В этом разделе собраны некоторые полезные материалы по использованию Flowvision: советы, полезные приемы и хитрости, разъясняются сложные или тонкие моменты.
Более полную информацию по этой части Вы найдете на сайте программы FlowVision в разделе блог FlowVision.
Во FlowVision для расчёта турбулентных течений представлено 7 моделей: Sm, SA, KES, KEFV, KEAKN, KENL, SST.
Модель турбулентности выбирать не требуется, если сравниваются расчёты одной задачи в разных CFD пакетах В этой статье мы расскажем по каким критериям выбрать из семи моделей одну, наиболее подходящую для вашего расчёта.
Начните с теоретических основ: статья «Немного о турбулентности» станет хорошим стартом. В ней вы найдёте определение ключевых понятий, которые мы будем использовать далее.
Значительная часть нового функционала в FlowVision 3.11 связана с новой вкладкой ПреПостПроцессора (ППП), названной «Геометрия».
В этом материале рассказывается какие возможности открываются перед пользователями. А если кратко: теперь проект FlowVision мы можем начать с создания/компоновки геометрии и можем напрямую загружать CAD файл.
FlowVision. Многодисциплинарный инженерный анализ газо гидродинамика акустика и электромагнетизм
Труды Международного Форума «Инженерные системы»:
- сборник трудов 2016г.
- сборник трудов 2017г.
Источник: tesis.com.ru
Скорость (Фаза #0). Создание расчётной сетки Характеристика расчётной сетки FlowVision. Этапы построения расчётной сетки
ГУ нормальной массовой скорости (ρ V) используется при моделировании течений несжимаемой среды (с плотностью ρ = const). Вектор нормальной массовой скорости направлен перпендикулярно поверхности каждой фасетки входного условия.
Если задано отрицательное значение нормальной массовой скорости, то в расчёте реализуется граничное условие Выхода.
· Расставьте граничные условия по повехностям геометрической модели. Однако для нашей задачи ГУ расставлены автоматически, и достаточно будет проверить правильность их задания.
Чтобы присвоить граничное условие группе, нажмите правой кнопкой мыши на элемент Геометрия > Регион – Поверхность #0 > Регион – Группа #i, с помощью контексного меню выберите граничное условие из списка.
При выборе граничного условия для каждой группы воспользуйтесь схемой:
Создание расчётной сетки Характеристика расчётной сетки FlowVision
Расчётная сетка, используемая во FlowVision является:
1. прямоугольной: элементарные ячейки разбиения пространства – параллелепипеды
Основы FlowVision: редактор начальной сетки
2. с подсеточным разрешением геометрии
Подсеточное разрешение позволяет аппроксимировать криволинейные границы геометрической модели на тетрагональной сетке.
3. адаптивной, или другими словами — локально измельчённой
Адаптация сетки позволяет увеличить точность решения за счёт локального уменьшения размера ячейки в зонах возникновения высоких градиентов переменных.
Этапы построения расчётной сетки
Задание расчетной сетки во FlowVision состоит из двух этапов: задание начальной сетки и задание локальной адаптации.
Начальная сетка
· Определим равномерную расчётную сетку 20х20х50 вдоль направлений координатных осей Х, Y и Z соответственно. Для этого на вкладке Препроцессора в окне свойств элемента Расчетная сетка > Начальная сетка задайте:
nX = 20, nY = 20, nZ = 50.
Нажмите кнопку Применить.
В результате вдоль направлениq X и Y сетка будет содержать 20 ячеек, вдоль Z – 50 ячеек.
Адаптация
Адаптация – это разбиение ячеек начальной сетки пополам по каждому координатному направлению.
Степень измельчения определяется уровнем адаптации. Например, разбиение до n-го уровня предполагает деление ячейки начальной сетки пополам по каждому направлению n раз.
Операция объединения ячеек, разбитых ранее адаптацией, называется слитием адаптации.
Адаптацию можно задавать на поверхности Граничного условия, а также на поверхности или в объёме Объекта [IM1].
В этом примере будем использовать адаптацию по поврехности трубы (ГУ 1 = Стенка ) для разрешения сил вязкостного трения.
· Создадим элемент Адаптация #0, нажав правой кнопкой мыши на элемент Расчетная сетка > Адаптация и выбрав команду Создать.
· В окне Свойств Адаптации #0 активируем адаптацию ( Включить = Да ), зададим разбиение ячеек ( Разбить/Слить = Разбить ) до 1 уровня ( Макс. уровень N = 1 ), а также толщину проадаптированного слоя в 4 ячейки ( Слоев уровня N = 4 ).
Нажмём кнопку Применить.
· Определим область адаптации.
В этом случае зададим адаптацию вблизи граничного условия «Стенка». При нажатии правой кнопкой мыши на элементе Адаптация #0 > Объекты выберите Добавить/Убрать ГУ. Затем переместите Подобласть #0: Стенка в правую колонку «Выбранные» с помощью кнопки Добавить. Нажмите ОК.
Источник: megalektsii.ru
Моделирование воздушных потоков с помощью FlowVision
С помощью программы FlowVision необходимо смоделировать потоки воздушных масс, проходящие через спроектированное в Компас-3D производственное помещение со всех сторон света. Далее рассчитать и проанализировать зоны застоев воздуха вокруг производственного оборудования, расположенного в данном помещении. Выбрать наихудший вариант (направление воздушных масс с наибольшим количеством зон застоев) для того, чтобы предложить мероприятия по повышению безопасности на промышленном объекте.
Таким образом, для начала моделирования необходимо импортировать готовую модель в формате STL в программу FlowVision. При импортировании необходимо убедиться в соответствии порядков размеров импортируемой модели и заданных по умолчанию размеров во FlowVision.
Программный комплекс FlowVision предназначен для моделирования трехмерных течений жидкости и газа в технических и природных объектах, а также визуализации этих течений методами компьютерной графики.
Моделируемые течения включают в себя стационарные и нестационарные, сжимаемые, слабосжимаемые и несжимаемые потоки жидкости и газа. Использование различных моделей турбулентности и адаптивной расчетной сетки позволяет моделировать сложные движения жидкости, включая течения с сильной закруткой, горением, течения со свободной поверхностью.
Математические модели, включенные в FlowVision, разделены на две группы – базовые и специальные модели.
Базовые модели предназначены для моделирования широкого класса гидродинамических явлений. Они описывают движение однородной жидкости при различных скоростях с учетом эффектов сжимаемости, турбулентности и теплопереноса:
— твердый материал (Solid Model) предназначена для моделирования теплопереноса и диффузионных процессов в твердом теле. Эта модель используется в задачах сопряженного теплообмена для учета теплопереноса между жидкостью и твердым телом;
— ламинарная жидкость (Laminar Fluid) используется для моделирования течений вязкого газа (жидкости) при малых и умеренных числах Рейнольдса при небольших изменениях плотности (приближение Буссинеска);
— несжимаемая жидкость (Incompressible Fluid) предназначена для моделирования течения газа (жидкости) при больших (турбулентных) числах Рейнольдса и при малых изменения плотности;
— слабосжимаемая жидкость (Weakly Compressible Fluid) описывает движение газа при дозвуковых числах Маха и любых изменения плотности;
— полностью сжимаемая жидкость (Fully Compressible Fluid) описывает движение газа при любых числах Маха (до-, транс-, сверх- и гиперзвуковые течения).
Специальные модели предназначены для моделирования движения жидкости (газа) при учете дополнительных физико-химических эффектов, характерных для узкоспециальных приложений:
— пористая среда (Porous Media) описывает движение газа при дозвуковых числах Маха и любых изменения плотности c учетом пористости среды.
— модель двухфазного течения жидкости (Free Surface Model) предназначена для исследования двухфазных течений со свободной поверхностью. Эта модель используется для определения коэффициентов сопротивления кораблей и подводных аппаратов, заполнения форм расплавом металлов и т.д.;
— модель горения (Combustion Model) используется для моделирования процессов сжигания различных газовых смесей (например, метановоздушных) в горелках и котлах ТЭЦ и определения выбросов оксидов азота.
Существуют также дополнительные модели:
— модель радиационного теплопереноса (Radiation) – модель радиационного теплопереноса. Она предназначена для учета количества тепла, переданного от одного тела к другому за счет излучения.
— модель зазора (Gap model) – модель, предназначенная для учета сопротивления, создаваемого узким каналом.
— частицы (Particles) – модель предназначена для моделирования двухфазных течений с частицами. Несущая фаза может быть жидкостью или газом. Частицы могут быть твёрдыми или жидкими.
Процесс расчета течения жидкости включает в себя следующие шаги, выполняемые пользователем:
— создание области расчета (“геометрии” устройства) в САПР и импортирование ее через форматы VRML, IGES, STL, VDAFS, DEFORM, ABAQUS, ANSYS или NASTRAN в FlowVision.
— задание математической модели.
— задание граничных условий.
— задание исходной расчетной сетки и критериев её адаптации по решению и по граничным условиям.
— задание параметров методов расчета.
— проведение расчета (без участия пользователя).
— просмотр результатов расчета в графической форме (“визуализация” результатов расчетов) и сохранение данных в файлы.
— оценка точности расчетов методом сходимости по сетке.
Запуск программы осуществляется щелчком по ярлыку на рабочем столе или ПУСК→ПРОГРАММЫ→ FlowVision.
Сразу после запуска FlowVision откроется интерфейс рисунок 3, где вы сможете либо Открыть 
существующие файлы FlowVision (Документ или файл, с которым работает FlowVision, называется вариантом) или Создать 
— создать новый вариант путем импорта геометрии расчетной модели. FlowVision не имеет собственного геометрического процессора, поэтому геометрия расчетной области импортируется из файла, созданного в САПР.
Рисунок 3 – Интерфейс программы FlowVision
На рисунке 4 представлен вариант интерфейса FlowVision. Вариант включает в себя геометрическую информацию, расчетную сетку, физические модели, параметры расчета, данные расчета и информацию постпроцессора.
Рисунок 4 — Окно задания варианта
При создании нового варианта вначале импортируется геометрическая информация, затем задаются расчетная сетка, физические модели и параметры расчета. После этого проводится расчет, и с помощью постпроцессора анализируются полученные данные.
Окно расчета варианта представлено на рисунке 5
Рисунок 5 — Окно задания варианта
Чтобы отобразить или скрыть отдельные панели инструментов, выберите Вид в Меню, Панели инструментов. Появится список всех панелей инструментов. Панели инструментов, отмеченные галочкой, видны на экране; а те, которые не отмечены, скрыты. Нажмите на имя панели инструментов, чтобы поставить (или наоборот убрать) галочку.
Дадим описание существующим панелям инструментов.
Панель инструментов Стандартная предоставляет инструменты для открытия варианта, его сохранения и вызова справки.
Панель инструментов Геометрия предоставляет инструменты для изменения способа отображения варианта в графическом окне.
Панель инструментов Режимы предоставляет инструменты дл манипулирования видом варианта в графическом окне и создания основных слоев визуализации полученных результатов.
Панель инструментов Виды содержит кнопки для управления видом.
Панель инструментов Расчет содержит кнопки для управления процессом расчета.
Панель инструментов Захват содержит кнопки для захвата изображения.
FlowVision имеет ряд настроек, которые устанавливаются одинаковыми для всех вариантов. Эти настройки называются Предустановки. Изменение одной из предустановок воздействует на все открываемые в программе варианты. Предустановки устанавливаются в Окне Предустановок, вызываемом из пункта ФайлàПредустановки главного меню.
Значения предустановок запоминаются в файле fv.ini, который создается в директории, откуда запускается FlowVision, при первом запуске программы. Если при запуске FlowVision такой файл уже существует, то предустановки загружаются оттуда.
Необходимо зайти в закладку Препроцессор и в Группе в дереве варианта поставить галочку напротив Показать всё – это позволит разложить геометрию в рабочим окне.
1 Этап. Создание области расчета («геометрии»). Под областью расчета понимается объем, в котором определены уравнения математической модели, и граница объема, на которой определены граничные условия. Следует отличать область расчета от физического объема, где определена (поставлена) задача обтекания. Расчетную область логично ограничить, чтобы границы не влияли на результаты расчетов.
 |
После создание модели расчетной модели средствами CAD систем. Запустите программу FlowVision и нажмите Создать для открытия нового варианта (выбираем файл диффузор.stl). |
Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:
Источник: studopedia.ru