Logotyp för Volupe

Blogginlägg Volupe

Simcenter STAR-CCM+ version 2210 flerfasiga nyheter

Som vanligt när den tidsmässiga diskretiseringen av den nuvarande eon tillåter små tidssteg för att nå den relevanta onsdagen, väntar vi! Denna relevanta onsdag som nås tre gånger per år, som är förknippad med lanseringen av en ny version av Simcenter STAR-CCM+, och då tittar vi på vilka nyheter som tillhandahålls. Det råkar vara så att i onsdags släpptes Simcenter STAR-CCM+ version 2210. Den andra huvudversionen som följer den nya namnkonventionen för programvaran.

I det här inlägget kommer vi att titta på mitt favoritämne i det stora multiphysics-verktyget Simcenter. STAR-CCM+nämligen den nyckfulla världen av flerfasiga simulations. Detta inlägg kommer att innehålla nyheter för både den eulerska ramen, den lagrangska ramen och i förlängningen även DEM. Anledningen till detta är att det inte har varit någon större fokusering på nyheter om flerfasiga system i den här versionen. Men det som finns där är fortfarande lika intressant.

Eulerisk flerstegsfas (EMP)

De uppgifter som krävs för att Maximalt förpackningstillstånd adaptiv tidsstegsleverantör för EMP-granulära flöden i tidigare versioner var den Mål Max. Volymfraktion egendom. De lämpligaste värdena för denna parameter var mycket problemspecifika och berodde på den valda friktionsmodellen och den maximala packningen. För att undvika att användaren måste lämna fallspecifika uppgifter har denna egenskap nu ersatts av en ny expertegenskap. Tröskelvärde för friktionstryck i fasta material som vanligtvis inte behöver ändras.

Standardinställningen för Täthet i interaktionsområdet har ändrats från Sfärisk partikel till symmetrisk för flera flödesregimer för att uppnå överensstämmelse med andra flödestopologier (kontinuerlig-dispenserad) och för att återspegla bästa praxis.

Volym av fluid (VOF)

Volymfraktionsresidual för VOF implicit flerstegsmetod har gjorts förenlig med definitionen för enstegsmetod. När man tidigare bytte metod mellan enstegs- och flerstegsmetoden kunde man observera ett språng i volymfraktionsresidualnivån trots att den relativa konvergensnivån inte förändrades. Därmed var den flerstegade volymfraktionsresidualen vilseledande. Detta har nu åtgärdats genom att definitionen av volymfraktionsrester ändras så att den baseras på den genomsnittliga delstegsresterna under flödestidssteget.

Lagrangian Multiphase (LMP)

För denna version har en Användardefinierad sekundär uppdelningsmodell är nu tillgängliga. De nuvarande modellerna för sekundär upplösning (SSD, TAB, Reitz-Diwakar, KHRT) ger inte alltid en godtagbar noggrannhet när det gäller dropparnas storleksfördelning i fråga om spray av flytande bränsle i tvärgående flöden. Vid simulering av brännkammare i gasturbiner är det t.ex. svårt att få en exakt förutsägelse för både medeltemperatur och maximal temperatur vid utloppet, och denna felaktighet är ofta en följd av att modelleringen av upplösningen är felaktig. I version 2210 införs därför nu en modell där användaren kan reproducera en befintlig upplösningsmodell från litteraturen. Den implementerade lösningen gör det möjligt för användaren att ange ett godtyckligt antal av brytningsresultat och sedan mata in brytningskartan med hjälp av fältfunktion eller tabellinmatningsmetod. I uppdelningskartan anges villkoren för varje upplösningsresultat. Animationen nedan visar ett exempel på användning av den användardefinierade uppbrottsmodellen med fem möjliga utfall (inget uppbrott, kolonnuppbrott, skjuvuppbrott, säckuppbrott och multimodeuppbrott).

DEM

Tre förbättringar har gjorts för att få exakta resultat och för att enkelt kunna konfigurera simulations och analysera. DEM-moment och krafter på geometridelar:

  • DEM Moment- och DEM Force-rapporter. Animationen nedan visar ett exempel på ett användningsfall där granulära material blandas. Här erhålls vridmomentet på blandarens roterande turbin med hjälp av den nya DEM-momentrapporten.
  • Alternativet genomsnittligt moment i DEM Boundary Accumulation-modellen. Användaren har nu tillgång till den nya fältfunktionen som returnerar värdet av momentet på varje sida av delen.
  • Förbättrad noggrannhet för DEM-momentet som används i DFBI-beräkningen av kroppsmomentet. Den uppdaterade algoritmen för beräkning av DEM-momentet ger fördelen av minskat beroende av ytnätet. Tidigare rekommenderades en ommaskning av ytan för att få en korrekt lösning för DEM-momentet på DFBI-karossen, men denna rekommendation behövs inte längre.

Sedan den flexibla fibermodellen infördes för några versioner sedan har vissa förbättringar gjorts, och detta gäller även för version 2210. Införandet av Dämpande krafter i flexibla fibrer möjliggör mer exakt simulations av flexibla fibrer. Införandet av hastighetsdämpande fysik vid platsen för bindningarna mellan fibersegmenten ger nu två fördelar för användare som simulerar flexibla fibrer:

  1. Simuleringar med dämpning är mer stabila, även när de körs med större DEM-tidssteg. Detta beror på att funktionen ger en effektiv mekanism för att minska eller eliminera den icke-fysiska relativa förskjutningen av segmentändarna vid varje bindning mellan segmenten.
  2. Förbättrad noggrannhet och realism. Tidigare fortsatte svängningarna hos de deformerade fibrerna på obestämd tid om inga energidissipativa interaktioner med fluid, andra fibrer eller geometri ägde rum, se animationen nedan.

I snittet nedan visas också de två nya parametrar som användarna anger för att styra nivån på energidämpningen vid bindningarna, nämligen koefficienterna för axial- och böjrestitution.

Den sista DEM-nyheten, och även den sista flerfasiga nyheten för denna version, är införandet av möjligheten att ta hänsyn till kollisioner mellan partiklar och väggar vid analys av partikelskador. Den första delen av partikelskadeanalysen infördes i version 2021.2. Där fick användarna ett verktyg för att integrera partikel-partikelkontakter och lagra resultaten av integrationen på partiklar. I den här versionen är det nu också möjligt att integrera partikel-väggkontakter. Denna nya funktion är viktig för att förbättra konstruktionen av utrustning för hantering och bearbetning av bulkmaterial och samtidigt hålla partikelavslitningen under kontroll. Den är till exempel användbar för att förbättra utformningen av cykloner genom att minimera skadorna på katalysatorpartiklar. Animationen nedan visar resultatet av en simulering av segregering efter partikelstorlek i en standardcyklon med omvänt flöde som matar katalysatorpartiklar av större storlek tillbaka till en fluidized bed-reaktor genom ett dopprör.

Jag hoppas att dessa nya funktioner kan hjälpa dig när du kör dina Simcenter STAR-CCM+-analyser från version 2210 och framåt. Tveka inte att kontakta oss om du har några frågor. support@volupe.com.

Författare

Robin Viktor

Robin Victor
+46731473121
support@volupe.com

 

Fler blogginlägg

sv_SESwedish