Мониторинг результатов во время итерационного процесса в ANSYS CFD-Post 17.0

Велосипед2Сегодня мы продолжим знакомиться с новыми возможностями пакета ANSYS CFD версии 17.0. Ранее мы уже анонсировали основные обновления текущей версии этого газодинамического пакета. В частности, упомянули о том, что появилась возможность просматривать результаты моделирования во время итерационного процесса непосредственно в ANSYS CFD-Post.

Совсем недавно компания ANSYS, Inc. выпустила инструкцию, в которой детально описывается как использовать данную возможность. Предлагаю вам вместе со мной пошагово пройти все рекомендации, изложенные в этом документе.

Шаг 1. Создаем плоскость или изоповерхность в CFD-Post. Сохраняем её в формате CSV. Для этого используем команду File → Export. Обратите внимание, что мы экспортируем только геометрическую информацию.

step0

Шаг 2. В препроцессоре CFX-Pre создаем пользовательскую поверхность. Для этого используем команду Insert a user surface → From file и указываем путь до файла CSV.

Шаг 3. В закладке Output Control создаем новый монитор: Monitor → Monitor Surfaces → Create a Monitor surface 1. Выбираем переменную, которую будем мониторить (на рисунке это объемная концентрация «масла»). Указываем поверхность,  с которой мы снимаем (визуализируем) результаты.
step2

Настраиваем задачу и запускаем её на решение.

step3

Читать далее

Создание новых поверхностей на базе контурной заливки в CFD-Post

Сегодня я расскажу вам о том, как построить дополнительные поверхности для обработки результатов моделирования на основе контурной заливки. Вопрос пришел на мою личную почту от Виктора З. Для этого мы воспользуемся старым «дедовским» способом, проверенным временем.

airfoi_3В качестве геометрии я буду использовать профиль S809. Он применяется при исследовании и проектировании лопастей горизонтальных ветряных турбин. Моя маленькая дочка, которую я приобщаю к инженерному делу, называет его «китообразным». И в этом есть своя правда.

Сама идея схематично показана на рисунке ниже.

airfoil

Создаем новый «контур» на основе аэродинамических поверхностей. В качестве переменной используем переменную z. Количество контуров соответствует количеству новых дополнительных поверхностей. В нашем случае — 2 контура-поверхности (но в поле # of Contours необходимо вбить значение равное 3).

counter

Читать далее

Как вывести на одном графике результаты моделирования и экспериментов в CFD-Post

Сегодня мы рассмотрим вопрос-пятиминутку, который звучит следующим образом: как вывести на одном графике результаты моделирования и экспериментов в ANSYS CFD-Post?

Для этого следует использовать стандартные средства  CFD-Post. Т. е. если вы хотите «наложить» один график на другой, вам необходимо создать просто две отдельные Data Series в панели Chart.  В первой вы используете, например, Polline в качестве базовой кривой. Во втором случае при создании Data Series вы используете данные, считываемые из CSV-файла.

CSV — это текстовый формат, который предназначен для представления табличных данных. Каждая строка файла представляет собой одну строку таблицы. Значения отдельных колонок разделяются разделительным символом, например, запятой. Ниже показан пример подобного файла, который вы можете подготовить в любом текстовом редакторе.

csv

На следующем рисунке показано как заполнять поля Data Series для экспериментальных точек. Вместо Location вы используете опцию File и указываете путь до директории, в которой хранится CSV-файл с данными экспериментов. А дальше действуете обычным образом.

data

import

Можно поступить еще проще. Внизу панели Data Series присутствует кнопка [Export]. Она предназначена для сохранения любого графика, построенного с помощью инструмента Chart, в формате CSV. И как я уже говорил ранее, этот файл вы можете открыть в  Notepad++, MS Excel и т. п.

С уважением, Денис Хитрых.

Экспорт граничных условий посредством CFD-Post

При переносе граничных условий (эпюр давления, скорости и пр.) с выхода на вход, может наблюдаться  небольшая разница по массовым расходам (на уровне 1-2%) для исходного варианта и варианта с «профильными» граничными условиями (ГУ).

Для начала, при генерации «профильного» ГУ, укажите тип экспортируемых переменных — conservative.

По умолчанию, препроцессор CFX переносит экспортированные значения расчетных переменных на центры ячеек, а не на узлы. Чтобы этого избежать, вам необходимо переопределить значение экспертного параметра use bip velocity на «false».

Таким образом, вы уменьшите дисбаланс по расходам.

С уважением, Денис Хитрых.

Удачного вам моделирования!

Расчет углов падения/отражения частиц в Fluent

линейкаРассмотрим типичную ситуацию, характерную для большинства коммерческих и открытых CFD-кодов: пакет выполняет вычисления определенных переменных, градиентов и пр., но при этом не сохраняет их значения для последующей обработки в постпроцессоре.

Подобную ситуацию мы можем наблюдать, например, при расчете углов падения/отражения частиц при взаимодействии со стенкой в ANSYS Fluent:  углы вычисляются, но информация об их значениях не сохраняется в файлы результатов.

Доступ к этой информации можно получить с помощью соответствующих предустановленных UDF-макросов: DEFINE_DPM_EROSION и DEFINE_DPM_BC (подробнее см. документацию).

С другой стороны, косинус угла падения можно вычислить по формуле  cos_a = NV_DOT(A,V)/(NV_MAG(A)*NV_MAG(V)). Тогда угол падения Alpha равен acos(cos_a). Здесь A — площадь поверхности, с которой взаимодействует частица;  V  — вектор скорости частицы.

Удачного Вам моделирования!

С уважением, Денис Хитрых (Директор R&D Центра SimuLabs4D).

Работаем с «мониторами» в ANSYS Fluent и CFX

monitorСегодня мы рассмотрим несколько вопросов, которые поступили в службу технической поддержки ANSYS, Inc. и КАДФЕМ за последние два месяца.

5 из 6 вопросов будут касаться мониторинга данных в ANSYS Fluent и ANSYS CFX в процессе расчета и после его завершения.

Первый вопрос относится к мониторингу массового расхода на внутренних сеточных зонах (поверхностях) в ANSYS Fluent. Традиционные инструменты мониторинга ANSYS Fluent позволяют получать информацию о расходах только на внешних поверхностях, на которых мы обычно определяем граничные условия. Поэтому для решения данной проблемы следует использовать пользовательские функции (Custom Field Functions – CFF). Для создания CFF перейдите в раздел меню Define -> CFF.

Создайте сначала выражение вида xcomp = x_face_area/(sqrt(x_face_area^2 + y_face_area^2 + z_face_area^2)). Затем по аналогии с xcomp создайте еще два выражения ycomp и zcomp, соответственно.

Теперь расход можно определить через выражение вида m = density*(Vx*xcomp + Vy*ycomp + Vz*zcomp).

Далее используйте это выражение при расчете поверхностного интеграла: Report -> Surface Integral.

Второй вопрос связан с гибридной инициализацией задачи при запуске ANSYS Fluent посредством Workbench. К сожалению, в текущей версии Fluent подобная возможность отсутствует. Поэтому мы воспользуемся следующим подходом. Сначала выполним стандартную инициализацию расчетной модели, а затем воспользуемся командой текстового интерфейса (TUI) вида /solve/initialize/hyb-initialization и далее “Case Modifications” – “Original Settings”.

Читать далее

Визуализация структуры декомпозированной расчетной области в CFD-Post

RPNПри выполнении расчётов  в распределённом режиме на основе нерегулярных сеток используются как геометрические методы декомпозиции данных, так  и методы декомпозиции, основанные на разбиении графов, отображающих физическую структуру расчетной сетки.

При геометрической декомпозиции расчетная область разбивается на N-ое количество вычислительных подобластей, каждая из которых обрабатывается отдельным процессорным ядром.

Методы, разработанные для  применения на нерегулярных сетках, являются универсальными, поэтому они часто используются и в вычислениях на регулярных (структурированных) сетках.

Структуру декомпозированной расчетной области можно визуализировать в CFD-Post непосредственно после завершения вычислительного процесса. Для этого можно, например, построить плоскость (в «симметричной» задаче можно использовать плоскость симметрии)  и залить ее полем переменной Real partition number (RPN). Или вывести распределение переменной  RPN на стенке/-ах.

Для более четкого отображения границы между вычислительными подобластями можно использовать изоповерхности (Isosurface). В поле Value вы должны задать номер подобласти.

Для предварительного просмотра структуры декомпозированной расчетной области в CFD-Post следует применять несколько иной подход.

Сформулируйте задачу обычным способом. Отключите решение основных уравнений. Укажите 1 итерацию для решения. В закладке Output Control выберите переменную для записи Real Partition number. И не забудьте включить опцию ‘Include mesh’. В противном случае, при попытке открытия res-файла в CFD-Post, программа выдаст ошибку “Error reading number of domains…”.

Запустите задачу на решение. Дальше вам необходимо будет загрузить res-файл и повторить все действия, что и при стандартном способе.

Кроме того, перед запуском задачи на решение, CFX-Solver формирует файл с расширением *.par. Если объединить этот файл с def-файлом, то получится «стандартный» res-файл, который можно открыть в постпроцессоре CFD-Post для визуализации структуры декомпозированной расчетной области.

Для объединения par-файла с def-файлом в Windows используйте команду copy /b filename.def + filename_001.par newfilename.res.

В Unix применяется команда вида сat filename.def filename_001.par > newfilename.res.

Если вы используете Fluent 16.0, то декомпозированные подобласти вы можете визуализировать с помощью закладки Contours в дереве модели (слева). В Contours of укажите Cell Info… И выберите переменную Active Cell Partition.

cell patПример «неудачной» декомпозиции показан на рисунке снизу.

PN

Удачного Вам моделирования!