Blogginlägg Volupe

Överlappande maskor när det finns nära närhet

Ladda ner simuleringsfilerna som motsvarar exemplen i det här blogginlägget:

Den här veckan kommer vi att titta närmare på arbetsflödet för överinställda nät, särskilt när det finns en närhet mellan väggar med relativ rörelse. I ett tidigare blogginlägg, Överhänget nät i Simcenter STAR-CCM+, fanns det flera tips - om hur man sätter upp en simulering med hjälp av overset mesh - som också berörde ämnet närhet. Som nämns i detta blogginlägg har Siemens samlat en video om bästa praxis som heter Gyllene regler för överkompenserade nät som också kan vara bra att titta på.

Det här blogginlägget kommer att innehålla en simuleringsuppställning av en roterande stång i en cylinder med stationära väggar - för att förklara hur man hanterar närhet med hjälp av funktionerna i Simcenter. STAR-CCM+. Det finns fyra exempel simulations:

  • Fall 1 - med vanlig overset-teknik, där den roterande stången (och det roterande overset-nätområdet) är placerad långt från den stationära väggen.
  • Fall 2 - där det finns en liten lucka mellan stången och den stationära väggen, och där man fortfarande använder den vanliga överkompenserade masktekniken (inte överställd nollställd mask). Det roterande området ligger nära den stationära väggen, men är inte anslutet till väggen (med hjälp av funktionen närhet och alternativ håltagning, se bilden nedan för visualisering av gränssnittsinställningarna).
  • Fall 3 - där det finns ett litet utrymme mellan rotationsstången och den stationära väggen, med hjälp av överinställning. zerogap mesh. Det roterande området täcker hela springan mellan staven och väggen.
  • Fall 4 - där det finns ingen mellan väggen och stången (den roterande regionen är hela vägen ut till väggen), med hjälp av överkompenserad zerogap-mask (zerogap-väggregionen ändrar plats i varje tidssteg eftersom cylindern inte rör sig - med hjälp av funktionen närhet och alternativ håltagning).

I bilden nedan kan du se gränssnittsinställningar när du använder Close proximity och Alternative hole cutting för overset mesh simulations. Båda dessa funktioner hanterar problem som kan uppstå när gränser kan komma nära varandra i simuleringen med hjälp av mer robusta algoritmer för att stänga luckor.

gränssnittsinställningar överskjutande maskor nära närhet alternativ hålskärning

Exempel 1 - överbelastade nät utan närhet till varandra

I det första exemplet i det här blogginlägget ser du cylinderdomänen i bilden nedan, och inuti den finns en grå stav som roterar. Den överställda (roterande) domänen visas med ett lila nät och bakgrundsdomänen visas med ett svart nät.

Som du ser på bilden finns det mer än fem celler mellan kanten av det överinställda nätområdet och den stationära väggen. Detta innebär att du kan använda det vanliga arbetsflödet för överkompenserade nät, och inga särskilda funktioner behövs. Observera att cellstorleken är likartad i det överkompenserade nätet och i bakgrundsnätet enligt rekommendationerna.

överskjutande maskor simcenter starccm

Exempel 2 - övermaskigt nät med nära närhet (men inget övermaskigt zerogap)

I det andra exemplet har vi inte löst gapet mellan den roterande stången och den stationära väggen med de rekommenderade fem cellerna i normal riktning, se bilden nedan. Det kan finnas flera orsaker till att du inte har möjlighet att lösa gapet ordentligt, till exempel att det gör simuleringen för tung för att köras på din tillgängliga hårdvara. Detta kan lösas med hjälp av funktionerna för närhet och alternativ hålskärning i gränssnittet i stället. Dessa funktioner använder fortfarande den vanliga överkompenserade nättekniken och gör det möjligt att använda endast två celler mellan väggarna i stället för de annars rekommenderade fem cellerna.

överskjutande maskor simcenter starccm

Observera: Denna simulering kunde ha simulerats med zerogap (utan närhet och alternativ hålskärning) i stället för att använda den vanliga overset-tekniken tillsammans med inställningarna närhet och alternativ hålskärning.

Exempel 3 - övermaskigt nät med nära närhet med hjälp av zerogap

I nästa exempel täcker det överkompenserade nätområdet hela gapet mellan stången och väggen, se bilden nedan. Övergallrade nät med nollgränssnitt används för att låta det övergallrade nätet täcka hela gapet. I den här simuleringen är den roterande stången inte i kontakt med den stationära väggen, så närhet och alternativ håltagning behövs inte. Överlappande nät med zerogap-gränssnitt är stabilare än det vanliga överlappande nätet när det finns en nära närhet, så om du vill vara på den säkra sidan (när det gäller stabiliteten i simuleringen) kan zerogap-gränssnittet användas.

överskridande av nät zerogap simcenter starccm

Observera: Denna simulering kan inte har simulerats utan att använda zerogap. Med hjälp av överkompenserad maskstorlek och inställningarna närhet och alternativ hålskärning kan man inte hantera att det roterande området går ända fram till den stationära väggen.

Exempel 4 - överhettat nät med anslutna väggar med zerogap

I det sista exemplet skrapar den roterande stången mot den stationära väggen utan att lämna något mellanrum mellan ytorna. Det överkompenserade nätområdet är därför också lika brett som bakgrundsnätet, se bilden nedan. I det här fallet måste du använda overset zerogap eftersom det bokstavligen finns ett nollgap (ingen lucka). Funktionerna för nära närhet och alternativ håltagning för gränssnittsinställningarna behövs här.

överskridande av nät zerogap simcenter starccm

På den plats där den roterande stången rör vid den stationära väggen kommer nättekniken att inaktivera celler och tillfälligt lagra dem i gränsen för ZeroGapWall. I bilden nedan ser du att det finns celler vid anslutningen av de regioner som är inaktiverade.

zerogap mesh simcenter närhet starccm

Observera: Vi använder inte funktionerna i krympning av prismaskiktet eller . behandla fel som en varning eftersom dessa inställningar inte rekommenderas att användas vid första försöken - simuleringen bör kunna köras även utan dessa funktioner om inställningen har genomförts korrekt.

Sammanfattning

Som avslutning på vad vi har diskuterat i det här blogginlägget har följande visats:

  • När ska man använda överkompenserade nät (utan extra funktioner som nollgap och ytterligare gränssnittsinställningar), till exempel när man uppfyller rekommendationen att ha mer än fem celler mellan gränser med relativ rörelse.
  • Närhet och alternativ håltagning kan göra det möjligt att använda så få som bara två celler mellan det roterande området och den stationära gränsen.
  • Med en överlappande maskor med ett gränssnitt med nollspalt kan man ha kontakt mellan den överlappande maskregionen och gränsytorna.
  • Hur överinställd zerogap inaktiverar cellerna om kontakt uppstår.
  • Inställningarna för krympning av prismalager och behandla fel som varning bör inte användas.

Glöm inte att download simuleringsfilerna för de fyra olika exemplen via länken högst upp på sidan om du vill undersöka inställningarna närmare.

 

Vi på Volupe hoppas att det här blogginlägget kommer att hjälpa dig med ditt överset mesh simulations och hur du bestämmer dina gränssnittsinställningar beroende på hur nära dina väggar är placerade. Om du har några frågor är du alltid välkommen att kontakta oss på support@volupe.com.

 

Författare

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

Christoffer Volupe

 

Fler blogginlägg

sv_SESwedish