lekcija 06 2d simulacija strujanja fluida oko lopaticesim.riteh.hr/folders/9/lekcija 06 - 2d...
TRANSCRIPT
Kolegij RAČUNALNE SIMULACIJE U TEHNICI
Lekcija 06 2D simulacija strujanja fluida oko lopatice
Rijeka, 2008.
Tehnički fakultet Sveučilišta u RijeciZavod za mehaniku fluida i računarsko inženjerstvo
2008 Računalne simulacije u tehnici 2
•
Opis lekcije
Učitavanje numeričke mrežeProvjera učitane mrežeIzmjene na mreži – skaliranjePrikaz mrežeIzrada rubova domeneIzbor rješavača i numeričkih metodaIzbor materijalaPodešavanje globalnih parametara domenePodešavanje rubnih uvjetaInicijalizacijaPostavke za praćenje proračunskog djela simulacije.Proračun - rješavačVizualizacija konturne slike tlakova i brzinaVizualizacija vektorskog polja brzinaPrikaz specifičnih grafikonaSpremanje simulacije
2008 Računalne simulacije u tehnici 3
Učitavanje numeričke mreže1
Odabrati 2d single precision
Učitavanje mreže iz CATIA-e.File -> Import -> NASTRAN -
> Bulkdata File
2
3
Odabir NASTRAN .dat datoteke koju smo eksportirali iz CATIA-e. Ukoliko ne Fluent ne pronađe dat ekstenziju potražite pod All Files.Označite datoteku i izađite sa Ok.
Ispis ispravnoučitane mreže.
2008 Računalne simulacije u tehnici 4
Provjera učitane mreže (grid)1
Grid -> CheckProvjera ako postoje negativni volumeni. U tom slučaju je potrebno ispraviti mrežu.
2
Info -> SizeInformacije o broju čvorova,ćelija, lica i particija.
2008 Računalne simulacije u tehnici 5
Izmjene na mreži –
skaliranje1
2
Fluent pretpostavlja da je mreža izrađena u metrima te je potrebno preskalirati u jedinice u kojima je mreža izrađena.U CATIA-i je standard milimetri.
1. Odabrati mm
u padajućem izborniku2. Change Length Units3. Scale
Na taj način je mreža skalirana iz metara u milimetre.
Grid -> Scale
2008 Računalne simulacije u tehnici 6
Prikaz mreže1
Default interior –
Unutrašnja mreža
Default exterior –
Vanjski bridovi mreže (domene)
Čvorovi
Rubovi
2008 Računalne simulacije u tehnici 7
Izrada rubova domene1
2
Grid -> Separate -> Faces
Angle -> 80deg Zones -> default exterior-1Report
Selektivni prikaz bez ploha def-ext 005 i def-ext 007tj. ulaza i izlaza
Separate
5
3 Ok
4
2008 Računalne simulacije u tehnici 9
Izbor rješavača i numeričkih metoda
Define -> Models -> ViscousOdabir tubulentnog modelaK-epsilon –
Realizablete Enhanced wall treatmentza proračun u blizini zidova.
1
2
3
2008 Računalne simulacije u tehnici 8
Izbor rješavača i numeričkih metoda
Define -> Models ->SolverPostavke rješavača
1 RješavačVišefazno strujanjeEnergetska jednadžba (Temp)Viskozno strujanje -> lam, turbRadijacijaVišefluidno strujanjeDiskretne faze (mjehuri, čestice)Ukrućivanje i TaljenjeAkustički model
Ova simulacija je:2D stacionarno strujanjeRješavač
: pressure based implicit
2008 Računalne simulacije u tehnici 10
Izbor materijala
1
Define -> MaterialsOdabran je zrak kao standardni fluidOdabir drugog fluida (vode) tražimo iz baze materijala Fluent Database -> Fluent Fluid Materials
U ovoj simulaciji koristimo zrak te ništa nije potrebno izmjeniti.
2008 Računalne simulacije u tehnici 11
Podešavanje globalnih parametara domene
1
Radni tlak iznosi 101325 PaUključimo i unesemo gravitaciju.
2008 Računalne simulacije u tehnici 12
Podešavanje rubnih uvjeta
- zidovi
31 2
Prikaži i identificiraj rub te izmjeni vrstu rubnog uvjeta i naziv ruba.
Define -> Boundary Condition
Upisi lopaticaTako ponovi i za ostale zidove
2008 Računalne simulacije u tehnici 13
Podešavanje rubnih uvjeta–
ulaz (velocity inlet)
31 2
Prikaži i identificiraj rub te izmjeni vrstu rubnog uvjeta i naziv ruba.
Define -> Boundary Condition
Za ulazni rub postavi velocity-inlet 1m/s te ostale turbulentne parametre prema prikazu
2008 Računalne simulacije u tehnici 14
Podešavanje rubnih uvjeta–
izlaz (outflow)
31 2
Prikaži i identificiraj rub te izmjeni vrstu rubnog uvjeta i naziv ruba.
Define -> Boundary Condition
izlaz
Za izlazni rub promjeni ime.
2008 Računalne simulacije u tehnici 15
Inicijalizacija
1
Solve -> Initialize -> Initialize ...
Inicijaliziraj unutrašnje čvorove domene koristeći podatke sa ulaznog rubnog uvjeta.
2008 Računalne simulacije u tehnici 16
Postavke za praćenje proračunskog djela simulacije.
1
Solve -> Monitors -> Residuals
Uključiti prikaz razlika vrijednosti među uzastopnim iteracijama (residuals) čiji su kriteriji konvergencije 0.001.
2008 Računalne simulacije u tehnici 17
Proračun -
rješavač
1
Solve -> Iterate
U slučaju da u zadanom broju iteracija rješavač
nije konvergirao, potrebno je nastaviti sa iteriranjem dok ne konvergira.
2008 Računalne simulacije u tehnici 18
Vizualizacija konturne slike tlakova i brzina1
Display -> Contours ...
Konture statičkog tlaka Konture amplitude brzine
Izbor varijableZa konturni prikaz
Izbor plohe na kojoj želimo prikaz(u 2D ne treba ništa označiti jer postoji samo jedna ploha)
Ispunjeniprikaz
Prikaz mreže u pozadini
Broj konturnih nivoa
2008 Računalne simulacije u tehnici 19
Vizualizacija vektorskog polja brzina1
Display -> Vectors ...
Izbor plohe na kojoj želimo prikaz(u 2D ne treba ništa označiti jer postoji samo jedna ploha)
Prikaz mreže u pozadini
Veličina vektora
2008 Računalne simulacije u tehnici 20
Prikaz specifičnih grafikona
1
Plot -> XY PlotOdabir ruba (linije, plohe) na kojem želimo prikazati graf –
promjenu varijable duž
jednu od dimenzija ruba (odabrana je y dim.)
Odabir varijable koju ćemo prikazati na grafu
2008 Računalne simulacije u tehnici 21
Prikaz specifičnih grafikona
1
Plot -> XY PlotOdabir ruba (linije, plohe) na kojem želimo prikazati graf –
promjenu varijable duž
jednu od dimenzija ruba (odabrana je x dim.)
Odabir varijable koju ćemo prikazati na grafu
2008 Računalne simulacije u tehnici 22
Spremanje simulacije
1
Write -> Case & DataWrite -> Profile
Case datoteka nosi informacije o parametrima simulacije, geometriju i mrežu. Dat datoteka sadrži informacije o rješenjima simulacije.
Profili omogućuju snimanje pojedine varijable duž
odabranog rubnog uvjeta.
Ponovno pokretanje simulacije vršimo saFile -> Read -> Case & Data