Volupe logo

Blog berichten Volupe

Het opzetten van een CHT-simulatie met behulp van simulatiebewerkingen

Een CHT-simulatie opzetten

Wanneer u simulations in Simcenter STAR-CCM+ uitvoert en u fysica hebt die verschillende tijdschalen vereisen, zal het gereedschap Simulatie Operaties is nuttig. Het stelt je in staat om een lus te maken en te switchen tussen het oplossen van verschillende fysische continua zonder een Java macro te gebruiken. In dit artikel zal ik de basisopzet bespreken van een simulatie waarbij de fluid stroming transient wordt opgelost, maar de vaste stof verwarming steady state wordt opgelost.

In het voorbeeld hebben we een pijpstroom met een vierkante inlaat en uitlaat. Het fluid domein is gevat in een massief domein. De geometrische opstelling is hieronder weergegeven.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

De afbeelding hieronder toont de fysische continua die in de simulatie worden gebruikt. Wat hier belangrijk is om op te merken, is de impliciete ongestage opstelling voor het fluid gebied tegenover de gestage opstelling voor het vaste gebied.

Instellen van de expliciet gemapte interface

Zodra de opstelling is gemaakt en er een raakvlak is tussen de vaste stof en de fluid regio zijn er enkele instellingen die moeten worden ingesteld om dit goed te laten werken. In een impliciete CHT simulatie wordt de warmteoverdracht opgelost via contactvlakken zonder enige mapping procedure. Maar in een simulatie zoals we die hier opzetten, met verschillende tijdschalen, bereiken we de energiekoppeling door expliciet in kaart gebrachte contactoppervlakken met de grenswarmteflux en de gespecificeerde Y+ warmteoverdrachtscoëfficiënt over het grensvlak. Dus, de vuist instelling is het selecteren van het grensvlak tussen de fluid en het vaste gebied en het type te veranderen in mapped contact interface [1.]. Zet vervolgens de optie energiekoppeling op expliciet [2.]. Stel vervolgens onder het grensvlak aan de vaste zijde de optie voor tijdgemiddelden in op Gemiddeld [3.] en de warmteoverdrachtscoëfficiënt volgens afbeelding [4.]. We hebben nu alle interface-instellingen ingesteld om dit te laten werken, de volgende stap is het instellen van de simulatie-operatie.

Opzetten van de simulatie

Onder de gereedschapssimulatie in Simcenter STAR-CCM+Klik met de rechter muisknop op de map om een nieuwe simulatie te maken. Het is hier genoemd naar CHT_pipe. Klik met de rechtermuisknop op de map onder uw simulatie operatie en creëer de operaties die u wenst op te nemen. In dit voorbeeld zijn de volgende operaties in de volgende volgorde aangemaakt: Clear solution, set scalar parameter, Loop. Onder de lus maak je ook een aantal operaties aan: Los continua op (voor de fluid regio), Los continua op (voor de vaste stof regio) en stel scalaire parameter in. In de afbeelding hieronder zie je hoe sommige van de operaties gedefinieerd zijn. Merk ook op dat een parameter genaamd "Loop_counter" moet worden aangemaakt. Deze kan een willekeurige waarde krijgen omdat hij later in de simulatieprocedure wordt gespecificeerd.

In de clear solution operatie vinkt u eenvoudig de eigenschappen aan die u wilt resetten. Voor een eenvoudige simulatie als deze is niet meer nodig dan de afbeelding laat zien.

In de volgende bewerking, set scalar parameter, kennen we de parameter Loop_counter de waarde één toe.

Zodra we de lus binnengaan, hebben we een manier nodig om het aantal stappen van de lus te beperken, dit wordt gedaan met behulp van een expressie predicaat. We definiëren de expressie als $(Loop_counter) < 45. Dit zal de lus toestaan een nieuwe lus te starten totdat de tellerwaarde 44 is. Dat betekent dat we 44 lussen toestaan.

In de lus worden de vaste en fluid-gebieden afzonderlijk opgelost, en de gegevens over de warmteoverdrachtscoëfficiënt tussen deze gebieden worden in kaart gebracht volgens onze vorige opzet.

Tenslotte stellen we de scalaire parameter Loop_counter opnieuw in door één toe te voegen aan de huidige waarde, zodat we de volgende iteratie in onze lus kunnen starten. Nu kan de simulatie worden geactiveerd en uitgevoerd.

Het resultaat kan er ongeveer zo uitzien, waarbij we de invloed van de verschillende continua op elkaar kunnen zien. Dit kan een hint geven over hoe lang het duurt voordat de fluid stroming een steady state uitlaattemperatuur bereikt. Merk ook op dat het stopcriterium dat hierbij wordt gebruikt op elke solver is ingesteld en dat het globale stopcriterium is uitgeschakeld. Hierdoor kunnen de simulatielussen doorgaan als u ze niet beperkt met een globale maximumstap.

Ik hoop dat dit u van nut is geweest bij het opzetten van een CHT-simulatie met behulp van simulatiewerking. Aarzel niet om contact met mij op te nemen als u vragen hebt op robin.victor@volupe.com of op support@volupe.com.

Lees ook:
Hoe voer ik een basissimulatie uit in Simcenter FloEFD
Release-updates voor Simcenter STAR-CCM+ deel 3
Simcenter STAR-CCM+ versie 2020.3 nieuws - Deel 2
Van CAD tot complete simulatie setup binnen 5 minuten
De wizard instellen in Simcenter FloEFD

Meer blogberichten

nl_BEDutch