Volupe logo

Blog berichten Volupe

Simcenter STAR-CCM+ 2021.3 nieuws - deel 2

In deze blog post zullen we blijven kijken naar een aantal belangrijke hoogtepunten van de nieuwe functies voor Simcenter STAR-CCM+ versie 2021.3. Deze versie van de software werd vorige week vrijgegeven en bevat verschillende verbeteringen die de moeite waard zijn om uit te lichten. De post van vorige week richtte zich op de volgende features; gebruikerservaring, 3D-CAD, mesh pipeline, fluid stroming en turbulentie, en kan hier worden gevonden [Simcenter STAR-CCM+ 2021.3 nieuws - deel 1 - VOLUPE Software]. Deze week zal vooral aandacht worden besteed aan updates betreffende meerfasige simulatietoepassingen.

S-Gamma voor DMP

In de versie 2021.2 werd de modellering van het populatie-evenwicht beschikbaar gesteld voor Mixture multiphase (MMP). In deze release wordt het Dispersed multiphase model (DMP) op dezelfde wijze opgenomen. DMP is een lichtgewicht Euleriaans model dat in werkelijkheid een extra model is voor een continue stromingssimulatie, wat betekent dat u het kunt gebruiken met lage volumefracties (<1%) en toch de fysische relevantie kunt behouden. Vroeger was het DMP-model beperkt toepasbaar omdat alle druppels in een gedispergeerde fase dezelfde diameter hadden. Nu omvat het S-gamma voor DMP fysica zoals opsplitsing en coalescentie.

S-Gamma voor DMP

VOF naar Lagrangiaan overgangsmanager 

Volume van fluid naar Lagrangiaanse meerfasigheid, in principe VOF naar deeltjes, krijgt meer updates. Sinds de introductie was alleen de blob diameter een overgangscriterium, nu kunnen daarnaast de blob vorm en willekeurige gebruikers criteria worden gebruikt om te beslissen wanneer de VOF fase overgaat in deeltjes. De update betreft het gebruik en de specificatie van de overgangscriteria. De gebruikerscriteria kunnen b.v. zonale criteria zijn, je kunt ook meerdere criteria hebben in het door de gebruiker gedefinieerde gedeelte.

Overgangscriterium VOF naar LMP

EMP - adaptieve tijd-stap aanbieders en bronafvlakking met fluid film 

Er zijn ook een paar updates voor de Eulerian Multiphase (EMP). De eerste zijn twee nieuwe tijd-stap providers.  

  • Afgevlakte convectieve CFL - stelt de timestep in op basis van het CFL nummer door het domein, iets dat voorheen buiten EMP beschikbaar was.  
  • LSI Afgevlakte Convectieve CFL - een versie van het bovenstaande voor gebruik met LSI simulations. Beschouwt dan alleen de CFL in de nabijheid van grootschalige interfaces/vrije oppervlakken.  

Het gebruik van de adaptieve tijdstap maakt een grotere gemiddelde tijdstap in uw simulatie mogelijk, en een automatische vermindering wanneer de fysica dat vereist.

tijdstap EMP

 

 

De tweede update met betrekking tot de EMP solver is bronafvlakking voor fluid film stripping in Euleriaanse meerfasen. Fluid Film stripping verwijdert massa van de film op oppervlakken en voegt het toe aan de Euleriaanse fase in de aangrenzende cel. Wanneer een laag y+ netwerk wordt gebruikt kan dit soms instabiliteiten veroorzaken door de cel dichtbij de wand te overspoelen met teveel massa. Een optie om source smoothing te gebruiken is in deze versie toegevoegd om de gestripte massa over meerdere cellen te verdelen. Dit verbetert de stabiliteit en maakt het mogelijk cases sneller uit te voeren, en in de meeste gevallen heeft dit weinig effect op de nauwkeurigheid (omdat het gelijk staat aan een mesh die plaatselijk grover wordt gemaakt voor het strippen).

Afvlakking voor fluid film naar EMP

Turbulentie voor fluid film 

En nu we het toch over fluid film hebben, een grote update is dat het nu mogelijk is om turbulentie te draaien voor je fluid film. Dit verbetert de nauwkeurigheid met fluid film voor veel industriële problemen. Voorheen kon de fluid film alleen laminair zijn, nu kun je kiezen tussen het Cioncolini model (geschikt voor ringvormige stromingen), het Mudawwar model (geschikt voor verwarmde films) of je eigen model (een veldfunctie). Deze toevoeging is bijzonder relevant voor dikke films. Het geeft consistentie met VOF en hybride VOF-Film aangezien de VOF-fase zowel laminair als turbulent kan zijn.

Turbulentie in fluid film STAR-CCM+

DEM - neew gemaakt maasvrij, model voor flexibele vezels 

De discrete elementen methode (DEM) heeft zijn grootste update sinds gesneden brood! Het is nu mogelijk om mesh-free te werken. U heeft niet langer een achtergrond mesh nodig voor DEM-simulatie. Mesvrij werken is het meest geschikt voor toepassingen in de zware industrie zoals grond/rots uitgraving, het ontwerpen van landbouwwerktuigen en mijnbouw/bouwwerktuigen. Het feit dat er geen mesh nodig is, verwijdert verschillende stappen in de workflow; er is geen volume meshing stap meer nodig, selectie van modellen voor de continue fase of overset mesh voor beweging.

In het onderstaande voorbeeld is een graafbak gesimuleerd met 65000 pakketten met een perceelgrootte van 16 mm en is de zaak op 16 kernen uitgevoerd. De grafiek rechts toont de verstreken tijd per tijdstap. Dit voorbeeld toont een 4x hogere snelheid voor het meshvrije model.

 

De DEM-benadering heeft ook een nieuw vormmodel gekregen. Het flexibele vezelmodel maakt de simulatie van niet-sferische vezelsegmenten mogelijk. In plaats daarvan is elke vezel opgebouwd uit vele cilindrische segmenten, waardoor een lange en dunne vezel kan worden gemodelleerd met een klein aantal DEM-elementen. De verbindingen tussen de cilindrische segmenten maken gebruik van een gereduceerd ordeverbindingsmodel voor het overbrengen van de krachten en koppels, waardoor een stabiele oplossing wordt verkregen voor grotere waarden van de DEM tijdstap. Met dit nieuwe model zullen alle toepassingen die gebruik maken van flexibele langwerpige deeltjes profiteren van een verbeterd gebruiksgemak en een hogere berekeningssnelheid. De vorige oplossing, die gebruik maakte van samengeklonterde deeltjes, is ordes van grootte langzamer. De stofzuigersimulatie hieronder laat zien hoe vezels worden verzameld van een plat oppervlak.

Eervolle vermeldingen 

Nucleate koken voor MMP - Het nucleaatkookmodel dat eerder beschikbaar was voor het Eulerian Multiphase Model (EMP) is nu beschikbaar voor Mixture Multiphase (MMP). Hierdoor wordt een nauwkeuriger kookmodel beschikbaar voor een breder scala van gebruikers. In tegenstelling tot de eenvoudigere correlatiegebaseerde modellen zoals Rohsenow, omvat dit model veel meer fysische modellen en kan het kookgedrag voorspellen over een breed scala van toepassingen en regimes.

Fase massabehoud Foutrapport - Voor meerfasen simulations is de massabalans van elke fase een belangrijke metriek om de convergentie te controleren. Er is een nieuw rapport toegevoegd, de "Mass Conservation Error", dat beschikbaar is voor fasen van elk van de Euleriaanse modellenfamilies (VOF, MMP, EMP, Fluid Film en DMP). Men kan nu een cumulatieve monitor gebruiken om die fout in de tijd te volgen. Dit is vooral nuttig voor transiënte problemen in gesloten systemen om systematische massafouten te identificeren voordat ze zich kunnen opstapelen.

 

Zoals gewoonlijk hebben wij bij Volupe hoop dat dit nuttig voor u is geweest, en dat het zal je helpen met je simulations in Simcenter STAR-CCM+. Aarzel niet om contact op te nemen met support@volupe.com als je vragen hebt.  

Auteur

Robin Victor
support@volupe.com
+46731473121

Robin Viktor

Meer blogberichten

nl_BEDutch