели
Поперечное обтекание шахматного пучка труб теплообменника: струи и вихревые дорожки (CFD)
Литая ступица ротора ВЭУ 1,5 МВт
Рабочее колесо гидротурбины Пелтона
