Здравствуйте!
Подскажите, пожалуйста, в чем может быть дело.
Никак не могу получить приемлимые уровни невязок.
Задача следующая:
Имеется осевое рабочее колесо насоса. Частота вращения 3000 об/мин, расход 0.75 м3/с.
Рабочая жидкость - вода при температуре 190 С (плотность 876 кг/м3 и динамическая вязкость 1,418*10(-4) Па*с (очень низкая)).
Граничные условия: на входе полное давление, на выходе расход; шаг по времени localtime scale = 5. (физический тоже использовал).
Из за высокой частоты вращения относительная скорость жидкости вдоль лопастей устанавливается очень высокой: порядка 70 - 80 м/с. В купе с очень низкой вязкостью образуется очень тоненький пограничный слой и как следствие большие значения y+. Что бы удовлетворить требуемым значениям y+ (для модели k-eps это менее 300) приходится сильно сгущать сетку у стенок. Так, толщина первого слоя сетки около 2*10-5 м.
В результате всего описанного уровни средних квадратичных невязок устанавливаются на отметках (2...4)*10-4 примерно за 60 -70 итераций. Максимальные невязки на 2 порядка больше.
Что интересно, если сильное сгущение возле стенок убрать в ущерб y+ то процесс прекрасно сходится за 100 - 120 итераций. Средние значения падают ниже -5 степени.
Какие выводы можно из этого сделать? Заранее спасибо всем.
Sema, вы же начали борьбу с этим явлением: http://www.cae-club.ru/comment/4415#comment-4415.
Зачем новую тему заводить-то?
Каковы успехи по применению рекомендаций?
По поводу сгущения. Вы дополнительные элементы добавляете? А то, размер первого элемента уменьшили, а число узлов к стенке оставили прежним (увеличился коэффициент роста, рекомендую не более 1.3 делать) или вдоль профиля - увеличился Aspect Ratio (не более 100, максимум 300).
В том то и дело, что прошлые рекомендации не привели к положительному результату(((
Конечно я делаю плавное сгущение. Сетка выполняется в TurboGrid. Если делать сетку в ICEM то сходится еще хуже. Сетка получалась удовлетворительной по основным критериям качества в обоих генераторах.
Если в 14.5 версии делали - выкладывайте исходную геометрию и *.cfx-файл. Посмотрю.
Я делаю в 14-ой.
Я тут для себя открыл еще один фактор, влияющий на сходимость - Blend factor. Установив значение этого фактора в 0.8 процесс сошелся, однако y+ получился довольно большим. Пришлось опять сгущать пристеночный слой. В итоге получилось около миллиона элементов, а процесс решения вылетает на 100 - 120 итерации. причем "вылет" происходит раньше на сетке, созданной в ICEM. Aspect Ratio , о котором Вы говорили стал достигать значений 1000 и более (это на сетке из Turbogrid).
Что сделать, что бы этот параметр уменьшить, если генерировать сетку в Turbogrid (в ICEM он получается около 400)? Почему сгущение пристеночного слоя обрушает процесс решения?
Выкладывайте.
По поводу сгущения и, если правильно понял, одновременного роста Aspect Ratio. Сами подумайте, для каждого контрольного объёма сводится баланс приходящий-исходящих через границы расходов, энергий, импульсов... А как свести баланс через две поверхности если одна больше другой в 1000 раз? Через такую "дыру" что угодно и сколько угодно войдёт и выйдет! Вот и расчёт в разнос уходит...
Похоже, выложить проект не успеваете (я могу только завтра на работе посмотреть, а потом - выходные). Тогда сделайте презентацию: виды сетки на входной и выходной кромках, вдоль профиля и по высоте лопаток.
Я сделал изображения моих сеток, полученных в ICEM и TurboGrid.
http://www.cae-club.ru/files/setki
Действительно, пристеночные элементики оказались очень "сплющенными". Толщина пристеночного слоя составляет примерно 2*10(-5) м , а протяженность грани во много раз больше. Так что же выходит, мне нужно подгонять размеры поверхностей пристеночных призм под ее высоту - под 2*10(-5) м? Должна получиться примерно равносторонняя призма? В таком случае получатся десятки миллионов элементов!!!, и обычным ПК тут не обойтись)
Визуально, сетка - нормальная, даже Aspekt Ratio не должен быть больше 500. Когда речь шла об ICEM, я думал вы блочную топологию использовали и гекса-сетку.
Попробуйте в ICEM сделать блочную топологию и гекса-сетку. Примеры можно в Интернете найти (http://www.youtube.com/watch?v=mgjRT4WY_iA). Первый элемент сделайте 20 мкм (как и раньше). По входной и выходной кромкам узлов 10-15 положите, по профилю - 40-60, и по высоте примерно столько же. Для начала моделируйте без радиального зазора - сильно жизнь упростит :).
Начнём двигаться дальше: опишите, какие свойства задавали для доменов? А свойства воды как моделировали?
Выложите между делом геометрию (описывающую домены) в формате парасолид (*.x_t).
Над освоением ICEM и гекса-сетки начал работать. Посмотрим что получится.
Домен вращающийся с частотой 3000 об/мин. Модель турбулентности k-e. Стационарная постановка. Теплообмен не учитывается.
В свойствах материала задавал плотность и вязкость воды для моих параметров (температура 190 С, давление 144 м), остальные свойства воды отключаю.
Геометрию выложу позже - она на другом компе.
Кстати, при генерировании сетки в ICEM meshing ранее я делал 12 призматических слоев для пограслоя, и процесс не сходился. Сейчас же, я решил сделать 5 слоев при неизменной толщине первого, и процесс неплохо сошелся с требуемым y+. От сюда вопрос: сколько рекомендуется для модели k-e делать слоев?
"Теплообмен не учитывал" - т.е. не используете Total Energy и не учитываете тепловыделение от трения? Думаю, зря.
Рекомендаций по поводу количества слоёв для той или иной модели турбулентности я не встречал. В то же время рекомендуют делать не менее 20 слоёв (но это для воздушных компрессоров). Может, какой-то эффект для воды существует?
Можете ещё свойства воды подправить. Сделать зависимыми от температуры (если есть табличные данные или формулы).
Добавить комментарий