Blog berichten Volupe

Overgezet netwerk in Simcenter STAR-CCM+

Download de simulatiebestanden die overeenkomen met de twee video's in deze blogpost:

Deze week op de Volupe blog zullen we kijken in de spannend gebied van overzette mazen. Overdreven maas is een methode met gebruikmaking van (ten minste) twee verschillende computationele roostersen waardoor de roosters elkaar kunnen overlappen en overdragen stromingsveld informatie tussen de rasters. Gewoonlijk beschrijft de ene maas het hele berekeningsdomein (achtergrondmaas), en de andere de maas voor een kleiner deel van het domein dat meebeweegt met een bewegend object (overset mesh). De achtergrond mesh is meestal vrij grof, terwijl de overset mesh verfijnd is, omdat het bewegende object een aangepaste verfijnde mesh nodig kan hebben om het complexere stromingsveld er omheen te voorspellen. Een voorbeeld waar overgeplaatste mazen van pas komen is bij het simuleren van een voetbal beweegt door lucht, zoals op de foto hieronder

Overset mesh achtergrond

In de bovenstaande afbeelding kunt u de gebieden zien die worden ontleed door de achtergrondmazen, de overset mazen en ook de mazen die zullen worden gebruikt door de simulatie - de geassembleerde mazen (weergegeven met lichtblauwe kleur in de afbeelding). Er is een kleurcodering in de afbeelding om aan te geven welke cellen stromingsveldinformatie overbrengen:

  • Geel - actieve cellen. Het is in deze cellen dat de stromingsvergelijkingen worden opgelost. Actieve cellen zijn aanwezig in zowel de achtergrond als de overset mesh.
  • Blauw - acceptorcellen. Deze cellen dragen gegevens over tussen de achtergrond en de overgebleven mazen. Accepterende cellen zijn aanwezig in beide mazen. Wanneer een cel gegevens ontvangt, wordt hij "acceptor" genoemd en wanneer hij gegevens verstrekt, wordt hij "donor" genoemd.
  • Rood - passieve cellen. Cellen waar de stromingsvergelijkingen niet worden opgelost worden "passieve" cellen genoemd. Een voorbeeld van waar passieve cellen kunnen voorkomen is in de achtergrond mesh waar de overset mesh cellen worden gebruikt in de geassembleerde mesh.

Hoe maak je een overzet mesh gebied 

In Simcenter STAR-CCM+ Overset mesh is een type randvoorwaarde voor uw regio. Een regio is een gediscretiseerd domein in uw simulatie. Als u het voorbeeld van de voetbal heeft, zal het achtergrondgebied gebruik maken van de achtergrond mesh, en het gebied dat de voetbal en de lucht eromheen omsluit zal in het overset gebied zijn, gebruik makend van de achtergrond mesh. In de afbeelding hieronder kunt u zien hoe het eruit ziet als de buitenste grens van uw overset mesh de randvoorwaarde "overset mesh" gebruikt.

grens overschrijding

Nadat u de juiste randvoorwaarde hebt ingesteld, kunt u de koppeling met het achtergrondnetwerk maken. Selecteer beide gebiedenklik dan met de rechtermuisknop en kies "interface maken". Hier skies het gewenste type overgebleven netwerk - "overgezette mazen" of "overgezette mazen nulkloof"zoals te zien is in de afbeelding hieronder. Overdreven maas met de nulkloof functie kan creëren tijdelijke muren tussen regio's om kleine gaten dichten, wat nuttig is wanneer oppervlakken in contact komen.

zerogap overset mesh

Dynamisch overbelastingsgedrag 

Bij het gebruik van overset mesh wordt het object verondersteld te bewegen binnen de grenzen van de achtergrond mesh. De overset boundary kan echter gedeeltelijk buiten de achtergrond mesh liggen. Als dat het geval is, zullen de cellen die buiten de achtergrond mesh liggen inactief worden gemaakt. 

Er is echter een mogelijkheid om toe te staan dat het berekeningsgebied wordt uitgebreid als het overschrijdingsgebied zich buiten de achtergrondmaas beweegt. Dit werkt ook voor overzetnetten die over de buitengrenzen van de achtergrondregio schuiven. Een voorbeeld hiervan kan zijn als je een trein hebt die beweegt, en je wilt een mesh resolutie die is aangepast voor de grond en de lucht onder de trein.

Om deze functie te activeren stelt u uw simulatie in met de overset mesh interface zoals beschreven in de vorige sectie. De grenzen met overset mesh grensvoorwaarde (grenzen gerelateerd aan het overset mesh raakvlak) moeten worden ingesteld als wand. Voor zowel de grenzen gerelateerd aan het overset mesh raakvlak als de buitenste grenzen van de achtergrond mesh die in contact komen met het overset mesh gebied, moet het "dynamisch overset gedrag" ingesteld worden op "Actief, Acceptor", zoals te zien is in de afbeelding hieronder.  

dynamiek overgeëtst gedrag overgeëtste mazen

Deze instellingen zullen een simulatie genereren zoals beschreven in de video hieronder.  

 

Als de regio niet wordt verondersteld om worden uitgebreid, maar het object wordt verondersteld buiten het domein te bewegenkan overgezet gaas met nul opening worden gebruikt. Zie de video hieronder voor hoe de gegenereerde simulatie er uit zal zien met deze instellingen. In deze simulatie de overset mesh-regio gebruikt overset mesh-randvoorwaarde op het grensvlak, en dynamische overset gedrag blijft standaard "Actief, inactief".  

Gouden regels voor overspannen netwerk door Siemens

 

Er zijn veel instellingen, en dus mogelijkheden voor overset meshes. Siemens heeft een uitgebreide "Siemens TV uitzending" over overset mesh, gelinkt hierom uit te leggen hoe je overset meshes gebruikt. Deze TV-uitzending is gebruikt als inspiratiebron voor dit blogartikel. In de TV-uitzending worden de zogenaamde "golden rules for overset mesh" uitgelegd. Hieronder hebben we de gouden regels en de tips van Siemens samengevat: 

  • Op plaatsen waar u acceptorcellen hebt, moeten de achtergrond- en de overgebleven mazen een zo gelijk mogelijke celgrootte hebben. Het is daarom aan te bevelen om in het buitenste deel van het overgeëxplodeerde net dezelfde celgrootte te hebben als in het achtergrondnet. Dit kan worden bereikt door alle delen in beide gebieden in dezelfde maasbewerking op te nemen en "per-part meshing" te gebruiken. Specifieke oppervlakte- en volumetrische controles kunnen dan worden toegevoegd om de mesh aan te passen voor de overset mesh. Als u problemen ondervindt bij het gebruik van per-part meshing, kan het beter zijn om de maasbewerking te kopiëren en twee verschillende bewerkingen te gebruiken voor de twee mazen. Door de ene maasbewerking te kopiëren bij het maken van de tweede, zullen de instellingen in de twee bewerkingen identiek zijn.
  • Het is raadzaam ten minste 5 cellen te hebben op de plaats waar de mazen elkaar overlappen. Als u hier niet genoeg cellen hebt, kan een verfijning van het netwerk helpen.
  • De overset mesh eigenschap "close proximity" kan de interpolatie laten werken met 2 cellen in plaats van 5 in de overlap. Close proximity is een functie die wordt geactiveerd bij de interface. Cellen in de overset mesh die buiten de achtergrond mesh liggen zullen worden gedeactiveerd (passieve cellen).
  • De overset mesh feature "alternative hole cutting" kan bepalen welke cellen actief en inactief zijn, wat kan helpen bij de simulatie. Alternatief gatensnijden is geactiveerd bij de interface.
  • In tijdsafhankelijke simulations (die standaard zijn wanneer overset mesh simulations wordt uitgevoerd) zal de volgorde van het Eulerschema voor de solver beperkingen stellen aan de manier waarop de overset mesh kan reizen. 1st De volgorde van het Eulerschema staat toe dat cellen zo ver reizen als de kleinste cel in het gebied. Bij gebruik van 2nd order Euler schema zal cellen de helft van de afstand van de kleinste cel in het gebied laten afleggen. Als de tijdstap te groot is, zal de cel te ver reizen, wat leidt tot gaten in het netwerk. Dit kan worden opgelost door de tijdstap te verkleinen of de maas grover te maken.
  • Als verdere debugging nodig is, kijk dan eens naar dit video artikel, gelinkt hier of door te lezen in de documentatie op Simcenter STAR-CCM+ > Natuurkunde simuleren>Netbeweging en -aanpassing>Overset Meshes>Overset Mesh Referentie> Overset Mesh Field Functie Referentie.
  • Bij het uitvoeren van overset mesh simulations wordt aanbevolen de partitionering in te stellen op "per-region" voor de solvers. Dit zou zowel de simulatie stabieler kunnen maken als snelheid de iteraties opvoeren.
  • Bedenk ook dat mesh-morphing samen met remeshing een goed alternatief kan zijn voor de overset mesh strategie.

 

Wij van Volupe hoop dat dit blog post over overset meshes has interessant was en dat het zal je helpen in je werk als ingenieur. En vergeet niet dat jeU bent altijd welkom om contact met ons op te nemen op support@volupe.com. 

Auteur

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

Christoffer Volupe

 

Meer blogberichten

nl_NL_formalDutch (Formal)