Внешнее обтекание здания. Часть 1. Подготовка геометрии

Рассмотрим пример, внешнего обтекания здания. Для начала, хочется сразу оговориться по принимаемым допущениям:
1. Решаем стационарную задачу, поэтому скорость ветра во времени не изменяется, хотя конечно для более корректной постановки, необходимо решать нестационарную задачу, так как скорость ветра является не постоянной величиной – в реальности присутствуют пульсации воздушного потока.
2. Так как рассмотрение носит сугубо демонстрационный характер, то принимаем скорость ветра постоянной по высоте.
Итак, начинаем работать в ANSYS WorkBench2. Загружаем ANSYS WB. Из панели инструментов (Toolbox >Analysis System) выбираем тип анализа – Fluid Flow (CFX).

В рабочей области появляется новый объект, схематически отображающий обязательные шаги которые необходимо пройти для создания рабочей модели – создание (импорт) геометрии, создание сетки, настройки решателя, решение, анализ результатов.
Постепенно пройдем вместе все перечисленные шаги. Основой является геометрия – то есть исследуемый объем. ANSYS WB предоставляет Вам два различных варианта – импорт геометрии из внешнего САПР, либо создание геометрии внутренними инструментами ANSYS WB. В данном случае, так как геометрия достаточна проста, то я для создания геометрии выбрал средства ANSYS WB – ANSYS Design Modeler. Двойным щелчком правой кнопки мыши (далее ПКМ) по ячейке А2 (Geometry) открываем ANSYS Design Modeler. При запуске появляется окно предлагающее выбрать единицы измерения.

После выбора единиц измерения появляется область построения, дерево модели и основные панели.

Создаем в Design Modeller требуемую геометрию (либо импортируем ее из любой понравившегося Вам CAD системы).

Геометрия предельно простая, поэтому думаю нет смысла подробно останавливаться на ее создании. Единственно на чем, хочу остановиться, так это то, что для удобсства создания граничных условий на следующих шагах, сразу же в Design Modeler я создаю «Именованные виды – Named Selection». Логика создания именованных видов следущая – нпосле создания требуемой геометрии необходимо понять какие граничные условия Вам понадобяться для расчета. После этого в соответствии с этими (задуманными) граничными условиями создаем именнованные виды. Для данной модели создаем следующие именнованные виды – In (вход потока в облясть), Out (выход потока из расчетной области), Building (стенки исследуемого здания), Top, Bottom, Side_1, Side_2 (соответсвенно, верхняя, нижняя и боковые поверхности ограничивающие исследуемую подобласть)
Собственно говоря, на этом создание геометрии законченно и можно переходит к созданию сеточной модели. Закрываем Design Modeler, сохраняем проект (как обычно нажимаем на кнопку Save) и двойным щелчком мыши открываем ячейку A2 – Mesh. При этом открывается ANSYS Meshing. Геометрия вместе с созданными именованными видами автоматически передается в ANSYS Meshing и готова для создания сетки! Кстати после создания геометрии, в ячейке A1 напротив надписи Design Modeler появляется зеленая галочка, показывающая существование в проекте подготовленной геометрии.
На этом мое сегодняшнее повествование закончено, о создании сетки расскажу в самое ближайшее время. Надеюсь, Вам было интересно! Готовьте геометрию, скоро будем делать сетку!

Заминка вышла...

Уважаемые коллеги, прошу прощения, что не отвечаю на Ваши просьбы о помощи в разделе ВСТУПЛЕНИЕ . В настоящее время наложилось несколько неотложных дел и командировок. Постараюсь ответить как можно скорее. По крайней мере, на уже заданные вопросы. По ветровым нагрузкам на здание я уже начал готовить статью. Так что ждите!

Михаил.

Требуется инженер-расчетчик в ANSYS CFX

Коллеги, на днях был в Столице родины нашей. Знакомые предложили работу, но так как мне это не интересно, с удовольствием сделаю кому-нибудь добра. Ну, так вот:
Срочно требуется инженер расчетчик для работы с ANSYS CFX. Область - турбомашиностроение. Точнее - проектирование центробежных насосов (возможно и другие типы). Работа в Москве. Приезжим оплата жилья + хорошая зп.
Крупная компания, стабильная зарплата, есть перспектива роста, загранкомандировки.

Кому интересно пишите мне. Я дам более подробную информацию.

Сшиваем сетку в Icem CFD

По просьбе Алексея (iva-77) привожу небольшой примерчик по сшиванию двух сеток между собой. И так Алексей попросил разобрать такой примерчик:
«… пытаюсь ( в качестве теста) сшить 2 кубика. Один разбит по количеству элементов 8х8х8, второй 6х6х6…»
Как говорится лучше один раз увидеть … Поэтому я сделал небольшой ролик. Прошу смотреть:

Ну вот, как видите, сложностей нет. Нужно только создать interface в месте соединения сеток.

P.S. Вы можете публиковать информацию с данного источника. Единственное условие —ставьте работающую ссылку на мой блог и надпись «CFD для всех»

Россия и суперкомпьютеры

Россия будет использовать суперкомпьютеры для защиты национальной безопасности - заявил Дмитрий Медведев!

Да неужели??? И такое случится!!??

Честно говоря, даже и не знаю толком плакать или смеяться? С одной стороны конечно хорошо, что руководство страны задумывается о том, что нам необходимы суперкомпьютеры (мы пока на 15 месте в мире, не очень то престижно для супердержавы??), и даже более того, оно (руководство), по крайней мере, в лице Медведева, даже задумывается о том, что на этом компьютере нужно что-то считать!! Так как проектированием без проведения качественных расчетов сложно кого-либо заинтересовать в современном мире.

А с другой стороны, есть некоторое предчувствие, что все это закончиться созданием какой-нибудь очередной госкорпорацией или холдингом по созданию супер-пупер-компьютера. Куда благополучно будут сливать наши денежки, а толку от этого будет маловато (а то, как бы еще и не навредили!!).

В общем скепсис у меня какой-то...

P.S. Вы можете публиковать информацию с данного источника. Единственное условие —ставьте работающую ссылку на мой блог и надпись «CFD для всех»

Начинаем работать с ANSYS CFX. Part 1

Предыдущие несколько сообщений были посвящены созданию конечно-элементной/объемной сетки.

Рассмотрим теперь следующий этап моделирования – передача этой сетки в решатель и определение физических условий моделирования.
В первую очередь, как Вам вероятно уже понятно, нужно определиться с расчетной областью. При этом к этому вопросу нужно подойти творчески. Например, если Вы желаете провести исследование запорно-регулирующей арматуры установленной на трубопроводе. Что в этом случае будет объектом моделирования? Тут возможны следующие варианты:

• Моделируем только непосредственно саму задвижку.
• Моделируем всю систему – километры труб, напорный насос и задвижку.
• И, наконец, небольшую часть трубы до задвижки, задвижку и часть трубы после.

Какой же вариант верный? А на самом деле все они могут быть правильными, в зависимости от Ваших желаний. Если мы, например, говорим о необходимости провести исследование арматуры в рабочем режиме, то я предпочту третий вариант задания области моделирования. А если нам нужно, допустим, оценить влияние резкого закрытия клапана (или задвижки) в регулирующей арматуре на возникновение гидравлического удара, то возможно нужно будет увеличить длину трубопровода для моделирования до, и после задвижки.
В общем, тут без инженерной мысли не обойтись! Поэтому совет №1 задумайтесь что Вы хотите увидеть в финале.
И еще важный совет при выборе объекта моделирования – упрощайте геометрию. Например, если у Вас на геометрии присутствуют незначительные элементы – слабо влияющие на характер течения жидкости, то лучше их и не включать в расчетную модель. Они либо все равно не учтутся – сгладившись сеткой, либо (в зависимости от метода построения расчетной сетки) измельчат Вашу сетку до безобразия!
Отсюда совет №2 – Упрощайте, а после того как упростили, подумайте еще раз и упростите снова!
Кстати, пробный расчет лучше всего провести на 2D модели или на её части – четверти или секторе.
Далее, после того как Вы определились с геометрией и построили сетку. Самое время для задания ГУ – граничных условий. Задание граничных условий, очень важно, несмотря на то что решатель ANSYS CFX отличается очень высокой устойчивостью – неправильно заданные ГУ могут привести к некорректным результатам и «падению» решения.
Совет № 3 по выбору ГУ на входе и выходе. Есть несколько возможных вариантов комбинации ГУ при условии в модели 1 входа и одного выхода:
Максимально устойчивая
Вход - скорость либо массовый расход
Выход - статическое давление
Результатом расчета на входе будет - полное давление
Достаточно устойчивая
Вход - полное давление
Выход - скорость либо массовый расход
Результатом расчета на входе будет - статическое давление и скорость на входе
Допустимая (с осторожностью)
Вход - полное давление
Выход - статическое давление
Результатом расчета на входе будет - массовый расход
Не рекомендуемая
Вход - статическое давление
Выход - статическое давление
Результатом расчета на входе будет - полное давление и массовый расход.
Данное сочетание практически не ограничивает систему, а, следовательно, результат может быть не предсказуем, и будет по большей части зависеть от других условий моделирования (например, начальных условий, настройки решателя и т.д.).

Продолжение следует …

P.S. Вы можете публиковать информацию с данного источника. Единственное условие —ставьте работающую ссылку на мой блог и надпись «CFD для всех»

Создание сеточной модели в ANSYS ICEM CFD

Добрый день. На одном из популярных форумов по САПР – http://www.sapr2k.ru/ был вопрос по построению конечно-элементной/объемной гексаэдрической сетки в ANSYS Icem CFD для следующей геометрии:

Альбом: CFD для всех

Как Вы понимаете, для данной геометрии проблемы с построением сетки возникают в выделенных зонах. Элементы сетки в данных зонах, независимо от того тетраэдрическая это или гексаэдрическая сетка, получаются остроугольными, что является недопустимым для CFD анализа.Нужно всегда помнить, что CFD моделирование это всегда некоторое приближение, точность которого зависит от различных факторов. Поэтому в данном случае необходимо избавиться от тангенциального соединения – несколько поступившись геометрией, но повысив за счет этого качество сетки. Сделать это можно двумя способами – непосредственно изменив геометрию в CAD системе, либо построить блочную структуру в Icem CFD таким образом, что бы построить требуемую сетку.Я предпочел, второй способ – как менее очевидный. Итак, рассмотрим основные шаги создания сетки (так же смотрите заметку: «Построение блочной сетки в Icem CFD для топологически треугольных объектов»):

Для начала создаем 2D блок и разделяем его на два что бы описать клинообразный выступ:

Альбом: CFD для всех

Далее преобразуем верхний узкий блок в треугольный, используя инструмент Merge Vertices:

Альбом: CFD для всех

Используя инструменты Associate Blocks – ассоциируем блоки с геометрией:

Альбом: CFD для всех

После этого преобразуем исходный 2D блок в 3D в соответствии с геометрией:

Альбом: CFD для всех

Добавляем о-блок для цилиндрического объема, и на этом, считаем, блочную структуру, для цилиндрического объема, готовой:

Альбом: CFD для всех

Теперь необходимо закончить блочную структуру для клинообразной (пирамида) части объекта. Для этого разбиваем пирамидальный блок на два, а затем верхний преобразуем в Y-блок. Воспользовавшись инструментами Move Vertices и Split Edge более точно описываем исходную геометрию:

Альбом: CFD для всех

В завершении блочная структура выглядит следующим образом:

Альбом: CFD для всех

Проводим настройку размера элементов и строим сетку:

Альбом: CFD для всех

Подробности по построению сетки для пирамидального элемента смотрите в заметке: «Построение блочной сетки в Icem CFD для типологически треугольных объектов». Так же смотрите ролик, в котором в подробностях представлен весь процесс построения блочной структуры для данного случая:

P.S. Вы можете публиковать информацию с данного источника. Единственное условие —ставьте работающую ссылку на мой блог и надпись «CFD для всех»