Динамические сетки в ansys fluent реферат

Обновлено: 28.06.2024

Название работы: Работа с сеткой в Ansys Meching

Категория: Лабораторная работа

Предметная область: Косметология, дизайн и стилистика

Описание: Кроме того время необходимое на создание сетки часто занимает значительную часть в общем времени выполнения компьютерного инженерного расчета. Поэтому качественные и более автоматизированные инструменты построения сетки дают лучший результат. Методы построения сетки Методы построения тетраэдрической сетки: На основе поверхностной сетки Ptch conforming.

Дата добавления: 2014-02-04

Размер файла: 1.2 MB

Работу скачали: 556 чел.

Лабораторная работа № 5 (2 часа)

Работа с сеткой

Цель : Исследовать способы образования сетки и возможности по изменению параметров:

- Automatic (Tet Patch Conforming)

-Tet Patch Independent

-Assembly Meshing (CutCell)

-Decomposition for Sweep Meshes

- Automatic ( Tet & Sweep )

Создание сетки является неотъемлемой частью процесса компьютерного инженерного моделирования (CAE). Качество сеточной модели влияет на точность, сходимость и скорость получения решения. Кроме того, время, необходимое на создание сетки, часто занимает значительную часть в общем времени выполнения компьютерного инженерного расчета. Поэтому качественные и более автоматизированные инструменты построения сетки дают лучший результат.

Инструменты для создания сеток от компании ANSYS позволяют генерировать сеточные модели, для разных типов анализа (практически все области физики). Каждый из сеточных методов удовлетворяет специфическим требованиям той или иной области (механика деформируемых твердых тел, динамика текучих сред, электромагнетизм и др.), позволяет использовать упрощенную постановку задачи (оболочечные, двумерные и балочные модели).

Методы построения сетки
Методы построения тетраэдрической сетки:
На основе поверхностной сетки (Patch conforming).
Независимо от поверхностей (Patch independent).
CFX-Mesh.
Методы построения гексаэдрической сетки:
Обычная сетка протяжкой (Sweep).
Сетка протяжкой для оболочечных тел (Thin sweep).
Многозонная (на основе блочной сетки ICEM CFD).
С преобладанием гексаэдров.
Построение на поверхности:
Автоматическая сетка четырехугольников, либо сочетание трех- и четырехугольников, либо только треугольников.
Равномерная сетка четырехугольников, либо сочетание трех- и четырехугольников.
Одномерная сетка (балки, стержни).
Элементы управления сеткой

Настройка сетки согласно физическому приложению.
Настройка подробности сетки.
Настройки призматических слоев.
Настройка сгущения на основе кривизны.
Настройка сгущения между близко расположенными поверхностями.
Настройка сглаживания сетки.
Настройка переходов/темпа роста размеров элементов.
Настройка искажения элементов.
Настройка качества.
Настройка срединных узлов элементов.
Настройка поведения недеформируемого тела.

Автоматическое определение контакта.
Задание размеров контакта.
Элементы управления методами построения сетки для тела.
Задание размеров элементов для тела, грани, ребра, вершины.
Сфера влияния настроек для тела, грани, ребра, вершины.
Сгущение на основе кривизны для тела, грани, ребра.
Адаптивная сетка (сгущение по результатам решения).
Управление структурированной Mapped-сеткой.
Инструменты согласования сетки на гранях циклической симметрии.

Ansys Meching это компонент WB. Поддерживает современное поколение сеточных платформ. Позволяет создавать сетку для различных разделов физики: тело, гидродинамика, явная и неявная механика, электромагнетизм. Модуль напрямую интегрирован с другими системами WB.

Запустить Ansys Meching можно:

- в составе шаблона расчета WB;

- как отдельный компонент WB.

Сетку устанавливают для модулей:

-Explicit (явное интегрирование).

Последовательность создания сетки в Ansys Meching:

1 Из условий физики процесса осуществляется построение сетки и ее калибровка

2 Совершенствование сетки на локальных участках.

3 Предварительный просмотр сетки

4 Проверка качества построения сетки, при необходимости изменяются параметры и возврат в п.1.

1 Relevance -100…+100 - плотность сетки (от крупной до мелкой)

2 Relevance Center - управление размерами конечных элементов, вкладка работает, если опция * Use Advanced Size Function = OFF :

3 Element Size средняя длина ребра элемента

4 Initial Size seed генерация сетки с минимальным размером элемента:

- active Assembly активная сборка

- full Assembly полная сборка

5 Smoothing (сглаживание) используют для улучшения качества сетки. При этом осуществляется сдвиг узлов:

6 Transition степень изменения размера элемента

Доступны при *Use Advanced Size Function =ON:

1 Proximity and Curvature

Curvature (кривизна) измельчение сетки в области сильного искривления ребер, устанавливается автономно или пользователем

Proximity (близость) между близкими элементами геометрии сетка уплотняется

Можно принять настройки или установить свои.

- Normal angle максимально допустимый угол, на который допускается пролет

- Min Size минимальный размер грани элемента, который будет создан

- Max Face Size максимальный размер поверхности элемента

- Growth Rate (темп роста) увеличение размера элемента для каждого следующего слоя от края (например: 1.2 увеличение на 20%)

- Proximity Assuracy размер элемента в зависимости от удаления, может принимать значения от 0 до 1 (0-быстро, 1 более точно), по умолчанию =0,5

- Num Cells Across Gap количество промежуточных слоев

Продвинутые настройки ( Advanced )

1 Shape Checking (проверка формы):

- Standart Mechanical определение НДС линейной системы, модальный и термический анализ

- Agressive Mechanical большие деформации и нелинейные системы

2 Element Midside Nodes добавление среднего узла

- Program Controlled по умолчанию

- Dropped без узла

3 Straight Sided Elements соприкасающиеся элементы (No/Yes)

4 Number of Retries если обнаружится плохое качество сетки, то будет создана более мелкая сетка

5 Mech Morphing - если опция вкл., то можно создавать новую сетку

- Disabled откл. не перестраивается

- Inabled вкл. старая сетка (для экономии времени)

При этом геометрия должна оставаться постоянной.

Местные средства управления сеткой

Могут применяться к любому типу геометрии. Доступны, если в дереве выделено Mesh .

Method Control контроль формы элементов при генерации сетки

Sizing Control контроль размеров

Contact Sizing Control плотность сетки в контактной области

Mapped Face Meshing упорядоченность сетки по разметке

Match Control сетка на сочетающихся поверхностях

Infalation Control контроль пограничного слоя

Pinch Control контроль за повышением

Методы создания сетки 3D геометрических объектов

Method Control позволяет контролировать форму элементов при генерации сетки

- Automatic по умолчанию генерируются тетраэдры

Algoritm: Ratch Conforming КЭ модель соответствует геометрии;

Algoritm: Ratch Independet Meching КЭ модель может не совпадать с геометрией. Если граничные условия приложены к поверхности, то совпадает.

- Hex Dominant преимущественно гексаэдры создается неупорядоченная гексагональная сетка. Опцию используют, если не доступна функция Swept, применяют для объемных тел и не применяют для сложных форм и тонких тел.

Free Face Mech Type определяет типы сетки, которые могут быть использованы.

Sweep-mesh (Hex and possible wedle) elements элементы протянутой сетки (гексагональной или клин)

Type: Number of Division количество элементов в сетке

Sweep Bias Type: смещение интервала по направлению выдавливания; No bias без смещения

Src/Trg Selection выбор вручную начальной и конечной плоскости для выдавливания сетки КЭ:

Manual Sourse вручную начальной плоскости;

Manual Sourse and Target вручную начальной и конечной плоскости;

Automatic Thin 1 элемент через тонкостенную модель;

Manual Thin элементы тело и листовое тело

- MultiZone генератор сетки автоматически выбирает зоны, в которых можно создать сетку выдавливанием. Где это невозможно, заполняет тетра-сеткой.

Mapped Mesh Type управление типом сетки:

Free Mesh Type данная опция позволяет тетра-сетке заполнить пространство:

Not Allowed не позволять

Hexa Core ядро гексагональное

Использование Virtual Topology

Применяют, если необходимо:

- объединить вместе много маленьких (соединенных) поверхностей/краев

- упростить маленькие функции в модели

- упростить абстракцию загрузки для механического анализа

- создать граничные разделения для лучшего управления поверхностного управления сеткой

-виртуальные ячейки изменяют топологию

-исходная Модель CAD остается неизменной

- новая фасетная геометрия создается с виртуальной топологией

Функция Preview (Предварительный просмотр)позволяет:

- Позволяет поверхности или качеству сетки быть проверенной перед генерацией сетки

- Не доступны при использовании методы MultiZone или CutCell

2 Порядок выполнения работы

1 Исследование способов образования сетки

Запустить Workbench , модуль Mesh
Загрузить геометрию, файл “ component.stp ”

Загруженный файл состоит из детали, являющейся компонентом в системе вентиляции. Поток входит через верхний канал, проходит через камеру и выходит через более низкий канал. В детали имеется несколько маленьких круговых вентилей, которые отпечатываются на передней стороне камеры.

Здесь могут быть применены почти все методы образования сетки, выбор того или иного метода зависит от скорости, характеристик памяти машины, требований к искажению сетки и ограничениям, определенным расчетом.

1.4 Установить глобальные настройки сетки.

Выбрать в дереве Mesh , и в окне детализации установить:

- вид анализа - гидродинамический Physics Preference : CFD ;

- вид расчета жидкость Solver Preference: FLUENT ;

- размер ячейки сетки средний Relevance Center: Medium ;

- оптимальная форма - Use Advanced Size Function: On: Curvature

- Mesh Metric: Orthogonal Quality .

1.5 Назначить выборки

Выбрать кнопку фильтра выбора поверхности, выбрать верхнюю грань, ПКМ > Create Named Selection

В диалоговом окне ввести имя “ inlet ” (входное отверстие).

Аналогичным образом назначить нижнее отверстие как выходное “ outlet ”. Все назначенные выборки будут отражены в дереве проекта.

1.6 Использование Автоматического метода Automatic Method

Выбрать в окне детализации Inflation и установить параметры:

- метод управляется программой Use automatic Inflation: Program Controlled .

- опция проработки на полную толщину Inflation option: Total Thickness .

- количество слоев Number of Layers 4 .

- максимальная толщина Maximum Thickness 0.003m .

Генерация сетки будет происходить на всех слоях, кроме указанных в выборках.

Просмотрите полученный результат. Кнопка Isometric View позволит просмотреть объемное изображение элементов сетки.

Создать плоскость раздела вдоль оси Z Section Plane. Просмотреть внутреннюю часть сетки.

Проанализировать полученный результат.

1.7 Ручной выбор метода создания сетки

Щелкнуть на объекте и выбрать ПКМ>Clear Generated Data .

Нажать кнопку фильтра выбора тела, выбрать тело в графическом окне, затем ПКМ> select Insert > Method . В дереве построений выбрать Automatic Method , и в окне детализации просмотреть параметры. В этом же окне можно поменять вид метода построения сетки.

Проанализировать влияние параметров Patch на вид итоговой сетки. Сгенерировать сетку.

Просмотрите сетку. Включите плоскость раздела и просмотрите сетку.

2 Метод построения сетки MultiZone

2.1 Выбрать в дереве построений объект сетки и изменить опции в окне детализации:

установить the Method MultiZone ;

- тип сетки - Free Mesh Type Tetra .

Просмотреть сетку. Включить плоскость раздела. Проанализировать результаты.

Метод автоматически создает где возможно стуктурированные шестнадцатеричные ячейки, в остальных местах четырехгранники.

3 Метод построения сетки CutCell

Активировать Assembly Meshing . Он не вставляется как метод, активация происходит в окне детализации сетки. В дереве построений выбрать MultiZone > ПКМ> Suppress . Эта функция деактивирует метод, но сохраняет его настройки, которые можно использовать в дальнейшем.

В дереве построений выбрать Mesh, в окне детализации установить Method CutCell .

Определить материал модели, для этого в дереве проекта выбрать объект геометрии и в окне детализации указать материал Material: выбрать Fluid/Solid - Fluid .

Функция Assembly/CutCell производит декартовую сетку, которая отражается на геометрии. Здесь не наблюдается искажения объектов. Метод применяется в случае, когда допускается упрощение геометрии.

Включить плоскость раздела и проанализировать сетку.

Выключите плоскость раздела. Удалить сетку. Подготовить объект для дальнейшего анализа

4 Способ создания сетки Sweep

Метод позволяет создать достаточно быстро высококачественную точную сетку. Для генерации сетки необходимо наличие переключаемых тел. Анализ геометрии выполняется в Design Modeler .

Запустить Design Modeler щелкнув дважды по Geometry . Окно сетки оставить открытым.

Установить в Design Modeler единицы измерения СИ.

Для анализа геометрии необходимо разделить деталь на составляющие части.

4.1 Сгененировать геометрию Generate .

Выделить часть. В окне детализации установить тип части Slice Type - Slice by Edge Loop.

Активировать Edges и выбрать 2 края как показано на рисунке.

Активировать выбор Apply и генерировать Generate .

Выбрать геометрию (все 3 тела)>ПКМ> Form New Part. В дереве построений отразится 1 часть и 3 тела 1 Part, 3 Bodies.

Закрыть Design Modeler.

4.2 Установка метода Sweep

В дереве построений щелкнуть по Geometry , затем Refresh Geometry , чтобы зафиксировать сделанные изменения.

Настройки метода можно сделать вручную, или установить выбор метода автоматический. Так как сетка деактивирована, то принять значение по умолчанию ( Automatic Method ).

Используемые до сих пор настройки, несовместимы с методом Sweep , поэтому необходимо создать локальное управление инфляцией.

Выбрать 2 поверхности> ПКМ> Inflation from .

Meshing Application обработает поверхности совпадающие с границей выбранных поверхностей.

В окне детализации активировать Boundary , выбрать 2 границы и применить Apply . Установить:

- Inflation Option: Total Thickness .

- число слоев Number of Layers: 4 .

- толщина слоя Maximum Thickness 0.003m .

Включить плоскость раздела и проанализировать сетку.

5 Повторно присвойте Named Selections

Выделить в дереве проекта выборку, указать поверхность геометрии и нажать Apply . Сохранить проект.

6 Создать отчет. Ответить на вопросы.

3 Вопросы к защите лабораторной работы

Методы построения сетки
Этапы создания сетки в Ansys Meching
Запуск Ansys Meching
Для каких расчетных модулей устанавливается сетка?
Элементы управления сеткой
Свойства сетки
Настройки Curvature
Продвинутые настройки (Advanced)
Местные средства управления сеткой
Методы создания сетки 3D геометрических объектов
Особенности метода Automatic
Особенности метода Sweep
Создание сетки при жидкостном моделировании
Использование Virtual Topology
Проверка качества сетки

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

В рамках вебинара будут рассмотрены следующие вопросы: введение в методологию динамических сеток, типы движения границ или сеточных зон, методы динамических сеток, использование решателя с шестью степенями свободы (6DOF solver), дополнительные опции.

На моменте 51:39 используется файл "****.prof" можно ли узнать какие команды можно туда писать, список или какой-нибудь туториал по профилям этим, не совсем понятно как создавать такой код.

Можете в данном разделе документации почитать: Fluent > User Guide > 6.Cell Zone and Boundary Conditions > 6.6. Profiles

Попробовал сделать простейший 2d поршень в цилиндре в виде прямоугольника с движущейся нижней стенкой botton layering , согласно UDF файла Все работает отлично.

А вот с так называемым top layering возникает проблема.

одну зону-внутреннюю-interior surface body. Обозначил ее, как Rigit Body, и задал такой же закон движения, что и у нижней стенки botton (через тот же UDF файл)
вторую стенку-top. Обозначил ее, как Stacionary.

Файл UDF оставил неизменным (как и был для botton layering)- он для прошлой задачи работал.

И получил следующую проблему после команды Preview:

После чего вылетела такая ошибка: Update Dynamic Mesh failed. Negative cell volume detected.

Проблема в том, что вы для внутренней зоны задали значение высоты ячейки сетки, а это делать не нужно, так как Fluent надо указывать значение высоты ячейки только для границ, на которых непосредственно происходит перестроение сетки. Оставьте значения по нулям и все будет OK!

Спасибо! Все получилось. Сейчас пробую более сложнуюю геометрию поршня и метод remesing. Выбираю Local cell и region face. Под этот метод перестроил прямоугольную сетку на треугольную. Доходит до 73 временного шага и выдает ошибку- отрицательный объем ячеек. В чем может быть причина?

Надо модель посмотреть.

Можно посмотреть по ссылке

Там cas и UDF файлы.

Вы забыли задать деформацию левой (left_bottom) и правой границы (right_bottom). Сетка у вас перестраивается, а боковые границы стоят на месте - отсюда и возникает конфликт. В отличие от метода layering, в котором достаточно указать движение одной границы и деформация боковых границ будет происходить автоматически, то в методе remeshing такой вариант не прокатит. Т.е. ему нужно явно указать какие из границ будут деформироваться и в какой плоскости.

P.S. Уменьшите значение временного шага до 1e-05 и size remeshing interval до 2.

Сделал, как Вы написали. Но начиная с 31 шага- начинает считать очень медленно, а на 33 шаге практически совсем остановился. И начинает писать предупреждение:

Всегда когда у вас возникают такие проблемы, то сперва надо попробовать поварьировать глобальные параметры метода remeshing (minimum length scale, maximum length scale). В качестве начального приближения обычно рекомендуется использовать значения Minimum length scale = 0.4*минимальный размер ячейки, который указан в окне Mesh Scale Info, Maximum length scale = 1.4*максимальный размер ячейки. Если проблема осталась, то увеличивайте частоту перестроения сетки. Далее можно попробовать уменьшить размер временного шага. Если после этого все равно продолжают появляться негативные ячейки или качество ортогональности становится меньше 0.05, то стоит подключить деформацию сетки.

Настройки модели можете посмотреть по ссылке:

А чем открыть файл настроек? Пишет, что поврежден.

Через консоль file/read-settings

Вы имеете в виду во Fluent? У меня предлагает после file/read 4 варианта: mesh, case, data и case$data.

setting там нет.

В консоли Fluent пишите file/read-settings

Вы писали, что Если после этого все равно продолжают появляться негативные ячейки или качество ортогональности становится меньше 0.05, то стоит подключить деформацию сетки. Как ее можно подключить, если такое будет происходить? Через основные настройки smoothing/spring, а затем в Dynamic mesh zone и на типе RigidBody поставить галку Deform Adjacent Boundary Layer?

И можно ли сразу ее подключать совместно с варьированием глобальных параметров метода remeshing ? Или лучше все таки сначала поварьировать эти параметры?

Опция Deform Adjacent Boundary Layer with Zone подключается, когда у вас в задаче имеется призматический слой. Подробнее можете почитать в документации 10.6.2.1.5. Boundary Layer Smoothing Method.

Можете сразу подключать smoothing совместно с методом remeshing. Все зависит от задачи и ваших вычислительных ресурсов. Если ресурсов достаточно, то можно смело пользоваться методом remeshing. Если же ресурсов недостаточно, то подключайте дополнительно метод smoothing, так как в данном случае можно избежать слишком частого обновления (перестроения) сетки и тем самым сэкономить время. Вообще, если деформация незначительная то обычно применяют метод smoothing. Если объект перемешается на большое расстояние (движение поршня), то придется подключать метод remeshing, чтобы обеспечить приемлемое качество сетки и избежать появления вырожденных элементов.

Здравствуйте! Надо проект посмотреть.

Там cas и udf файлы.

Благодарю! Я, честно говоря, не знал этого. Сейчас установил степень свободы 2 и расчет пошел. А какую степень свободы лучше устанавливать для двумерной задачи? Каким правилом руководствоваться?

В итоге расчет все равно развалился на временном шаге 812 (из 5000). Подскажите, с чем связано?

Flow time = 0.004060014616698027s, time step = 812

4188 more time steps

Updating solution at time level N. done.

Updating mesh at time level N. done.

iter continuity x-velocity y-velocity energy time/iter

15568 1.5228e-03 1.4608e-05 3.2494e-05 2.8620e-06 0:00:03 20

reversed flow in 4 faces on pressure-inlet 13.

Divergence detected in AMG solver: temperature

Error at host: floating point exception

Error at Node 0: floating point exception

Error at Node 1: floating point exception

Error at Node 2: floating point exception

Error at Node 3: floating point exception

Error at Node 4: floating point exception

Error at Node 5: floating point exception

Error: floating point exception

А какую степень свободы лучше устанавливать для двумерной задачи? Каким правилом руководствоваться?

Все зависит от того, какой у вас газ (одноатомный или двухатомный). Если одноатомный, то число степеней свободы = 3 (три поступательные), если двухатомный газ, то число стпепеней свободы = 5 (три поступаьельные + две вращательные).

В итоге расчет все равно развалился на временном шаге 812 (из 5000). Подскажите, с чем связано?

Во-первых, у вас образуется возвратное течение ( reversed flow in 4 faces on pressure-inlet 13 ). Поэтому, предлагаю вам вытянуть входную границу.

Divergence detected in AMG solver: temperature

Вероятнее всего значение URF (коэффициент нижней релаксации) для уравнения по энергии сильно завышено. Уменьшите URF на 10% и запустите расчет заново.

Еще одна причина это плохое качество сетки. С математической точки зрения из-за сильно искаженных ячеек возникают дополнительные источниковые слагаемые, приводящие к возникновению неустойчивости численных схем. Данная проблема может и не разрешится без перестроения сеточной модели. Минимальное качество ортогональности должно быть на уровне 0.01. Особенно важно избегать сильно искаженных ячеек в близи областей с высокими значениями градиента. Так как величина ошибки в данном случае будет удваиваться.

Также это может быть связано с не правильно заданными ГУ. Если вы уверены в качестве сеточной модели и снизили URF , но все равно решатель останавливается с появлением данной ошибки, то стоит пересмотреть правильность задания ГУ и значений заданных параметров.

Множество приложений вычислительной гидродинамики могут рассчитывать не только однофазные потоки жидкости, но и двухфазные. ANSYS FLUENT является лидером в технологии моделирования многофазных течений. Его разнообразные возможности позволяют инженерам получить представление о процессах, происходящем в оборудовании при двухфазном течении. Полный набор моделей позволяет ANSYS FLUENT выявить взаимодействие между несколькими фазами потока: газом и жидкостью, дисперсных частиц и капель, со свободными поверхностями.

Для многофазных несмешивающихся потоков ANSYS FLUENT предлагает volume-of-fluid (VOF) модель. Для многофазных задач, таких как распылительные сушилки, жидкое распыление топлива и т.д. может быть использована модель discrete phase model (DPM). Простая модель DPM позволяет производить моделирование разбрызгивания капель. Кроме того, благодаря модели дискретных частиц (DEM) можно производить точное отслеживание столкновений между крупными твердыми частицами. Кроме того ANSYS FLUENT может моделировать такие сложные явления как эрозия. Для взаимопроникающих жидкостей или фаз, ANSYS FLUENT позволяет использовать модель Эйлера. Модель Эйлера для многофазных потоков имеет богатый набор опций для расчета обмена массой, импульсом и энергией.

Модели горения

Модель распада вихрей (EDM).
Модели PDF-типа.
Модель Flamelet.
Модель горения Subgrid scale для (LES).
Модель типа Partially premixed.
Модели конечной скорости химической реакции.
Модель поджига и затухания.
Модель горения угля.
Модель горения жидкости.
Модели загрязнения: NOx, SOx, модель образования сажи.
Импорт реакций в формате Chemkin.
Многостадийные поверхностные реакции.

Акустика

При акустических расчетах ANSYS FLUENT может рассчитать уровень шума от нестационарных колебаний и давления в нескольких направлениях. Переходные предсказания LES для поверхностного давления могут быть преобразованы в частотный спектр с помощью встроенного инструмента быстрого преобразование Фурье (FFT). Модель акустической аналогии Фокса-Вильямса может быть использована для расчета распространения источников звука для различных объектов, начиная от плохо обтекаемых тел и заканчивая вращающимися лопастями вентилятора. Присутствует модель источника широкополосного шума для стационарного моделирования.

Взаимодействие потока с твердыми телами

Влияние потока жидкости на твердое тело может быть смоделировано путем сочетания программного обеспечения ANSYS FLUENT с модулем решения задач строительной механики ANSYS Structural. Используя единую среду пользователя (ANSYS Workbench) можно легко настроить и смоделировать взаимодействие жидкости с твердым телом. Надежный и гибкий алгоритм позволяет изменять полученную в ANSYS FLUENT сетку области течения даже при больших перемещениях границ. Эти перемещения могут быть определены пользователем в явном или неявном виде. Во всех случаях граница смещения распространяется во внутреннее пространство сеточного объема, при этом малые и пристеночные элементы деформируются меньше. Это обеспечивает хорошее разрешение пограничного слоя и позволяет работать с большими деформациями сетки.

Динамические и скользящие сетки

Возможность динамического построения сеток в ANSYS FLUENT обеспечивает решение сложных задач, в том числе движение цилиндров в двигателях внутреннего сгорания, движение золотника в клапане и т.д. ANSYS FLUENT предлагает несколько различных схем восстановления сеток: размножение, выравнивание и перестройка. Эти схемы могут быть использованы для различных подвижных деталей в пределах одного моделирования при необходимости. По ключевым узлам сетки существует возможность "подкачки" (увеличения) сетки автоматически или вручную в процессе решения в соответствии с последовательностью предварительно сгенерированных сеток. Для этого требуется только начальная сетка и задания граничных условий.

Динамические сетки совместим с множеством других моделей, включая модели распыления, горения многофазных течений сжимаемого газа и т.д. В ANSYS FLUENT также существует возможность построения скользящих сеток, которые хорошо зарекомендовали себя в задачах по расчету параметров смесительных емкостей, насосов и турбин.

Продолжаем знакомиться с Fluent.

Самые читаемые статьи в этом разделе!

Рейтинг: 4.97

Пользователям инструментов CFD постоянно приходится сталкиваться с необходимостью построения высококачественных сеток для расчетов, предназначенных для решения широкого спектра задач: аэродинамики, оценки температурного состояния, моделирования мультифазных течений и т.д. От качества, топологии и структуры расчетной сетки зависит множество прямых и косвенных факторов, оказывающих влияние на результат, из которых наиболее известным является величина Y+. Так какой из представленных в линейке продуктов Ansys выбрать? Какой пакет можно быстрее всего освоить? Какие типы сеток доступны для генерации?

Ansys ICEM CFD для построения структурированных сеток

Исторически сложилось так, что несомненным лидером в линейке сеточных генераторов в плане функциональности является Ansys ICEM CFD, позволяющий строить структурированные (Hexa) и неструктурированные (Hexa/Tet) стеки с возможностью кастомизации параметров и настроек. Помимо всего прочего, в нем имеется геометрический модуль, позволяющий построить поверхностную геометрию с нуля прямо в окне сеточного генератора. Кроме того, неотъемлемым достоинством этого инструмента является возможность импорта и диагностики существующей модели в самых популярных и общепринятых геометрических форматах.

Интерфейс Ansys ICEM CFD

Структурированная блочная сетка в Ansys ICEM CFD

Анализируя практику мирового научного сообщества в контексте решения задач обтекания летательных аппаратов, винтов и профилей, можно с уверенностью заявить, что в части построения многоблочных структурированных сеток Ansys ICEM CFD является лидером. Простота и гибкость в сочетании с интеллектуальным подходом к построению блочной топологии позволят контролировать каждый узел или ячейку в многомилионной сетке.

Обилие опций и возможностей Ansys ICEM CFD может отпугнуть новичка. Понимание концепции дробления блоков, чемто отдаленно напоминающей процесс работы скульптора, приходит не сразу. Однако если освоить Ansys ICEM CFD, то не исключено, что любой другой инструмент может и не понадобиться. Тем более что Ansys ICEM CFD позволяет экспортировать сетки в различных форматах для множества сторонних расчетных кодов и не только для CFD.

Ansys Meshing для неструктурированных сеток

Сеточный генератор Ansys Meshing хорошо знаком пользователям, занимающимся прочностными расчетами. Основное преимущество представленного инструмента — универсальность, удобство, высокая степень автоматизации и, конечно же, дружественный интерфейс. Также предусмотрена возможность параметризовать фактически каждый элемент настройки сетки, поскольку данный продукт по умолчанию используется в компоненте Mesh среды Ansys Workbench. Сеточный генератор Ansys Meshing позволяет строить неструктурированные (Hexa/Tet) сетки и создавать призматические слои (Inflation).

Интерфейс Ansys Meshing

Для широкого спектра задач этого более чем достаточно, тем более что работа происходит в автоматизированном режиме с минимумом настроек. Однако для построения сеток высокого качества с учетом топологических особенностей объекта, например структурированной гексаэдрической, необходимо предварительно декомпозировать геометрию (сегментировать поверхности, ввести дополнительное построение и т.п.). Причем делать это нужно не в самом Ansys Meshing, а в геометрическом препроцессоре, что не всегда бывает удобно и понятно для начинающих. Но преимущество Ansys Meshing заключается в том, что он гарантирует высокое качество расчетной сетки. Вы никогда не получите сетку с отрицательными объемами и другими недостатками, которые проявятся на первых же итерациях численного моделирования. Благодаря универсальности продукта специалист, освоивший Ansys Meshing, сможет создавать расчетные сетки не только для задач CFD, но и для расчетов прочности.

Ansys Fluent Meshing для комплексного построения сеток

Понастоящему весь потенциал сеточных генераторов, используемых для построения неструктурированных сеток для задач CFD, раскрывается в Ansys Fluent Meshing. Как известно, все новое — это хорошо забытое старое, поэтому в основе пакета лежат его предшественники TGrid и Gambit. Данный инструмент интегрирован с пакетом Ansys Fluent, что совсем исключает (или минимизирует) любые ошибки передачи исходной сетки в решатель. Из года в год Ansys Fluent Meshing развивается, дополняется улучшениями и полезными нововведениями, повышая планку качества и уровень удобства работы пользователя.

Интерфейс Ansys Fluent Meshing

Что в итоге

Зачем в линейке Ansys целых три инструмента для создания сетки? Пожалуй, это тот самый случай, когда наличие множества альтернатив более чем оправданно. Каждый из инструментов обладает уникальными возможностями, которые могут быть востребованы специалистами.

Ansys ICEM CFD позволяет работать с геометрией, выявляя и исправляя проблемные участки без применения CADпрограмм, а также создавать высококачественные структурированные гексаэдрические сетки блочным способом. Ansys Meshing — простой, надежный, интуитивный, гибкий и автоматизируемый инструмент для неструктурированных сеток. Альтернативная философия построения сеток в Ansys Fluent Meshing позволяет получить высокое качество объемных элементов благодаря возможности управления поверхностными элементами сетки сразу после импорта геометрии. Линейка сеточных генераторов Ansys гарантирует создание качественной расчетной сетки любого объекта и любой степени сложности.

Освоить все три сеточных генератора — Ansys ICEM CFD, Ansys Meshing и Ansys Fluent Meshing — можно с помощью курсов сервиса дистанционного обучения CADFEM eLearning.

Ansys ICEM CFD для построения структурированных сеток

Интерфейс Ansys ICEM CFD

Структурированная блочная сетка в Ansys ICEM CFD

Ansys Meshing для неструктурированных сеток

Интерфейс Ansys Meshing

Ansys Fluent Meshing для комплексного построения сеток

Интерфейс Ansys Fluent Meshing

Что в итоге

Читайте также:

Динамические сетки в ansys fluent реферат

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

Комментарии

Самые читаемые статьи в этом разделе!

Ansys ICEM CFD для построения структурированных сеток

Ansys Meshing для неструктурированных сеток

Ansys Fluent Meshing для комплексного построения сеток

Что в итоге

Ansys ICEM CFD для построения структурированных сеток

Ansys Meshing для неструктурированных сеток

Ansys Fluent Meshing для комплексного построения сеток

Что в итоге