Анонс мастер-классов на сайте cfd-blog-ru на 2016 год.

Дорtimeогие друзья и коллеги!

До конца текущего года мы планируем подготовить четыре мастер-класса по применению программного комплекса ANSYS CFD для моделирования многофазных потоков и решения нестационарных задач (мы рассмотрим основные проблемы, с которыми сталкиваются начинающиеся пользователи, и немного погрузимся в мир программирования и кастомизации ПО).

Кроме того, мы научимся определять многоступенчатые реакции для моделирования химических процессов в промышленных химических реакторах. Исследуем капиллярные эффекты и продегустируем молодое вино.

И, наконец, доведем до логического завершения наш мастер-класс по расчету ветрогенератора.

Надеемся, что ничто не помешает нашим grandиозным планам.

Напоминаю всем, что по техническим причинам у нас временно не работала форма «Обратной связи».

С уважением, Денис П. Хитрых,
АО «СимуЛабс».

Обновления и улучшения в ANSYS 17.0 (продолжение)

Продолжаем знакомиться с новыми возможностями ANSYS CFD версии 17.0. И снова начнем с флагманского продукта CFD-линейки ANSYS — с пакета ANSYS Fluent.

Генератор отчета (Report Definitions) в Fluent
В новой версии Fluent 17.0 произошла консолидация возможностей пакета по мониторингу процесса сходимости и анализу результатов расчета на основе оценки локальных и интегральных характеристик. Другими словами, Fluent приблизился или повторил идеологию ANSYS CFX, который предлагает удобный и расширенный функционал для мониторинга процесса сходимости, в том числе с использованием CEL-выражений. Предполагается, что функции CEL в Fluent будут выполнять хорошо известные нам Custom Field Functions.

Подвижные стенки (Moving Walls)
В Fluent появится аналог «подвижных стенок» CFX. Таким образом, мы сможем определить закон движения стенки (поверхности) без использования UDF (пользовательского программирования).

moving

Если говорить о моделировании движения твердого тела в целом, то в 17-й версии Fluent появится возможность определять движение твердого тела (Rigid Body) относительно движения локальной системы координат, связанной с заданной поверхностью (referenced zone).

Проверка перекрытия сеточных зон на интерфейсах 
Для анализа перекрытия сеточных зон на интерфейсах (например, «ротор-статор») в Fluent появится новый инструмент. Процент перекрытия сеточных зон можно будет визуализировать с помощью переменной Interface Overlap Fraction.

Новая технология Overset Mesh
При расчете шестеренчатых насосов, редукторов и др. подобных объектов требуется перестраивать расчетную сетку через определенное количество итераций, чтобы избежать появление ячеек сетки с отрицательным объемом, сильно скошенных ячеек и т. п.  Часто это является критическим этапом при моделировании подобных задач.

oversetДля устранения подобных проблем ANSYS интегрировал в 17-ю версию технологию «суперпозиции» сеточных областей, которая получила название Overset Mesh.

Демонстрация работы метода Overset Mesh показана на рисунке слева.

Adjoint Solver (метод сопряженных градиентов)
В версии 17.0 функционал Adjoint Solver будет расширен до возможности моделирования сжимаемых потоков. Кроме того, появилась возможность задавать более реальные ограничения с точки зрения конечной топологии геометрии. Т. е. теперь мы не будем ограничены только геометрией типа параллелепипед, а сможем задавать более сложную геометрию на основе поверхностей, импортируемых в формате STL.

Кроме того, улучшения коснулись процесса генерации контрольных точек. Теперь этот процесс полностью автоматизирован. Fluent самостоятельно генерирует «робастное» распределение контрольных точек на основе метода Binary Space Partitioning.

«Журналирование»
Этот раздел я назвал «журналирование», но фактически речь идет не о файлах с расширением *.jou, а о transcript-файлах, в которые пишется более детальная информация о входных и выходных данных. В 17.0 версии она будет доступна через отдельно графическое окно непосредственно в окне Workbench. Так же мы сможем выводить на экран векторное или контурное распределение расчетных переменных (изображения). которые мы заранее определили в интерфейсе Fluent.

Фактически это еще один способ мониторинга процесса сходимости задачи Fluent.

CFX и System Coupling
На сегодня это все. Но как и вчера, надо закончить на мажорной ноте. Спешу порадовать всех пользователей ANSYS CFX и инженеров, выполняющих многодисциплинарные расчеты. В версии 17.0 мы сможем организовать двустороннее взаимодействие ANSYS CFX и Mechanical на основе System Coupling!

systemcouplingВ текущей версии этот функционал будет немного ограниченным. Например, нельзя будет передавать «температурные» нагрузки. Но разработчики обещают, что все ограничения будут устранены уже в версии 17.1.

KhitrykhDP

 

С уважением, Денис Хитрых.

Обновления и улучшения в ANSYS 17.0

Сегодня я опубликую первую часть материала, которая относится к обновлениям и улучшениям в ANSYS версии 17.0. На данный момент мы завершаем этап тестовой эксплуатации программных продуктов ANSYS, Inc., поэтому информации накопилось вполне достаточно, чтобы она стала доступной нашим пользователям.

Начнем с линейки газодинамических пакетов ANSYS, Inc.

Параллельные вычисления (HPC)
Традиционно основные усилия разработчиков направлены на улучшение масштабируемости CFD-пакетов. Версия 17.0 не стала исключением в этом отношении. Так, например, решатель ANSYS Fluent в тестовом расчете промышленной камеры сгорания показал 90%-ю масштабируемость на 129000 ядрах. Или, например, в другом тесте (задача размерностью ~130 млн. ячеек) были продемонстрированы существенные улучшения в 64-битной версии METIS алгоритма для декомпозиции расчетной модели: время декомпозиции на 512 ядрах сократилось с 35 минут до 15 секунд, т. е. в 900 раз!

Кроме того, в Fluent 17.0 появилась опция Model-Weighted Partitioning, которая улучшает балансировку (равномерную загрузку) отдельных узлов кластера при решении таких задач как, моделирование процессов горения, течения со свободной поверхностью (VOF) и пр.

Так же улучшения коснулись задач, в которых используются подвижные (динамичные) сетки. В тестовой задаче расчета ДВС (с подвижными клапанами/пистонами) было получено увеличение производительности решателя Fluent (на 384 ядрах)  на 55% в сравнении с версией 16.0.

Если говорить о CFX, то здесь все успехи в направлении HPC связаны с моделированием течения в лопаточных машинах с использованием нестационарного интерфейса «ротор-статор» (transient rotor-stator, TRS).

Во-первых, получено сокращение времени моделирования подобных задач (до сходимости) в среднем на 20%. Во-вторых, разработчикам удалось эффективно распараллелить подобную задачу на 1024 ядрах (прошлый «рекорд» для версии 15.0 равнялся 512 ядрам).

И еще немного статистики. При решении стандартной задачи внешней аэродинамики время сократилось в среднем на 40% (на 4096 ядрах); при моделировании течения «газа» во внутреннем тракте ДВС — на 30%.

Наконец, еще одно улучшение в CFX связанно с существенным сокращением времени на чтение-запись (I/O) при решении задач экстра большой размерности (с большим количеством интерфейсов и т. п.). В среднем время на чтение-запись сократилось в 4 раза.

Источники в ANSYS CFX
В задачах с большим количеством источниковых членов (source points), которые раньше считались условно «неподъемными», также были достигнуты значительные успехи. Решатель ANSYS CFX продемонстрировал рост производительности в среднем в 2 раза. Аналогичный тренд мы наблюдаем в задачах, в которых используется радиационная модель Монте-Карло (Monte Carlo). Там решатель CFX «ускорился» приблизительно в 3 раза.

Сходимость задачи
Поговорим немного о сходимости задач. Например, для AMG в версии Fluent 17.0 при использовании pressure-based coupled решателя по умолчанию предлагается применять Conservative Coarsening метод для улучшения сходимости задачи. Результаты тестов показывают, что сходимость задачи (при тех же самых критериях сходимости по невязкам) улучшилась ~ в 1,5 раза, т. е. количество итераций сократилось в 1, 5 раза. Особенно этот эффект ярко проявляется при использовании полиэдральных ячеек.

Изменения в GUI ANSYS Fluent
Если говорить об изменениях в GUI Fluent, то разработчики не перестают нас удивлять своими инновациями и непривычными ходами. Для меня стало неожиданностью появление «ленты» (вкладки) в закладке Solving вместо выпадающего меню. Выглядит она так, как показано на рисунке ниже. Я был вынужден немного размазать рисунок, чтобы не нарушать политику конфиденциальности.

solving

Постпроцессор ANSYS CFD-Post
А завершить свое выступление я решил на мажорной ноте. Любые результаты моделирования надо где-то обрабатывать и анализировать. Поэтому я поделюсь с вами двумя интересными нововведениями в CFD-Post.

Во-первых, теперь в 17.0 мы сможем в режиме реального времени (во время итерационного процесса) просматривать текущие результаты в CFD-Post!

Во-вторых, пользователь сможет импортировать STL-геометрию в постпроцессор CFD-Post и использовать ее при обработке результатов и  для визуализации результатов.

На этом все. Завтра продолжим знакомиться с обновлениями в ANSYS версии 17.0.

KhitrykhDP

 

С уважением, Денис Хитрых.

 

С наступающим Новым 2015 годом, Россия!

ДирижабльСегодня мы на один день забудем про ANSYS и поздравим всех россиян и им сочувствующих с наступающим Новым годом и Рождеством.

Россия — великая страна, поэтому и проблемы и вопросы, которыми она озадачена, тоже большие и великие. И главный наш вопрос — это вопрос о национальной идее и идентичности.

Этот вопрос имеет долгую и драматическую историю.  Он важен как для общества и страны в целом, так и для отдельного человека и гражданина.

Получив ответ на этот вопрос, мы сможем осознать  свои цели в жизни и сформулировать основополагающие ценности, как в духовно-нравственной и культурной жизни страны, так и в ее экономической деятельности.

Очевидно, что современная Россия – это государство без государственности, это культура с уничтоженной духовно-нравственной базой, и это экономика, плохо приспособленная к созиданию и стабильному развитию. Согласен, что это утверждение носит несколько субъективный характер, и в жизни нашей страны есть очень много положительных моментов, но не так много, как она того заслуживает.

Поэтому в 2015 году мы постараемся вместе с вами  сформулировать и разработать на методическом уровне новый тип экономики – духовно-нравственную экономику. Если говорить о культуре,  то мы найдем основные ключи и инструменты, чтобы вернуть ее жизнеспособность.  А государство будет исполнять только свои исходные базовые функции:  функцию защиты граждан от внешней агрессии (военной и экономической)  и функцию управления внешнеполитической деятельностью. Все остальные ее функции, относящиеся к внутренней жизни страны, будут переданы в руки т. н. «местного» самоуправления, которому мы придадим новый смысл и наполним новым содержанием.

Национальная идея страны будет построена на четырех основных принципах: Созидание, Совершенство/-вание, Совесть и Разум (сокр. СССР).

Другими словами, деятельность страны, государства  и гражданина будет связана с созданием (созиданием) нового «Продукта» (или Идеи) и экспансии этого продукта на весь мир (здесь «Продукт» безусловно имеет множественное число и относится ко всем сферам деятельности человека).

Для того, чтобы этот продукт был конкурентоспособным на внешнем рынке, он должен быть «Совершенным» («идеальное» соотношение «цена-качество-потребительские характеристики»). Он также должен отвечать интересам потребителя и предвосхищать (не обманывать) его желания и ожидания  – это относится к категории «Совесть».   И, наконец, он должен быть «умным», т. е. высокотехнологичным – это и есть раскрытие категории «Разум».

И, самое главное, ни революция (внешняя или внутренняя), ни правильные лозунги или директивы сверху, «измы» и т. п. — не способны что-то кардинально изменить в жизни нашей страны. Только внутреннее самосовершенствование и саморазвитие способны принести пользу лично вам, обществу и стране, в которой вы родились, живете и работаете.

Все в ваших руках, будьте оптимистами и не бойтесь перемен. А для заряда бодрости, рекомендую почитать вам замечательную книгу Виктора Франкла — «Сказать жизни «Да».

Всех с наступающих Новым годом и светлым праздником Рождества Христова!

С уважением, Денис П. Хитрых.

Секретная карта Пентагона

Я долго не мог понять, какими картами пользуется Джен Псаки, когда проводит свои брифинги для прессы (ну уж точно не игральными). И как может угрожать Сибирь Соединенным Штатам Америки? Тогда я обратился к своему коллеге из СВР (в прошлом ПГУ КГБ), и он прислал мне секретную карту Пентагона. И всё сразу встало на свои места.

Map of SIBERIA

Карта снималась Миноксом дрожащей рукой, поэтому снимок получился немного размытым. Но это простительно: первая командировка, три ночи без сна — у дочки режутся зубки. Удачи вам, товарищ капитан. И большое спасибо Большому Дэну и американским картографам за занимательную географию.

Удачного Вам моделирования!

Постановка задачи оптимизации геометрии коллектора

ОптимизацияЕсли вы успешно выполнили все инструкции предыдущих уроков по гидродинамическому расчету коллектора, то смело можете перейти к изучению завершающей части этого мастер-класса.

Сегодня мы научимся редактировать таблицу расчетных вариантов в ANSYS Workbench и изучим специальный инструмент для анализа результатов многовариантных расчетов — метод DOE (детерминированный метод планирования эксперимента).

Используя DOE-результаты можно быстро подобрать наиболее оптимальный вариант конструкция коллектора, т. е. решить задачу оптимизации.

P. S. Это будет последний мастер-класс на этой неделе, посвященный ANSYS. Мы еще поговорим немного о шпиономании и популярных шпионских гаджетах, и уйдем в небольшой творческий отпуск.

Гидравлический расчет коллектора в ANSYS Fluent. Часть 2

Коллектор_Fluent.

Коллектор_Fluent.

Во второй части учебного примера «Параметрический гидравлический расчет коллектора в Fluent» мы cгенерируем расчетную сетку в ANSYS Meshing и определим все необходимые граничные условия в препроцессоре ANSYS Fluent.

Для генерации сетки перейдите в раздел Mesh шаблона проекта. Прежде всего, необходимо отредактировать настройки панели Details of Mesh. Определите основные опции этой панели следующим образом: PhysicsPreference = CFD; Solver Preference = Fluent; Use Advanced Size Function = On: Proximity and Curvature.

Далее нажмите правой кнопкой мыши на раздел Mesh в дереве проекта и в появившейся панели выберите Insert -> Inflation. Затем выберите мышкой все необходимые поверхности и определите настройки панели Details of “Inflation” в соответствии с рисунком.

Inflation_пристеночный слой призм

И, наконец, выполните команду Mesh -> GenerateMesh.

Все дальнейшие шаги по постановке задачи описаны в презентации, которую вы можете скачать по этой ссылке:

N. B. В ближайшее время мы опубликуем третью часть урока. Мы также постараемся вернуть все долги и опубликовать ранее анонсированные уроки и материалы. Обязательно пишите нам о «битых» ссылках и других неточностях и ошибках на сайте. Мы всегда открыты для диалога, но иногда испытываем реальный дефицит времени.