3.3 Modellering av turbulensenergi-likninga

Like dokumenter
OPPSUMMERING FORELESNINGER UKE 35

YF kapittel 3 Formler Løsninger til oppgavene i læreboka

Førsteordens lineære differensiallikninger

Løysingsforslag for oppgåvene veke 17.

Eksamen R2, Hausten 2009

FRISKLIVSSENTRALEN. Bø & Sauherad LIVSSTIL - HELSE - TRENING. Frisklivssentralen

Eksempel på symmetrisk feil: trefase kortslutning på kraftlinje.

Diskretisering av tidsavhengig endimensjonal varmelikning

H Ø G S K O L E N I B E R G E N Avdeling for lærerutdanning

6. mai 2018 MAT Obligatorisk oppgave 2 av 2 - Løsningsforslag

NYTTIG INFORMASJON. til deg som har fått Helse Vest-stipend. Universitetet i Stavanger UNIVERS ITETET

Arbeidsnotat. Trigonometri. Kyrre Johannesen. Ver. Høgskolen i Nord-Trøndelag Arbeidsnotat nr 215

, og dropper benevninger for enkelhets skyld: ( ) ( ) L = 432L L = L = 1750 m. = 0m/s, og a = 4.00 m/s.

Bevegelse i én dimensjon (2)

Eksamensoppgave i FIN3006 Anvendt tidsserieøkonometri

3. Beregning av Fourier-rekker.

Go to and use the code Hva var viktig i siste forelesning? FYS-MEK

1 Algebra og likningar

Styringsteknikk. Kraner med karakter. ABUS kransystemer målrettet krankjøring. setter ting i bevegelse. Kransystemer. t t v. max.

SNF-rapport nr. 22/04. Prisdiskriminering basert på kundegjenkjenning av Sigrid Koppen

Kort om ny reguleringskurvelogikk. Trond Reitan 19/8-2013

FY1006/TFY Løysing øving 7 1 LØYSING ØVING 7

Å løyse kvadratiske likningar

Newtons lover i to og tre dimensjoner

Her skal du lære å programmere micro:biten slik at du kan spele stein, saks, papir med den eller mot den.

av Erik Bédos, Matematisk Institutt, UiO, 25. mai 2007.

Løysingsframlegg eksamen TFY4215/FY1006 Innføring i Kvantemekanikk vår 2013

Mineralinnhald i blod hjå storfe på utmarksbeite sommaren 2014.

Øving 1: Bevegelse. Vektorer. Enheter.

Brukarrettleiing E-post lesar

Eksamen S1, Hausten 2013

Rapport om målbruk i offentleg teneste 2012

Newtons lover i to og tre dimensjoner

Forelesning nr.9 INF 1410

Arbeid og potensiell energi

Tilgangskontroll i arbeidslivet

Finn hovudpåstand og argument i ein argumenterande tekst

Rettsleg grunnlag grunnskoleopplæring for vaksne

Newtons lover i to og tre dimensjoner

Virkninger av ubalansert produktivitetsvekst («Baumols sykdom»)

Innhold. Ka pit tel 1 Inn led ning Barn og sam funn Bo kas opp byg ning... 13

KOMMUNEDELPLAN FOR VÅGSLID, VINJE KOMMUNE. UTTALE

NOTAT Framtidig sentralitet

Elevundersøkinga 2016

EKSAMENSOPPGAVE. Antall sider inkl. forside: 4

Samarbeidsutvalet Foreldrerådsutvalet. arbeidsoppgaver konflikthandtering SOGNDAL STUDENTBARNEHAGE

Brukarrettleiing for ny lagsportal kvam.no

Korrigering til tidlegare utsendt informasjon, «prøvar som pasienten tek sjølv»

HØYRING OM NYE IT-STANDARDAR FOR OFFENTLEG SEKTOR

Kirkerådet, Mellomkirkelig råd, Samisk kirkeråd. Særskilde preiketekstar for kyrkjeåra og

BARNEVERNET. Til beste for barnet

Kopi til: Arkivnr.: 5

Løsning: V = Ed og C = Q/V. Spenningen ved maksimalt elektrisk felt er

Løsningsforslag til øving 9 OPPGAVE 1 a)

Levetid og restverdi i samfunnsøkonomisk analyse

UNIVERSITETET I OSLO

MAT1030 Forelesning 21

Eksemplet bygger på en ide fra Thor Bernt Melø ved Institutt for fysikk ved NTNU og Tom Lindstrøms bok Kalkulus.

Døme på eit skrivebord i P360, beståande av: Det same skrivebordet sett frå redigeringsmodus. Namnet til skrivebordet. Eigendefinert tekst.

Høyringssvar frå Bjørgvin bispedømeråd - Vigselsliturgi og forbønsliturgi for likekjønna og ulikekjønna par

RETTLEIING FOR BRUK AV «MIN SIDE» I DEN ELEKTRONISKE SKJEMALØYSINGA FOR FRI RETTSHJELP. Oppdatert 19.september 2012 Ove Midtbø FMSF

~/stat230/teori/bonus08.tex TN. V2008 Introduksjon til bonus og overskudd

Velferdsøkonomiske konsekvenser av en sekstimersdag

Kommuneplan for Radøy delrevisjon konsekvensvurdering av endringar i kommuneplanens arealdel

Rapport om målbruk i offentleg teneste 2014

Kapittel 9: Mer kombinatorikk

Rettleiing. Nasjonale prøver i rekning for 5. trinn. Versjon: juli 2010, nynorsk

Rapport om målbruk i offentleg teneste 2017

Eksamen MAT1013 Matematikk 1T Hausten 2013

Styresak. Forslag til vedtak: Føretak: Dato: Sakshandsamar: Saka gjeld:

DISPENSASJON. Send søknaden til: Skodje kommune Teknisk avdeling 6260 SKODJE

6 Samisk språk i barnehage og skule 2011/12

Turbulent forbrenning

Fasit TFY4215/FY1006 Innføring i kvantemekanikk august 2014

Evaluering og framtidig engasjement i Nor-Fishing

d) Poenget er å regne ut terskeltrykket til kappebergarten og omgjøre dette til en tilsvarende høyde av en oljekolonne i vann.

Sakliste: Saknr. Sak 29/13 Godkjenning av innkalling og sakliste

Tenk på det! Informasjon om Humanistisk konfirmasjon NYNORSK

Informasjon og brukarrettleiing

SØKNAD OM TILSKOT, REGIONALT PLANSAMARBEID

KVA MEINER INNBYGGJARANE I BYGDENE NORDDAL OG EIDSDAL OM KOMMUNETILKNYTING FOR FRAMTIDA?

Fakta Grove kornprodukt. Innhald. Grove brød- og kornprodukt Mjøl fint og grovt

ehandel og lokalt næringsliv

INTERNETTOPPKOPLING VED DEI VIDAREGÅANDE SKOLANE - FORSLAG I OKTOBERTINGET 2010

OSTERØY VIDAREGÅANDE SKULE - VURDERING AV NYBYGG

Et samarbeid mellom kollektivtrafikkforeningen og NHO Transport. Indeksveileder Indeksregulering av busskontrakter. Indeksgruppe

Dersom summen vert over 400 g må ein trekkje dette frå.

Krefter og betinget bevegelser Arbeid og kinetisk energi

Forslag. Har du nokon gong lurt på korfor det er så vanskeleg å velja, eller korfor me no og då vel å gjera ting me eigenleg ikkje vil?

Biletbruk på nettet 1 2

Rådgjevarkonferanse 2009

Skjell Rådgivende Biologer AS FANGST OG SKJELPRØVAR I SULDALSLÅGEN. Fangststatistikk. Skjelmateriale

Kort om forutsetninger for boligbehovsprognosene

INFORMASJON TIL TILTAKSHAVAR OG SØKJAR 30. juni 2015

Høyringssvar frå Bjørgvin biskop om ordning for vigsel og vigselsliturgi og forbønsliturgi for likekjønna og ulikekjønna par

Forslag. Her er to bilde av gutar og jenter som har det fint saman.

Boligprisvekst og markedsstruktur i Danmark og Norge

Styring av romfartøy STE6122

Tilbakemelding på nasjonalt tilsyn i Vinje kommune i høve forvaltningskompetanse - avgjerder om særskild tilrettelegging

Transkript:

50 3 - urbulensmodell Trippelorrelasjonen u i u i u j og ry far-orrelasjonen u j p. Desse ledda verar diffusiv. Dei er ujende og D må modelleras. De visøse gradienledde D v («diffusjon») an vi rene u, de inneheld ingen nye ujende. Ved høge reynoldsal er de lie i høve il den urbulensdiffusjonen. Produsjonsledde P inneheld berre sorleiar som vi har frå før. De an renas u når vi har modeller reynoldsspenningane. Dissipasjonsledde må modelleras. 3.3 Modellering av urbulensenergi-lininga Dee avsnie er om modellering av -lininga. De legg opp il å presenere modellar som har berre denne eine lininga; -liningsmodellar. Men denne lininga e vi med oss over i - -modellen. Såleis ver dee avsnie ein del av ugreiinga av - -modellen i nese avsni. Turbulensdiffusjon: Gradienmodell Diffusjonsledde D inneheld o sorleiar som er ujende, og som må modelleras. I apiel 5 sal vi sjå på orleis vi an modellere urbulensdiffusjon med ein gradienmodell. De ver ein analogi il Fics lov som er ein modell for masseflus, sjå lining (A.18) side 202. For flusen av urbulensenergi an vi brue ein sli gradienmodell: Dee ver ola på o måar: 1) som modell for 1 2 u j u i u i p u j, eller (3.6) 2) som modell for 1 2 u j u i u i, då ver p u j neglisjer. Bagrunnen for og onsevensane av dei o olingane sal vi ije gå inn på her. I prasis gjev dei einsydande resula. Diffusjonsmodellen ver alså D Vi sal ome aende il gradienmodellen for urbulensdiffusjon i avsni 5.2. (3.7) Dissipasjon Prandl (1945) ser føre seg ein «urbulensball» i ei srøyming. Han førese høg reynoldsal for srøyminga. Ballen har lengdesala (blandingsveg) og farssala u (far i høve il omgjevnadene; fluuasjon).

3.3 Modellering av urbulensenergi-lininga 51 KAMEEON 96 Z (m) 60 80 100 120 Turb. in. energy Plane: X= 146.4 Max Min 320 340 360 380 Time= 800.0 Y (m) 9.82E+01 6.00E+01 4.50E+01 3.50E+01 2.50E+01 2.00E+01 1.50E+01 1.00E+01 5.00E+00 1.00E+00 1.00E 10 Turb. in. energy Plane: Y= 338.9 Z (m) 40 60 80 100 50 100 150 Time= 800.0 X (m) Max Min 93.761 60.000 45.000 35.000 25.000 20.000 15.000 10.000 5.000 1.000 0.000 Figur 3.1: Turbulensenergi frå ei numeris simulering av srøyming omring plaform. Ba boreårne lagar vinden (25 m/s) ei vae over helioperdee. Sore farsgradienar gjev myje urbulens og dee påverar innflygingsilhøva for heliopere. Figurane viser urbulensenergien i loddree plan på vers og på langs gjennom helioperdee. Figur 2.1(f) side 32 viser ei perspeiv av den redimensjonale plaformmodellen.

52 3 - urbulensmodell u Mosanden mo rørsla må vere F u 2 A u 2 2. (Jamfør urye for sleperaf eller «drag».) Mosandsarbeid per idseining, effe, er F u u 3 2. Dee er energiap for den «ballen» vi ser på. Divider på volume V 3 ver de u 3 (3.8) og med u får Prandl C D 3 2 (3.9) Her er C D ein onsan alverdi som må finnas frå esperimen. Dimensjonsanalyse, med farssala u og lengdesala, gjev også u 3 3 2. Denne lengdesalaen,, er ein blandingsveg eller araerisis lengdesala for dei sørre vervlane. Han er ije idenis med lengdesalaen i Prandls blandingsvegmodell. Dei er av same sorleisorden. Turbulensvisosie Vi an sjå på urbulensvisosieen som ei produ av araerisis farssala og araerisis lengdesala for urbulensen: u. Dee an vi enje som ein analogi il modellen for moleylær visosie i ineis gasseori, jamfør side 40 og 39. Med u og har vi C (3.10) der C er ein onsan alverdi. Dee gjev oss reynoldsspenningane ved hjelp av lining (2.14). Dei o onsanane C D og C er ije uavhengige. Frå måledaa an ein seje C D C il om lag 0,08 0,11. Verdien 0,09 er mes bru. Vi an velje ein av onsanane li 1. Modeller lining for! u j P (3.11) P u j (3.12)

& 3.4 - -modell 53 (3.13) C D 3 2 (3.14) "# [ algebrais ury ] (3.15) Modellar med éi lining for ein urbulens-sorlei ver alla eiliningsmodellar. Slie -liningsmodellar er noo nya for særlege ilfelle. På grunn av de empirise urye for ver de ofe sag a ein eiliningsmodell ije er monaleg bere enn ein blandingsvegmodell. Dee gjeld i somme ilfelle, men ije allid. Alernaive an vere å løyse ei lining for å finne lengdesalaen. De er ein framgangsmåe som er meir generell. Men i visse ilfelle gjev ein spesiell funsjon for bere resula enn ei meir generell lining. 3.4 -$ -modell - -modellen har éi lining for urbulensenergien og éi lining for dissipasjonen. Modell-lininga for er de gjor greie for i førre avsnie. De bør lesas førs. I saden for ei algebrais ury, an vi løyse ei ransporlining for å finne ein lengdesala. ininga an vere for sjølve lengdesalaen, eller for ein sorlei m n (n % 0). De fins mange modellframlegg med ulie verdiar for m og n. Den mes vanlege, og nesen einerådande, er ein modell med lining for dissipasjonsledde, alså m 3 2 og n 1. Modell-lining for Ei lining for an uleias frå grunnliningane (rørslemengdelininga og oninuieslininga). Men de er lie hjelp i denne «esae» lininga, borse frå a vi an idenifisere diffusjonsledd, produsjonsledd og nedbryingsledd. Vi an srive! u j D& P&' Q& (3.16) For diffusjonsledde an vi brue ein gradienmodell, jamfør lining (3.7), D& (3.17)

& 54 3 - urbulensmodell Produsjon og nedbrying ver se proporsjonal med produsjon og nedbrying av. edda må gongas med for å få re dimensjon: og P& C& 1 P (3.18) Q& C& 2 (3.19) Tanen ba ei sli jamhøve er a når de ver meir å a av, auar uae. Når mengda av urbulensenergi auar, vil nedbryinga også aue; må aue når auar. ieins når de ver mindre å a av, må uae mine. Når P auar, bør aue, elles an vese over alle grenser. Aue i får ein ved å aue P& difor er de fornufig å gjere P& avhengige av P. De same argumene an føras for samhøve mellom nedbryinga Q& og dissipasjonen (nedbryinga). Sandard - -modell: Turbulensvisosie: C( 2 (3.20) Reynoldsspenningane: u i u j u j 2 3 ) i j (3.21) Vi løyser o modellere liningar: * u j P (3.22) * u j C& 1 P C& 2 (3.23) der P u j (3.24) Konsanane i modellen (frå aunder og Spalding, 1974): 1,0 & 1,3 C& 1 1,44 C& 2 1,92 C( 0,09 (3.25)

3.4 - -modell 55 Førse publiseringa av ein - -modell var ved Jones og aunder (1972). De var ein modell som også unne rene srøymingar med låge reynoldsal. Talverdiane for onsanane var noo jusere, og den mes brue versjonen er publiser av aunder og Spalding (1974). Modellen er uvila for «inompressibel srøyming», her vil de seie srøyming med onsan elei (jamfør side 26). Denne modellversjonen, lining (3.20) (3.25) med onsanar som vis her, har få saus som «sandard» - -modell for høge reynoldsal. Sjå elles side 45 og drøfing av onsanane og -lininga i Eresvåg (1991:45). Vi jem aende il onsan-verdiane i avsni 4.5. egg mere il a her renar vi eleien onsan. Difor har de falle bor ei ledd i modellen for reynoldsspenning, lining (3.21). Dersom vi le variere, il dømes med emperauren, må vi brue urye i lining (2.14). Av di reynoldsspenningane går inn i produsjonsledde P, ver de også esra ledd i lining (3.24) og lining (3.12). Når eleien varierer, ver de også ei ledd med ein ry øyingsfar-orrelasjon i -lininga. Dee ledde er null når eleien er onsan, og ver ofas se bor frå elles. - -modell for forbrenning Teleien er ije onsan i forbrenning ver imo, variasjonane an vere svær sore. Då an vi brue masse-vegne (masse-midla) sorleiar, sjå illegg B. iningane for masse, rørslemengd og energi ver sor se dei same, med nore avvi (som ofas ver neglisjere), avsni B.2 B.5. Ein - -modell an framleis sjå u om lag som lining (3.20) (3.25) framanfor. For å marere a de er masse-vegne sorleiar, an vi srive + og +. De ver ei par viige illegg: I urye for reynoldsspenningane, lining (2.14), fell de bor ei ledd når eleien er onsan, som i lining (3.21). Dee ledde må vere med, og vi får: u i u j -, u i u + +u j 2 j, 3 + +u l ) i j (3.26) x l Dee sal vere med i produsjonsledde, sli a, P + +u j + 2 3, + +u l x l + (3.27) Vidare har vi ei ryledd og ein orrelasjon mellom ry og øyingsfar i +-lininga, sjå lining (B.42). Desse må modelleras, men de har ije ome fram noon modell som har få sor ubreiing. Ofe ver de se bor frå desse ledda. Til sis an vi a med a de visøse diffusjonsledde ije uan vidare an uryjas som ei gradienledd, men a vi modellerer de sli, lievel. Grenseverdiar For grenser inn mo fase veggar bruar vi ofe vegglover. Dee jem vi aende il i avsni 4.4. Ved symmerilinjer eller -plan har både og null gradien og er symmerise om linja eller plane.