Перед началом работы настоятельно рекомендуем ознакомиться с правилами форума.

Проблема с построением сеточной модели в сопле и области истечения

EFox
Аватар пользователя EFox

Уважаемые эксперты, подскажите пожалуйста как подступиться к решению вот такой (см. рис.), свиду несложной, задачи.

Расчеты в ANSYS не моя стихия, может быть поэтому проблемы начинаются сразу на этапе построения сетки, которая должна иметь очень разный масштаб в кольцевой щели (один из вариантов h=0,52мм) и в остальной расчетной области. Качество сетки, в свою очередь, значительно влияет на результаты расчета.

Возможно ли в принципе получить хорошую сетку средствами Meshing или лучше сразу в ICEM CFD? Возможно также будет целесообразно разделить задачу на части?

ANSYS Workbench представляет широкий функционал для решения самых разных задач, однако, не зная пути, бродить тут можно вечно, поэтому любые советы будут полезны.

Заранее большое спасибо за ваше участие.
 

Kirill Pestov
Аватар пользователя Kirill Pestov

Здравствуйте.

Не вижу принципиальных трудностей при построении сетки в Meshing. Делаете локальное измельчение сетки в узком зазоре при помощи инструмента sizing и все. Какое качество сетки по skewness и orthogonal quality получается?

В ICEM можно построить, но это займет больше времени, так как блочную структуру придется создавать руками. Зато вы сможете выиграть в скорости расчета, так как размерность гексаэдрической сетки будет меньше, чем модели состоящей из тетраэдров. С другой стороны, если у вас имеется хороший сервер, то тратить время на создание гексы, на мой взгляд, нецелесообразно.

EFox
Аватар пользователя EFox

Здравствуйте.

Большое спасибо за ваш ответ.

Вот несколько вариантов применения предложенного подхода. Интересует ваше экспертное мнение о пригодности таких сеток для расчетов. На рисунках приведены фрагменты расчетной области в окрестности зазора.

Здесь 1 - без применения Body Sizing (порядка 2.2млн элементов); 2 - Element size 0,05 мм (порядка 7.5млн элементов); Element size 0,04 мм (порядка 14млн элементов)

Далее показатели skewness и orthogonal quality​​​​​​​:

 Element size 0,05 мм (порядка 7.5млн элементов)

​​​​​​​ ​​​​​​​

 

Element size 0,04 мм (порядка 14млн элементов)

​​​​​​​ ​​​​​​​

Значительных расчетных мощностей в моем распоряжении, к сожалению, нет, поэтому очень актуален вопрос как найти такую сетку, которая обеспечит приемлемую точность/скорость расчетов?

Имеет ли смысл разделить задачу, отдельно посчитать зазор, отдельно - все остальное? И как в таком случае связать ГУ одной задачи и другой?

 

Заранее спасибо за ваши ответы.

 

 

Kirill Pestov
Аватар пользователя Kirill Pestov

Вы можете, используя инструмент Mapped Face Meshing, структурировать сетку на поверхности (в продольном сечении), т.е. сделать так, чтобы сетка на поверхности состояла из четырехугольников. Затем методом Sweep протягиваете поверхность, состоящую из четырехугольников в радиальном направлении и получаете объемную сетку из гексаэдров. Также у вас в задаче будет возникать сверхкритический перепад и соответственно будут образовываться ударные волны на выходе из кольцевой щели. Поэтому в данном месте необходимо предусмотреть дополнительное сгущение сетки, чтобы правильно разрешить скачки уплотнения.

Можете скинуть геометрию сопла?

dvolkind
Аватар пользователя dvolkind

Вставлю 5 копеек:

Цитата:
. Затем методом Sweep протягиваете поверхность, состоящую из четырехугольников в радиальном направлении и получаете объемную сетку из гексаэдров.

Думаю, что Кирилл здесь имел в виду окружное направление. И, если задача осесимметрична, достаточно 2D сетки.

EFox
Аватар пользователя EFox

Большое спасибо, Кирилл, Дмитрий.

Действительно, осесимметричная 2D постановка выглядит привлекательно. Сетка в этом случае имеет значительно меньшую размерность (~80тыс. эл-в). С использованием Edge Sizing и Face Meshing получается следующее

Однако результаты расчетов в half3D постановке, даже с использованием неструктурированной сетки (~2,5млн), несколько лучше согласуются с экспериментом, чем в осесимметричной 2D постановке.

На рисунке приведены профили продольной скорости (u) для некоторого поперечного сечения потока.

​​​​​​​

Ожидается, что расхождение может еще уменьшиться при использовании более качественной сетки, хотя возможно и в 2D не все правильно.

Также прикладываю геометрию.

 

 

 

 

dvolkind
Аватар пользователя dvolkind

проверяйте сеточную сходимость. во флюенте проще всего адаптацию всей области сделать, в 2d это вполне подъемно.

dvolkind
Аватар пользователя dvolkind

в слоях смешения сетка явно грубовата, и скачок в размерах ячеек огромный

EFox
Аватар пользователя EFox

Спасибо, Дмитрий.

В ближайшее время посчитаю на разных сетках.

 

Цитата:
во флюенте проще всего адаптацию всей области сделать,

Под адаптацией вы это имеете ввиду?

​​​​​​​

EFox
Аватар пользователя EFox

Здравствуйте.

Учел ваши замечания, получилось вот так

После этого провел адаптацию сетки по градиентам скорости и интенсивности турбулентности. Сеточная сходимость достигается на втором уровне адаптации. В зависимости от способа адаптации несколько меняется размерность сетки и количество итераций, но результат получается одинаковый, желтый и синий графики полностью совпадают. 

​​​​​​​

Можно ли еще что-то сделать для лучшей сходимости с экспериментом?

 

Добавить комментарий

Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии
Приложить файл

Максимальный размер файла: 128 МБ.
Допустимые типы файлов: txt doc docx xls xlsx pdf rar zip 7zip tar.