Volupe logo

Blog berichten Volupe

Gestuurde meshing in Simcenter STAR-CCM+

Deze week gaan we kijken naar de directed mesher in Simcenter STAR-CCM+. We zullen zien hoe we de directed mesher kunnen gebruiken in een geval waar we een nauwe doorgang hebben in een roterende geometrie. In zo'n situatie kan het meshing proces worden vereenvoudigd en het aantal cellen sterk worden verminderd door de directed mesher te gebruiken. De mogelijkheid om je mesh van het ene oppervlak naar het andere te sweepen geeft je de mogelijkheid om cellen langs de sweep te verlengen, in plaats van dezelfde resolutie aan te houden als nodig is in de richting van de stroming.

Voorbeeld geometrie in STAR-CCM+

In deze testcase hebben we een cilinder met een nogal scherpe uitzetting. Er bevindt zich een cilindrisch obstakel in ons stromingsdomein, dat de stroming dwingt in een nauwe doorgang over de zijkanten van dit obstakel. Na het obstakel wordt de stroming weer gesmoord tot hetzelfde gebied als voor het obstakel. Terwijl de straal van ons buitendomein 0,11 m is, is de straal van het obstakel 0,109 m, zodat de spleet slechts 1 mm dun is. Dit is waar we echt gebruik kunnen maken van de directed mesher. Merk op dat in het voorbeeld de stroming van links binnenkomt en het domein verlaat aan het eind van de langere pijp naar rechts.

Veronderstel dat de inlaatstroom in dit voorbeeld uniform is en niet varieert met de hoek. Aangezien onze geometrie volledige draaisymmetrie vertoont, zou het dus verspilling zijn om geen gebruik te maken van deze symmetrie. Via het uitvoeren van verschillende Booleaanse operaties in ons geval, eindigen we met een doorsnede die 1/16 is van de oorspronkelijke geometrie. Merk op dat het belangrijk is dat onze twee symmetrievlakken (het blauwe vlak in het plaatje en het overeenkomstige vlak aan de andere kant) een andere naam hebben. Want behalve dat het symmetrievlakken zijn in de simulations, zal het ene ook dienen als bron voor de gerichte meshing en het andere als doel (het oppervlak waarop de mesh wordt geprojecteerd).

Wat is de gerichte mesher?

Directed meshing is een methode voor het genereren van hoge kwaliteit geveegde mazen in Simcenter STAR-CCM+. De methode veegt een mesh van een oppervlak naar een doeloppervlak, door het volume. Er zijn geen beperkingen aan waar de directed mesher kan worden gebruikt, u kunt hem gebruiken met alle gereedschappen in Simcenter STAR-CCM+wat betekent dat het gebruik van de directed mesher uw selectie voor simulatie fysica niet zal beperken. Gerichte meshing is gunstig om te gebruiken in gevallen waar u een gestructureerd net in axiale richting wilt hebben (zoals in de afbeelding hieronder). Het toestaan van stromingsafhankelijke uitlijning van de mazen kan resulteren in een betere nauwkeurigheid binnen de oplossers. Let ook op de mogelijkheid om de cellen bij de bron of het doel uit te rekken. In het hieronder getoonde net is de axiale grootte van de cellen bij de bron links klein en neemt toe naarmate je verder van de inlaat komt. In dit voorbeeld werkt de directed mesher vergelijkbaar met de volume extruder mesh operatie.

Gebruik van de gerichte mesher

In het voorbeeldgeval zullen wij gebruik maken van de rotatiesymmetrie, en niet langs de stroomrichting vegen. Liever langs de symmetrische richting (rotatiesymmetrie) van de geometrie. Om een directed mesh te maken, klikt u met de rechter muisknop op de operaties map, op dezelfde manier als u zou doen met een gewone mesh operatie. De Directed mesh bewerking is dan te vinden onder mesh. Na het selecteren van de directed mesh operatie, krijgt u de mogelijkheid om te selecteren op welk deel u de operatie wilt toepassen. In ons voorbeeld gebruiken we het 1/16 deel.

Nadat u hebt gekozen op welk volume u de directed mesher wilt gebruiken, kiest u welk oppervlak het bronoppervlak en welk oppervlak het doeloppervlak is. In ons geval zullen we de twee symmetrievlakken gebruiken als beide bron- en doeloppervlak. Het oppervlak met de naam "start" is de bron en het oppervlak met de naam "einde" is het doel. Zie de verduidelijking in de figuur hieronder. Op het startvlak is er in principe een 2D-maas is gemaakt en over het volume geveegd om het doelvolume aan de andere kant te "raken".

Onder connected part wordt verduidelijkt met welk volume u werkt. De actuele mesh types zijn geselecteerd voor de bron mesh. Het type mesh dat u kunt selecteren wordt verduidelijkt in de afbeelding hieronder. Voor de volume mesher kunt u kiezen uit Polygonal mesher, Quadrilateral mesher of Triangular mesher. De prismalaag-maasher kan voor elk van deze maastypes worden gekozen.

Voor de Auto mesh bewerking op de bron mesh kunt u aangepaste controles gebruiken voor volumes of oppervlakken. In dit voorbeeld is er een volumetrische controle voor een paar vakken waar de versnelling van de stroming het grootst wordt. Er is ook een oppervlaktebesturing voor de vlakken in de nauwe doorgang.

Onder de Directed mesh operatie is er een optie voor "Rotational sweep coarsening". We zullen deze optie gebruiken, omdat het ons toestaat de cellen in ons radiale netverloop te halveren. Dit betekent dat verder weg van onze rotatie-as er een maximum aantal volume cellen zal zijn langs de eigenlijke rotatie. Naarmate we verder teruggaan naar het centrum van ons initiële domein, zullen we op bepaalde locaties, gespecificeerd door de controle, het aantal geveegde cellen halveren. Zodra deze optie is aangevinkt, kunnen de netvergrotingsovergangen worden gemaakt. Merk ook op dat de Volume verdeling over ons gebied is ingesteld op 32, wat betekent dat we maximaal 32 volume cellen zullen hebben over het hele volume. Dit zal echter worden gereduceerd door de overgangssamenstelling die we hebben ingesteld als we naar het centrum van ons initiële domein gaan. In de onderstaande afbeelding kunt u zien dat we beginnen met 32 cellen, we hebben vier overgangen, allemaal met een samenvoegverhouding van 2 (eenmaal splitsen), we gaan dan van 32 -> 16 -> 8 -> 4 -> 2 cellen.

Dit zijn de belangrijkste instellingen die van belang zijn voor een mesh als deze. Het resultaat is te zien in de afbeelding hieronder. We zijn er effectief in geslaagd het aantal cellen voor een geval als dit te verminderen, zowel door gebruik te maken van de inherente rotatiesymmetrie van de geometrie als door te vegen langs de rotatie-as van de geometrie, waardoor een verlenging van cellen mogelijk wordt.

Ik hoop dat dit nuttig voor u is geweest, en zoals gewoonlijk, aarzel niet om contact op te nemen als u vragen hebt over dit of iets anders met betrekking tot Simcenter STAR-CCM+. De plaats om uit te reiken is support@volupe.com.

Lees ook:
Hoe voer ik een basissimulatie uit in Simcenter FloEFD
Het vinden van zones die mogelijk slecht volumenetwerk geven
Simcenter STAR-CCM+ versie 2020.3 nieuws - Deel 2
Hoe Design Manager-projecten uit te voeren
Release update op Simcenter STAR-CCM+ 2020.2 deel 1
STAR CCM+ Product pagina

Meer blogberichten

nl_BEDutch