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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 计算模拟区 » 仿真模拟 » FLUENT & CFX » 是误差吗？？？？【FLUENT的一个问题】
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kylafree

至尊木虫 (知名作家)

[交流] 是误差吗？？？？【FLUENT的一个问题】

FLUENT的材料库中，可看到air的密度为1.225kg/m3，
现在我在一个圆柱管模型中，采用air作为流体，初始化后，管内全为air；
执行以下UDF，应可算出管内air的平均密度，实际算出的值为1.2353kg/m3。
这两个值不一样，是误差吗？好象误差挺大啊！！！！

采用双精度测试了一下，结果为1.225kg/m3。这个数值倒是准确。

但是用混合物作测试值又不对了，请见下面一楼：

[ Last edited by kylafree on 2012-2-28 at 19:56 ]




#include "udf.h"
DEFINE_ON_DEMAND(st2)   
{
cell_t c;
Thread *t = Lookup_Thread(Get_Domain(1), 8);
real s=0.0;
int n=0;       
        begin_c_loop(c,t)
        {
      n=n+1;         
          s=s+C_R(c,t);
          C_UDMI(c,t,0)=C_R(c,t);
        }
    end_c_loop(c,t)
s=s/n;
Message("\n s n =%g %d\n", s,n);
}

[ Last edited by kylafree on 2012-2-29 at 10:16 ]
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1楼 2012-02-28 19:11:03
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回帖置顶 ( 共有1个 )

kylafree

至尊木虫 (知名作家)
kylafree: 回帖置顶 2012-02-29 10:13:04
FLUENT中，air的平均分子量为28.966，利用组分输运模型，
我自定义一种分子量为28.966的气体与air按摩尔分数为1：9混合，理应密度也为1.225kg/m3。采用双精度，按上述UDF测试其管内平均密度值为1.17667，UDM记录的管内每一个CELL的密度值都为1.176673870E+00; 与1.225相差挺有点大！！！

再自定义一种分子量为30的气体与air按摩尔分数为1：9混合，理应密度>1.225kg/m3。但按上述UDF测试其管内平均密度值为1.18087，UDM记录的管内每一个CELL的密度值都为1.180874250E+00 ; 与1.225相差也很大！！！

有谁能告诉，上述差值确实是由误差导致吗？？？还是我的测试有问题？？？上述UDF有问题吗？？？

[ Last edited by kylafree on 2012-2-29 at 10:14 ]
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5楼2012-02-28 20:18:14
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普通回帖

heattransfet

新虫 (职业作家)
★
kylafree(金币+1):谢谢参与
xiegangmai(金币+1): 谢谢参与！ 2012-02-28 23:20:32
肯定是误差了，再说算密度也没必要用UDF吧，呵呵
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2楼2012-02-28 19:29:16
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kylafree

至尊木虫 (知名作家)
引用回帖:
楼: Originally posted by heattransfet at 2012-02-28 19:29:16:
肯定是误差了，再说算密度也没必要用UDF吧，呵呵

误差咋这么大？？？难以接受啊！！！
另外我是在模拟的过程中发现FLUENTT算出的数据与直接用公式计算的数据不相符后，才考虑用UDF作一个测试。一试发现果然相关甚远啊！！！

[ Last edited by kylafree on 2012-2-28 at 19:37 ]
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3楼2012-02-28 19:34:02
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kylafree

至尊木虫 (知名作家)
哎，用双精度测试了一下，结果为1.225kg/m3。差别真大呀！！！！

但是用混合物作测试值又不对了

[ Last edited by kylafree on 2012-2-28 at 19:56 ]
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4楼2012-02-28 19:39:23
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salas_1981

铜虫 (正式写手)
★
kylafree(金币+1):谢谢参与
其实，在我们专业看来
已经很准确了
你们是啥专业啊？
哈哈哈
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6楼2012-02-29 01:48:10
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kylafree

至尊木虫 (知名作家)
引用回帖:
楼: Originally posted by salas_1981 at 2012-02-29 01:48:10:
其实，在我们专业看来
已经很准确了
你们是啥专业啊？
哈哈哈

第四楼的测试结果也很准确吗？？？？差好远啊！！！！
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9楼2012-02-29 08:42:55
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47425804

木虫 (正式写手)
★
kylafree(金币+1):谢谢参与
xiegangmai(金币+2): 鼓励讨论交流！ 2012-02-29 22:25:47
常态下实际空气密度就应该是1.17到1.18左右。
组分运输模型算出来的是对的。
那个1.225应该是某种状态下的值，可能是0℃吧，没验算过。
单精度和双精度，有这么大差别还是蛮正常的。
单精度下1000个0.001相加就不等于1。
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11楼2012-02-29 13:20:07
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kylafree

至尊木虫 (知名作家)
引用回帖:
楼: Originally posted by 47425804 at 2012-02-29 13:20:07:
常态下实际空气密度就应该是1.17到1.18左右。
组分运输模型算出来的是对的。
那个1.225应该是某种状态下的值，可能是0℃吧，没验算过。
单精度和双精度，有这么大差别还是蛮正常的。
单精度下1000个0.001相加 ...

你好，FLUENT数据库中的空气密度是在一个大气压，15摄氏度时的数据(听别人说工程书上有介绍)，为1.225kg/m3   。这与用理想气体状态方程PV=nRT算出的值一致。
  而且请看baidu介绍如下：
“...我们一般采用的空气密度是指在0摄氏度、绝对标准指标下，密度为1.293kg/m3 　　...　通常情况下，即20摄氏度时，取1.205kg/m3。 ”

这些数据都比1.17大很多啊！！！！！
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12楼2012-02-29 14:20:49
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47425804

木虫 (正式写手)
xiegangmai(金币+1): 谢谢参与！ 2012-02-29 22:25:56
引用回帖:
12楼: Originally posted by kylafree at 2012-02-29 14:20:49:
你好，FLUENT数据库中的空气密度是在一个大气压，15摄氏度时的数据(听别人说工程书上有介绍)，为1.225kg/m3   。这与用理想气体状态方程PV=nRT算出的值一致。
  而且请看baidu介绍如下：
“...我们一般采用的空 ...

恩，但是还要考虑一些问题：
一个大气压到底是按101325Pa算的，还是按照100000Pa算。
海平面才是一个大气压，实际上都要小一些。
空气里还包含CO2等密度较大的气体，虽然含量少，但影响不可忽略。
组分运输模型里是按照N2和O2的混合物算的，不包含CO2。
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13楼2012-02-29 15:05:38
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kylafree

至尊木虫 (知名作家)
引用回帖:
楼: Originally posted by 47425804 at 2012-02-29 15:05:38:
恩，但是还要考虑一些问题：
一个大气压到底是按101325Pa算的，还是按照100000Pa算。
海平面才是一个大气压，实际上都要小一些。
空气里还包含CO2等密度较大的气体，虽然含量少，但影响不可忽略。
组分运输模 ...

一个大气压按101325算的，在FLUENT材料面板中可以看到，air虽然是混合物，但FLUENT给出了它的平均分子量为28.966，密度为1.225kg/m3。
利用理想气体状态方程PV=nRT计算的话确实28.966的分子量与1.225kg/m3的密度刚好对应上。

P=101325 , R=8.31451(理想气体常数) , T=273.15+15 （15摄氏度）
取n=1 mol ，可算出此时的气体摩尔体积为V=23.64L；
现在取1m3=1000L空气，它的质量为（1000/23.64）*28.966=1.225kg，所以空气的密度为1.225kg/m3，对应的这么好！

但又有一点儿问题，我又算了一下其它几种气体，C2H2,C2H6,NH3,由分子量计算的密度与FLUENT数据库给的密度近似相等，有一定误差；而H2O蒸汽差的比较远（这是不是由于15度时水的饱和蒸汽压比较低的缘故？）

[ Last edited by kylafree on 2012-2-29 at 16:52 ]
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14楼2012-02-29 16:50:18
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kylafree

至尊木虫 (知名作家)
引用回帖:
楼: Originally posted by 47425804 at 2012-02-29 15:05:38:
恩，但是还要考虑一些问题：
一个大气压到底是按101325Pa算的，还是按照100000Pa算。
海平面才是一个大气压，实际上都要小一些。
空气里还包含CO2等密度较大的气体，虽然含量少，但影响不可忽略。
组分运输模 ...

你认为我用UDF算得的密度值是可用可信的是吧，我还要用算的密度值来计算其它东西，由于发现它与FLUENT数据库给的数值对不上，所以才有此疑问而发帖
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15楼2012-02-29 16:55:02
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47425804

木虫 (正式写手)
★ ★
xiegangmai(金币+2): 鼓励讨论交流！ 2012-03-01 23:07:28
引用回帖:
14楼: Originally posted by kylafree at 2012-02-29 16:50:18:
一个大气压按101325算的，在FLUENT材料面板中可以看到，air虽然是混合物，但FLUENT给出了它的平均分子量为28.966，密度为1.225kg/m3。
利用理想气体状态方程PV=nRT计算的话确实28.966的分子量与1.225kg/m3 ...

这个恐怕还需要更专业的人士来解答了，气体密度到底还受到什么东西的影响。
可以考虑去查查物性手册，对比对比。

不过，你算平均密度的方法严格说来是不对的。
最正确应该是对质量和体积求和，然后相除得到平均密度。
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17楼2012-03-01 08:34:08
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kylafree

至尊木虫 (知名作家)
引用回帖:
楼: Originally posted by 47425804 at 2012-03-01 08:34:08:
这个恐怕还需要更专业的人士来解答了，气体密度到底还受到什么东西的影响。
可以考虑去查查物性手册，对比对比。

不过，你算平均密度的方法严格说来是不对的。
最正确应该是对质量和体积求和，然后相除得到 ...

按你说的求平均密度。空气分子量为28.966，自定义一种分子量为28.966的气体，作测试，代码如下，单精度，直接对密度平均，值为1.18422，密度*体积求和后再除总体积，值为1.18864。还是与1.225相差很多。

#include "udf.h"
DEFINE_ON_DEMAND(st2)   
{
cell_t c;
Thread *t = Lookup_Thread(Get_Domain(1), 8);
real m,s=0.0,q=0.0,r=0.0;
int n=0;       
        begin_c_loop(c,t)
        {
      n=n+1;         
          s=s+C_R(c,t);
          C_UDMI(c,t,0)=C_R(c,t);
          r=r+C_VOLUME(c,t);
          q=q+C_VOLUME(c,t)*C_R(c,t);
        }
    end_c_loop(c,t)
s=s/n;
m=q/r;
Message("\n s m n =%g %g %d\n", s,m,n);
}
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18楼2012-03-01 18:53:15
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