Linhas de corrente nos limites de domínios rotativos e estacionários estão malformadas

Estou simulando uma turbina e dividi a malha em domínios: a tubulação antes e depois da lâmina e as pás da turbina. O domínio que contém as lâminas gira a 2000 rpm, enquanto os outros domínios estão estacionários.

A malha é estrutura e a malha (entre os domínios) é conforme.

A turbina que estou simulando é uma turbina de fluxo axial de Wells . A solução é estado estacionário. Esta turbina possui 8 pás (360/8 = ângulo de 45 ° entre as pás). Devido à simetria circunferencial, apenas um oitavo do anel foi calculado, impondo condições de contorno periódicas na direção tangencial. No meu modelo, o domínio computacional foi restringido na direção axial a quatro comprimentos de acordes a montante e oito comprimentos de acordes a jusante da lâmina. As lâminas são simétricas (Naca00XX).

O domínio computacional é o seguinte:

De acordo com as figuras a seguir,

Desejo obter linhas de fluxo como na imagem a seguir da análise Insight do desempenho da turbina de biplano Wells (Fig. 7):

Shaaban, S., & Hafiz, AA (2012). Efeito da geometria do duto no desempenho da turbina de Wells. Conversão e Gerenciamento de Energia, 61 , 51-58.

Seu domínio estacionário não pode incorporar a dependência espacial / temporal que as pás da turbina devem induzir neles.

Suponha que exista uma região de fluxo de alta velocidade que arraste uma lâmina de turbina em 10 graus. Quando esse fluxo de alta velocidade atravessa o domínio estacionário, ele deve atravessar em um local 10 graus atrás da lâmina, mas esse local está sempre se movendo em um quadro de referência estacionário.

O único momento em que um domínio estacionário e móvel compartilha um limite é se você espera que todas as variáveis ​​livres sejam uniformes na direção do movimento relativo.

Eu recomendaria fazer todo o seu domínio girar e aplicar uma velocidade fixa nas paredes correspondente à velocidade zero no quadro não rotativo.

Longe das pás, o fluxo deve se tornar uniforme na direção circunferencial; nesse ponto, se você quiser ter um limite para um domínio estacionário, poderá. No entanto, você ainda teria dobras nas linhas de fluxo na borda, como se o ar não estivesse girando no quadro de referência estacionário, as linhas de fluxo estariam alinhadas com o eixo da turbina, enquanto no quadro de referência rotativo formariam uma hélice, portanto uma transição acentuada entre os dois.