Решение задачи фильтрации в ANSYS CFX

Для моделирования осаждения частиц на фильтре в ANSYS CFX можно использовать следующий подход. Для начала вам необходимо создать сетку с тремя связанными сеточными зонами, одна из которых будет описывать фильтр. Для этой сеточной зоны вы должны задать тип домена «пористое тело» (Porous Domain). Несущая фаза моделируется как сплошная среда (Continuous Fluid), а частицы — с помощью модели Лагранжевых частиц (Particle Transport Solid).

Для моделирования осаждения частиц необходимо создать дополнительный поддомен (Subdomain).

В закладке Fluid Sources найдите поле Absoption Diameter и укажите минимальный диаметр частиц, которые будут осаждаться на фильтре.

Все другие настройки определяются стандартным способом.

Удачного Вам моделирования!

С уважением, Денис Хитрых.

Загадочная страна Левант или неожиданные возможности ANSYS CFD-Post

Загадочная "страна" Левант. Автор: Большой Дэн, 2014.

Загадочная «страна» Левант. Автор: Большой Дэн, 2014.

Сегодня мы с вами закажем на десерт нашу любимую маслянистую горючую жидкость, состоящую из сложной смеси углеводородов и других химических соединений. Эта жидкость является достаточно уникальным природным продуктом, и мы до сих пор не знаем точных цифр ни о разведанных и неразведанных запасах этой жидкости, ни об уровне ее потребления.

Кто-то называет цифру в 3000 миллиардов баррелей, и мы склонны верить этим ноликам.

Учитывая современные темпы потребления, разведанной и неразведанной нефти нам хватит примерно на 100 лет. Это я говорю в 21-м веке, мои старшие коллеги говорили то же самое 50 лет назад. Получается, что нефть – это возобновляемый ресурс, или мы просто не умеем делать правильные прогнозы.

Если открыть любой новостной портал, то на главной странице будет висеть новость о загадочной организации ISIS. ISIS – это не древнеегипетская богиня Исида, а аббревиатура, обозначающая реальный географический регион, организацию и  «государство» – Islamic State of Iraq and Sham – Исламское государство Ирака и аль-Шама.

Европейскому уху слово Шам малознакомо, зато ему хорошо известно другое слово – Левант (Levant) – общее название стран восточной части Средиземного моря: Ливана, Сирии, Египта, Турции, Иордана, Палестины и Израиля.

Если эти названия вызывают у вас трепет и восхищение, то вы либо Госсекретарь США Джон Керри (любящий путешествовать по странам Ближнего Востока), либо выпускник «восточного» факультета МГУ (ИСАА).

Израиль в этом списке является не самым лакомым кусочком нефтегазового пирога (~800-900 миллиардов долларов), но даже там сегодня остро ощущается напряженность и опасность.

Левант нам не спасти, поэтому давайте забудем про глобальные проблемы, и вернемся к нашим великим инженерным будням.

Допустим, мы хотим мониторить в процессе счета в ANSYS CFX осредненное значение расчетной переменной в заданном сечении, которое не является сеточной зоной. Как это сделать?

Предположим, что наша плоскость параллельна плоскости Oxy и координата z = 0.35 м. Мониторить мы будем скорость (Velocity) и статическое давление (StaticPressure).

Создадим по старинке step-функцию, описывающую объем, в который «попадает» наша плоскость:

step1 = step((z - 0.300011100102288798666 [m])/1.0[m])*step((0.4001987276333629 [m] - z)/1.0 [m]).

Пусть вас не смущает большое количество знаков после запятой.

Далее необходимо создать две новых алгебраических переменных (Algebraic Additional Variables) для мониторинга скорости и температуры:

stepVel = step((z - 0.300011100102288798666 [m])/1.0 [m])*step((0.4001987276333629 [m] - z)/1.0 [m])*Velocity;
stepSP = step((z - 0.300011100102288798666 [m])/1.0 [m])*step((0.4001987276333629 [m] - z)/1.0 [m])*Static Pressure.

Теперь создадим точку мониторинга (монитор) для осредненного значения скорости:

MONITOR POINT: Vave
Expression Value = volumeInt(stepVel)@Default Domain/volumeInt(step1)@Default Domain
Option = Expression
END

Аналогичный монитор SPave необходимо создать и для статического давления.

Рассмотренный алгоритм осреднения расчетных переменных является достаточно точным и дает погрешность ~0,05 – 0,1%.

Удачного Вам моделирования!

Неструктурированная сетка для фрагмента центробежного колеса в ICEM CFD

Автор: Большой Дэн, 2014.

Автор: Большой Дэн, 2014.

Сегодня мы рассмотрим с вами пример использования ANSYS ICEM CFD для построения гибридной сетки на основе тетраэдров и призм.

Ранее мы много писали о блочных сетках на основе гексаэдров, но их генерация является достаточно трудоемким процессом, так как сопряжено с большим количеством ручных операций.

Процесс генерации тетраэдральных сеток хорошо автоматизирован в ICEM CFD, поэтому начинающие пользователи всегда отдают предпочтение сеткам этого типа.

В качестве объекта мы решили выбрать нефтяной насос центробежного типа. Его геометрия максимально упрощена, что должно облегчить процесс создания расчетной сетки.

Урок рекомендуется начинающим пользователям, которые только начинают знакомиться с ANSYS, и не знают с чего начать.

Геометрию насоса в формате ICEM CFD и презентацию с описанием урока вы можете скачать здесь:

Удачного Вам моделирования!

Расчет многокомпонентного потока в циклонном сепараторе

CycloneОтносительно недавно мы рассмотрели  с вами валидационную задачу по расчету циклонного сепаратора. Наши бразильские коллеги из компании ESSS выполнили серьезную методическую работу, результаты которой должны помочь вам решить подобную задачу в более упрощенной постановке.

Учитывая, что у вас невсегда хватает времени на самостоятельную проработку подобных задач, мы решили разработать для вас небольшой мастер-класс по расчету модели циклонного сепаратора в ANSYS CFX.

В наш сепаратор будет поступать двуфазный поток «воздух-вода» с твердыми частицами песка.

Размерность сетки будет небольшой, поэтому вы сможете запустить задачу даже на относительно слабом компьютере. Сетка уже построена в ANSYS Meshing.

Все рабочие файлы находятся в архиве по этой ссылке:

Удачного Вам моделирования! Аргентина — чемпион мира!

Калибровочные расчеты сепараторов циклонного типа в ANSYS CFX

ГидроциклонВ настоящее время в связи с обострением экологических проблем приобретает особую актуальность создание эффективных центробежных сепараторов для разделения газожидкостных потоков с твердыми включениями применительно к процессам очистки сточных вод, газовых выбросов и пр.

Особый интерес к исследованию возможностей циклонного разделения эмульсий возникает и на втором этапе нефтедобычи, когда для ее интенсификации используются различные искусственные методы (добавка химических реактивов, законтурное обводнение и т. д.). В этих случаях увеличивается наличие жидких примесей, как в самой нефти, так и в жидкостях, содержащих нефть.

Одним из перспективных аппаратов для разделения газожидкостных потоков являются гидроциклон.

Гидроциклоны просты по конструкции, компактны, высокопроизводительны, дешевы в изготовлении; в них отсутствуют вращающиеся детали и узлы.

В презентации приводятся результаты численного моделирования течения газожидкостного потока с твердыми включениями в сепараторе циклонного типа.

Читать далее

Строим O-сетку. Часть 2. Трубы и коллекторы.

Труба, уходящая в бесконечностьВо второй части мастер-класса, посвященного генерации О-сеток, мы рассмотрим несколько примеров, в которых фигурируют исключительно трубы и коллекторы. Это совсем небольшой мастер-класс, который отнимет у вас не более 10-20 минут рабочего времени, включая выполнение самостоятельного задания.

Параметрический гидравлический расчет коллектора и задача оптимизации

optimizationANSYS Workbench, как единая интегрирующая расчетная платформа, предлагает удобные и эффективные инструменты для постановки многовариантных параметрических расчетов и решения задач оптимизации.

Для демонстрации расчетных возможностей ANSYS Workbench мы выполним параметрический гидравлический расчет коллектора и оптимизируем положение основного подводящего патрубка для минимизации потерь давления в коллекторе.

В качестве гидрогазодинамического пакета мы будем использовать ANSYS Fluent.

Результаты параметрических расчетов можно визуализировать на экране и отобразить в виде графиков, диаграмм и т. п.

Проанализировав результаты многовариантного расчета, можно на основе определенных критериев выбрать наиболее оптимальный вариант конструкции коллектора. Это не всегда удобно и эффективно.

Поэтому ANSYS предлагает более мощный инструмент для анализа результатов многовариантных расчетов.

Используя метод планирования эксперимента (Design of Experiments – DOE) и один из методов оптимизации, можно автоматически исследовать пространство проектных параметров и выбрать соответствующие проектные параметры для получения минимальных потерь давления в коллекторе.

Следите за обновлениями на сайте.