Blog berichten Volupe

Vrijgave van Simcenter STAR-CCM+ 2020.2 deel 4

In de blogpost van deze week gaan we verder in op het nieuws van de nieuwste Simcenter STAR-CCM+ versie. Deze keer zullen we specifiek kijken naar het nieuws met betrekking tot Langrangiaanse meerfasen modellen.

Langrangiaanse meerfasen en AMR

Zoals gezegd is een paar weken terug AMR geïntroduceerd voor Langrangiaanse meerfasen. Dit kan een vermindering van het aantal cellen opleveren voor gevallen waarin LMP-druppels (of andere soorten deeltjes) naast elkaar voorkomen; ofwel modelgebaseerde verfijning voor VOF, ofwel gebruikersverfijning op basis van veldfuncties. Het is mogelijk om de mesh te verfijnen op basis van Lagrangiaanse velden via parcel data mapper.

Deze compatibiliteit is ook geldig in aanwezigheid van overset mesh voor bewegende geometrieën, reagerende stromingen, enz. De animatie op deze dia illustreert het gebruik van AMR voor de simulatie van ruitenwissers met regendruppels gemodelleerd door LMP.

 

Verbeterde controle over de grootte van celclusters

Deze nieuwe functie kan de convergentie en nauwkeurigheid voor 2-weg koppeling verbeteren en de maasafhankelijkheid van simulatieresultaten verminderen. Bronafvlakking met behulp van celclustering is een hulpmiddel dat de gebruiker kan activeren om de koppelingseffecten van LMP, inclusief DEM, op de stromingsoplossing over een cluster van cellen te verdelen. Dit hulpmiddel heeft bewezen zeer nuttig te zijn voor het verbeteren van de convergentie en nauwkeurigheid van de oplossing in vele toepassingen, waaronder brandstofverstuiving en Selectieve Katalytische Reductie. Tot nu toe was het echter niet mogelijk om het te gebruiken voor modellen met grote variatie in celgrootte, omdat de clustergrootte groter moest zijn dan de grootste cel in het simulatiedomein. Nu, in versie 2020.2, is deze beperking opgeheven. Nieuwe methoden voor het instellen van de clustergrootte zijn beschikbaar: Absoluut, Relatief t.o.v. geometrisch gemiddelde, Relatief t.o.v. de grootste cel, waardoor de gebruiker de grootte van het cluster kan instellen zoals vereist door bepaalde fysica en niet gebonden door de grootte van de grootste cel.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Aan de linkerkant staat een screenshot van de gebruikersinterface met betrekking tot de nieuwe functie. Aan de rechterkant hebben we een vergelijking van de drie niveaus van celclustering voor een typische reactieve brandstofnevelsimulatie met kleinere cellen in het midden om de hydrodynamica en reacties rond de nevel goed op te lossen en grote cellen aan de verre grenzen, elke cluster is gemarkeerd met een andere willekeurige kleur. Voorheen konden gebruikers niet profiteren van de verbetering van de stabiliteit en convergentie van de simulatie door het gebruik van bronafvlakking met celclustering, omdat het vorige clusteringalgoritme alleen grove clusters kan produceren, zie middelste en onderste afbeeldingen. Het nieuwe algoritme dat in 2020.2 is geïmplementeerd, maakt een goede clusterresolutie van de nevel mogelijk terwijl nog steeds de voordelen van bronafvlakking worden verkregen.

 

Flash-koken

In versie 2020.2 introduceren we de modellen en injectieopties om rekening te houden met flitskoken. Vlampkoken is een snelle overgang van vloeistof naar damp. Het gaat om een zeer niet-evenwichtsgebonden en complexe fysica. Vlampkoken is vooral relevant voor benzinemotoren met directe injectie (GDI). Het plotselinge begin van koken kan leiden tot het uiteenvallen van de vloeistofstraal op een catastrofale manier, waardoor het mengselvormingsproces in de motor verandert.

De nieuwe functie omvat de modellen en opties voor zowel in-nozzle flash-koken als in-kamer flash-koken. De modellering in het mondstuk wordt ingesteld via de nieuwe opties van de mondstukinjector. Er wordt gebruik gemaakt van nul-dimensionale cavitatie- en nucleatiemodellen om de omstandigheden bij het verlaten van het mondstuk te bepalen.

Modellering in de kamer is mogelijk door gebruik te maken van het nieuwe Droplet Flash-Boiling model dat rekening houdt met de verhoogde verdamping van de druppels als gevolg van oververhitting en thermische breuk als gevolg van bellengroei.

De animaties tonen de resultaten van de simulatie van de brandstofnevel met flitskoken. De bovenste animatie toont het resultaat voor de lagere kamerdruk die de hogere oververhittingsgraad veroorzaakt, en de onderste animatie toont het resultaat voor de hogere kamerdruk met lagere oververhittingsgraad. Er is rekening gehouden met de fysica van het vlamkoken in het mondstuk en in de kamer. Door de hogere oververhitting in het eerste geval wordt een deel van de vloeistof verdampt in de verstuiver, zodat de verstuiverinjector druppels injecteert met kleinere afmetingen en ook een hogere massastroom levert voor de continue fase, vloeistofdamp, die samen met LMP-druppels wordt geïnjecteerd. Het is voor de eerste keer in Simcenter STAR-CCM+ Lagrangiaanse injector kan zowel discrete als continue fasen injecteren.

Verenigbaarheid van botsings- en breukmodellen met VOF

Er is verbeterd realisme in hybride meerfasensimulatie, Simcenter STAR-CCM+ maakt het nu mogelijk Langrangiaanse druppelbotsing en -opbreking te modelleren in simulations, inclusief VOF. Het is compatibel met hybride VOF-film en sommige toepassingen omvatten voertuigwaterbeheer, sproeidrogers, natte gaswassers en brandstof.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ik hoop dat dit nuttig is geweest voor u als Simcenter STAR-CCM+ gebruiker. Aarzel niet om contact met mij op te nemen op robin.victor@volupe.com of op support@volupe.com als je vragen hebt. Stem volgende week weer af voor de afsluiting van wat versie Simcenter STAR-CCM+ 2020.2 te bieden heeft, zullen we dan bijvoorbeeld kijken naar het nieuws over gegevensanalyse samen met wat ander nieuws.

Lees ook:
Star-CCM+ Taakplanner
Release update op Simcenter STAR-CCM+ 2020.2 deel 1
Simcenter STAR-CCM+ versie 2020.3 nieuws - Deel 2
Hoe Design Manager-projecten uit te voeren
Simcenter STAR-CCM+ versie 2020.3 nieuws - deel 4

Meer blogberichten

nl_BEDutch