Blog berichten Volupe

Netwerken in Simcenter FLOEFD

In de blogpost van deze week gaan we dieper in op meshing binnen Simcenter FLOEFD. Een mesh is een discretisatie van het computationele domein waar de stromingsveld informatie zal worden opgeslagen. De mesh wordt opgebouwd uit vele cellen, en informatie over de stroming wordt opgeslagen in elk centrum van de cel. Hoe fijner de maas (groter aantal cellen, en met kleiner volume), hoe hoger de resolutie (minder gemiddelden) van de oplossing voor het fysische probleem. Een fijnere resolutie leidt echter tot een langere rekentijd, dus het is goed om te weten hoe fijn de resolutie moet zijn. Deze blog post is bedoeld om u informatie te geven over hoe de mesh-instellingen werken en hoe de software de mesh gebruikt, wat u hopelijk zal helpen bij het kiezen van de beste instellingen voor uw discretisatie van het domein.

Hoe Simcenter FLOEFD de mesh gebruikt

De gaascellen in Simcenter FLOEFD zijn rechthoekige evenwijdigeegepijpts (kubussen als alle zijden even lang zijn) met vlakken die zijn uitgelijnd met de Cartesisch coördinatenstelsel. Een tip kan daarom zijn om zorg ervoor dat de platte vlakken van uw geometrie uitgelijnd zijn met de axes van de coördinatensysteemCellen die zijn die dekt a grens/wand zijn gesplitstzoals ikn de onderstaande afbeelding. Op de foto ziet u zie cellen als vierkanten met stippen waar het centrum van de cel is gevestigd. De rode lijn is die de oorspronkelijke kromming van de geometrie weergeeft, die de cellen bij de grens verdeelt met rechte lijnen. Voor de gesplitste cellen is er is een cel centrum aan elke kant van de grens. 

ruimtelijke discretisatie in Simcenter FLOEFD

In CFD simulations de cellen bij een muur zijn altijd van extra rente, omdat de snelheidsgradiënten in dit gebied zijn grootDe snelheid aan de wand is nul en dicht bij de muur thet snelheidsprofiel neemt toe exponentieelOm deze gradiënten vast te leggen, je meestal zou graag hebben verschillende dunne cellen dicht bij de wand, maar in Simcenter FLOEFD dit is niet nodig omdat wandfuncties worden gebruikt. Muurfuncties zijn gebruik te maken van experimentele gegevens om de stroming dicht bij de wand te beschrijven, in plaats van de stroming in dit gebied te berekenen. De wandfuncties die gebruikt worden in Simcenter FLOEFD zijn afhankelijk van hoeveel cellen dat zijn gebruikt om de grenslaag. De grenslaag is de fluid stroom het dichtst bij de wand, waar de snelheid van nul gaat (bij de muur) omhoog naar vrije stroomsnelheid. Als de cellen nodig om de grens laje bent: 

  • meer dan vijf a dikke grenslaag benadering wordt gebruikt - indien de grenslaag laminair is wordt een wijziging van de parameters in de Navier-Stokes vergelijkingen gebruikt en indien de grenslaag turbulent is worden vergelijkingen van Van Driest in dit gebied gebruikt. 
  • minder dan vijf, dunne grenslaag benadering worden gebruikt - indien de grenslaag laminair is worden Prandtl-vergelijkingen met Shvetz-proeffuncties gebruikt en indien de grenslaag turbulent is worden Van Driest-menglengtehypothesen gebruikt.  
  •  precies vijf cellen de grenslaag bedekken wordt een mix van de twee benaderingen gebruikt om een soepele overgang tussen de methoden te verzekeren. 

Mesh-instellingen

De instellingen voor definitie van het gaas zijn gedaan bij de mesh-knooppunt in de boomstructuur, de afbeelding hieronder visualiseert het mesh node icoon. 

maas FLOEFD

Hier kunt u de wereldomvattend netwerk instellingen, en ook maken plaatselijk netwerk verfijningen. In de wereldomvattend netwerk instellingen, zullen er twee manieren om te definiëren maten voor de maascellen, automatisch en handleidingLaat'kijken we eerst naar de automatische controle, waar je in principe alleen de maaswijdte specificeren met een verfijningsniveau van 1 tot 7, waarbij 7 is het fijnste raffinementniveau.  

automatische instellingen meshing FLOEFDHet niveau vanf initiaal gaas geeft het aantal cellen gebruikt om een specifieke lengte in een bepaalde richting. Het aantal cellen voor een specifiek verfijningsniveau is te vinden in de onderstaande tabel. 

maasverfijningstabel FLOEFD

In de globale netinstellingen, kunt u ook geavanceerde kanaal verfijningwaarbij kunt u een afstand definiëren die zal oplossens alle kanalen met groter dikte dan de gespecificeerde waarde, met een voldoende aantal cellen. 

Laten we nu verder gaan en kijken naar de handmatige instellingen. De handmatige instellingen zijn de eigenlijke instellingen die worden gebruikt om de mazen te definiëren. De automatische maas-instellingen zijn slechts een vereenvoudigde manier om alle instellingen in de handmatige instellingen vast te leggen. Als de automatische instellingen changed, zullen de handmatige instellingen volgen, maar niet andersom. Als u de handmatige instellingen naar de instellingen die overeenkomen met de automatische instellingen, u kunt altijd teruggaan naar handmatige instellingen via de knop onder in de afbeelding hieronder. 

In de bovenstaande afbeelding ziet u verschillende handmatige instellingen met ofwel niveaus van 0 tot 9 of de mogelijkheid om een waarde op te geven. De instellingen zijn: 

  • Basismaas - aantal cellen in elke richting: Bepalen van het aantal cellen per lengte in elke richting. Er is een mogelijkheid om de aspect ratio voor cellen te behouden, wat betekent dat u slechts één richting verandert en de andere wordt geschaald volgens de oorspronkelijke mesh.
  • Verfijningscellen - volumecellen: Vaststelling van een niveau van 0 tot 9 van hoe fijn de cellen zullen zijn in de vrije stroom.
  • Verfijningscellen - grenscellen: Vaststelling van een niveau van 0 tot 9 voor hoe fijn cellen zullen zijn aan de grenzen/wanden.
  • Kanalen - aantal cellen in een kanaal: Een getal kiezen voor het aantal cellen dat een kanaal moet oplossen.
  • Kanalen - maximale verfijning: Vaststelling van een niveau van 0 tot 9 van hoe fijn cellen in een kanaal mogen zijn.
  • Kanalen - minimum/maximum hoogte van te verfijnen kanaal: Mogelijkheid om afmetingen op te geven voor te verfijnen kanalen. Default is uitgeschakeld.
  • Geavanceerde verfijning - klein solide functie niveau: Definieer een niveau van 0 tot 9 voor hoe hoog de resolutie moet zijn voor kleine kenmerken. Cellen zullen worden gesplitst om kleine features te vangen als het niveau hoog genoeg is om de feature op te lossen. Als het verfijningsniveau niet hoog genoeg is om de cellen rond de feature op te splitsen, wordt de feature niet meegenomen in de simulatie. De eigenschap wordt alleen opgelost als deze voldoet aan het 120-graden-criterium, wat betekent dat de normalen van de zijden van de eigenschap binnen 60-graden en 120-graden moeten liggen.
  • Geavanceerde verfijning - krommingsniveau: Vaststelling van een niveau van 0 tot 9 voor hoe krom kenmerken moeten zijn om cellen te kunnen splitsen, en daardoor het kenmerk beter te kunnen vastleggen.
  • Geavanceerde verfijning - krommingscriterium: Specificeert een waarde voor welke krommingen moeten worden opgelost, waarbij een hogere waarde meer kenmerken omvat om te worden opgelost. Een waarde van 3.14 radialen staat toe dat de normale op gezichten tot 180 graden kan zijn en nog steeds cellen kan splitsen.
  • Geavanceerde verfijning - tolerantieniveau: Definiëren van een niveau van 0 tot 9 van hoe het verfijningsniveau de grootte moet tolereren van vaste delen die op het punt staan cellen te splitsen.
  • Geavanceerde verfijning - tolerantiecriterium: Opgave van een getal voor de grootte van solid parts om cellen te kunnen splitsen volgens de tolerantie.
  • Dunne sleuven sluiten: Specificeert een maximum waarde voor dunne sleuven, die gesloten zullen worden. In deze sleuven wordt geen net gemaakt, dus de vergelijkingen worden hier niet berekend.
  • Verfijningsniveau weergeven: Hier kunt u, via een raster dat in de scène verschijnt, laten zien hoe de celgrootte die overeenkomt met een bepaald verfijningsniveau zal zijn. 

handmatige instellingen meshing FLOEFD

Plaatselijke netverfijning 

Bij het toevoegen van een lokaal netwerk verfijning, de maasinstellingen worden op dezelfde manier toegepast wat de handmatige mazen betreft. De twee afbeeldingen onder laten zien hoe de locatie van de lokale verfijning wordt gekozen, hetzij door door een plaats te kiezen die overeenkomt met een onderdeel (linker foto) of door te definiëren een geometrische vorm (rechter plaatje). Voor de geometrische vorm zijn er vooraf-gedefinieerde vormen te gebruiken. 

selectie FLOEFD

Een ding moet worden opgemerkt is dat de lokale maas verfijning opheffen de wereldwijd gaas instellingen ook al these instellingen zal leiden tot een grover gaas. Dit betekent dat u een lokale verruwing van de maas, als de globale instellingen nog niet op de meest grof instelling. 

Visualisatie van het netwerk

Om de gaas die je hebt gemaakt kun je een mesh-scène maken. Deze nabewerkingsoptie is ook beschikbaar als u alleen de mesh hebt gemaakt en niet start de solver. Om een mesh scene te maken, klik op het icoon in de boomstructuur volgens de afbeelding hieronder.  

maas FLOEFDDe maas scène er uit zal zien als op de afbeelding hierondervoor het eigenlijke voorbeeld dat gebruikt is voor deze blog post. Hier krijgt u informatie over welk niveau van cellen in het netwerk wordt gebruikt. Op de foto zijn er 4 niveaus van verfijning, waarbij een stijging van het niveau met één betekent een cel gesplitst in acht cellen. Dus, voor elke verhoging in niveau worden alle zijden van een cel in tweeën gedeeld. Een regel van meshing in Simcenter FLOEFD is dat een cel alleen naast een cel kan liggen met een maximaal verschil in verfijningsniveau van één, zodat een soepele overgang tussen celgroottes wordt gegarandeerd.

maas FLOEFD post-processing

 

Wij bij Volupe hopen dat deze blog post u zal helpen met meshing in Simcenter FLOEFD. Voor meer details is er een verdere beschrijving in de Technische referentie bijgevoegd bij het installatiebestand van de software. Als er vragen zijn, of als we u ergens mee kunnen helpen, stuur dan een e-mail naar support@volupe.com 

Auteur 

Christoffer Johansson, M.Sc.
support@volupe.com
+46764479945 

Christoffer Volupe

Meer blogberichten

nl_BEDutch