Blogginlägg Volupe

Adaptiv nätförfining för metoder med virtuella diskar

Metodklassen virtuell disk i Simcenter STAR-CCM+ hjälper dig att avsevärt minska beräkningskostnaden för flöden simulations med roterande flöden, t.ex. vindkraftverk, pumpar och propellrar. Med den senaste versionen av Simcenter STAR-CCM+, version 2206, kan du nu använda AMR-modellen (Adaptive Mesh Refinement) för att uppnå optimal upplösning av bakgrundsnätet för den virtuella skivan. Ta reda på hur du tillämpar AMR på din virtuella diskmetod och vilka inställningar som är användbara.

 

Metoder med virtuella skivor, t.ex. bladelementets momentum, Body force propellermetoden och 1D momentummetoden, bygger på ett interpolationsnät för att markera de celler i bakgrundsnätet som upptar samma utrymme som den roterande drivskivan. För att få en lösning av god kvalitet för källtermen är det viktigt att beakta de rekommenderade dimensionerna enligt användarhandboken och här Roterande flöde del 2. Eftersom fördelningen längs tjockleksriktningen definieras av en gaussisk formfunktion (Simcenter STAR-CCM+ version 2022.1 nyheter del 3 - Marin tillämpning), spelar cellupplösningen en roll. Exempel på sådana formfunktioner för olika antal cellskikt visas nedan.

Tidigare var du tvungen att manuellt förfina nätet för att få en tillräckligt fin representation av skivan i lösningsområdet. Om nätet är otillräckligt kan du ha fått varningar som "Skivan har inga celler" eller "Interpolationsnätet har tomma hinkar“.

Nu kan du låta den modellstyrda adaptiva nätförfiningen automatiskt skapa ett lämpligt bakgrundsnät för metoderna för virtuella diskar. Med den här funktionen kan användarna effektivt och enkelt konfigurera och köra simulations med flera propellrar eller rotorer.

Adaptiv nätförfining

Adaptiv nätförfining i Simcenter STAR-CCM+ är antingen användardefinierad eller modellstyrd. Modell-drivna Adaptive Mesh-lösaren förfinar nätet för att uppfylla de specifika behoven hos den fysik modell. Anpassningskriterierna tillhandahålls automatiskt från motsvarande Simcenter STAR-CCM+-modeller. Förfining av maskor på virtuella diskar är det senaste tillskottet till denna typ av AMR.

 

Tillämpa Virtual Disk Mesh Refinement:

  1. Lägg till Adaptive Mesh-modellen i det befintliga fysikkontinuumet som inkluderar Virtual Disk-modellen.
  2. Högerklicka på noden Adaptive Mesh > Adaptive Mesh Criteria och välj New > Virtual Disk Mesh Refinement.
  3. Noden AMR-parametrar visas under varje virtuell disknod.
  4. Välj noden Förfining av nät för virtuell disk och ställ in Max förfiningsnivå till det maximala antalet cellförfiningar för nätet för den virtuella disken. Mer information finns i Egenskaper för förfining av nät för virtuell disk.
  5. Nu övergår vi till modellen med virtuella diskar eftersom vi kan ha flera virtuella diskar i en simulering med olika förädlingsegenskaper. För varje virtuell disk väljer du noden Virtual Disk > Virtual Disks > MyVirtualDisk > AMR Parameters och ställer in de relevanta egenskaperna.

Beroende på vilken metod för virtuell disk du väljer för den virtuella disken kan noden AMR-parametrar ha olika egenskaper:

I den här artikeln tillämpar vi AMR på ett marint fall med hjälp av Body Force Propeller Method.

Tolerans för diskvolym

Anger ett förädlingskriterium baserat på förhållandet mellan den markerade diskreta volymen (VD) och den analytiska diskvolymen (VT), definierat som:

i % där VD är den markerade diskreta volymen och VT är den analytiska diskvolymen . När den procentuella volymskillnaden är större än den angivna toleransen, preciserar Simcenter STAR-CCM+ de markerade cellerna.

Standardvärdet 5,0 anger till exempel en tolerans på 5%. Om volymskillnaden är över 5% fortsätter Simcenter STAR-CCM+ med finita volymnätförfining.

Adaptiv nätförfining

 

Bladelement Celltäthet

Anger ett förfiningskriterium baserat på förhållandet mellan alla markerade celler och antalet interpolationsgitterelement (hinkar). Se användarhandboken för mer information.

 

Förfining av rotorplanet

Rotorplansförfining är en oenhetlig förfining av den virtuella diskens centrala plan. Den här AMR-egenskapen anger det maximala antalet lager över diskens tjocklek. En jämförelse mellan Disk Volume Tolerance och Rotor Plane Refinement visar skillnaden i en axial cellstorleksfördelning.

 

Antalet lager kan användas som ett gränsvärde för att stoppa förfiningsprocessen. Det kan dock ignoreras av förädlingsprocessen om det aktuella antalet lager bara är ett lager mindre eller mer än gränsen.

 

Fördelen med en korrekt upplösning på platsen för den virtuella disken är obestridlig och med de nya AMR-metoderna för virtuella diskar kan du utnyttja din simuleringsuppställning och minska antalet fel.

Jag hoppas att den här artikeln är intressant och att du kan använda den för att nå dina mål med Simcenter. STAR-CCM+ snabbare. Hör av dig till oss om du har några frågor eller kommentarer på support@volupe.com. 

 

Författaren

Florian Vesting, doktorsexamen
Kontakt: support@volupe.com
+46 768 51 23 46

 

 

 

 

Fler blogginlägg

sv_SESwedish