Новые возможности ANSYS Fluent и ANSYS CFX R19.2

Аватар пользователя Kirill Pestov
0 242

ANSYS Fluent

Одним из самых долгожданных нововведений, которое было реализована в Fluent R19.2 является возможность создания выражений похожим образом, как это делается в CFX или AIM, но пока что только на уровне бета-версии. Теперь пользователи, например, могут определить переменную зависимую от времени или координаты, или, например, задать профильное граничное условие и при этом нет необходимости писать пользовательскую функцию (UDF), как это было ранее.

Задание параболического профиля скорости на входе при помощи выражения

 

Например, если вам необходимо задать профиль давления, который изменяется по синусоидальному закону на выходной границе, то вам пришлось бы писать UDF следующего вида:

UDF, позволяющий задать синусоидальный профиль давления на выходной границе

 

Поле скорости при задании синусоидального профиля давления на выходе. Профиль имеет следующий вид: P_out = 0.737 [atm]  + 0.12 [atm] * sin(350 [Hz] * PI * 1 [rad/s/Hz] * t)

 

При этом вам как минимум необходимо знать базовый синтаксис языка программирования Си, плюс основы пользовательского программирования в Fluent, а именно такие вещи как threads, макрос F_PROFILE, цикл по ячейкам begin_f_loop и т.д.

В новой же версии Fluent R19.2 вам достаточно записать алгебраическое выражение похожим образом, как это осуществляется в CFX.

Определение профиля давления на выходе при помощи выражения

 

Клиент удаленной визуализации

В новой версии Fluent 19.2 текстовые команды, которые отвечают за запуск клиента удаленной визуализации могут выполняться в фоновом режиме, т.е. теперь вам не нужно ждать окончания выполнения команды. Для того, чтобы осуществить запуск в фоновом режиме необходимо ввести знак & в конце текстовой команды в диалоговом окне Send Command to Server. Также теперь консоль клиента удаленной визуализации выступает в качестве консоли интерпретатора Python 2.7 через, которую вы можете запустить журнальные файлы, написанные на Python для автоматизации рутинных действий.

Клиент удаленной визуализации

 

Горение

Процесс создания Flamelet-библиотек был ускорен за счет:

- использования сеточной адаптации (расчет запускается с использование более грубой сетки);

- улучшения распараллеливания;

- увеличения стабильности решения.

В таблице представлена скорость создания Flamelet-библиотек при запуске на одном ядре и на нескольких ядрах. Flamelet-библиотеки создавались c применением MFL-механизма, 475 – компонентов, 35 Flamelets с относительной точностью 1e-04 и абсолютной точностью 1e-09

 

Зависимость скорости создания Flamelet-библиотек от количества компонентов в механизме

 

Кроме того, значительно снизилось потребление оперативной памяти при создании PDF-таблиц, когда расчет запускается на нескольких ядрах с общей памятью.

Камера сгорания газотурбинного двигателя. 26 млн. ячеек, запуск производился на 4-х машинах. На каждой машине было задействовано 24 ядра и 125 Гб оперативной памяти

 

Общие улучшения

В версии 19.2 появилась возможность задавать в виде таблицы зависимость капиллярного давления от относительной проницаемости. Теперь вы можете импортировать данные в табличном виде и использовать значения напрямую без использования UDF.

Загрузка данных в табличном виде

 

Новые значения коэффициентов нижней, которые используются по умолчанию при моделировании многофазных течений с применением схемы NITA позволяют добиться лучшей сходимости.

При моделирование смесительных ёмкостей и задач, в которых присутствует значительные массовые силы возможно использовать схему дискретизации по давления Body-Force-Weighted (возможно улучшение сходимости по сравнению со схемой PRESTO, когда используется решатель NITA).   

Улучшения коснулись эйлеровой модели для описания течения тонких пленок жидкости на стенке (EWF).

Моделирование тонких пленок с использованием Эйлеровой модели пленки

 

Overset Meshing

- Появилась поддержка сжимаемых течений с использованием решателей PBCS и DBNS;

- Теперь поверхностный интеграл не рассчитывается дважды на перекрывающихся стенках;

- Улучшен переход от ячеек типа «dead» к ячейкам типа «solve».

 

Численные методы

Увеличена надежность численных схем при использовании неконформных интерфейсов. Была произведена оптимизация численных схем, которая достаточно сильно влияет на поведение решения, особенно на плохо совпадающих и искривленных интерфейсах.

Неконформный интерфейс

Поведение численных схем можно изменить при помощи команды: define/mesh-interfaces/non-conformal-interface-numerics/change-numerics?

 

В 19.2 улучшилась гибридная инициализация. Это отразилось на следующих граничных условиях:

Pressure-inlet

- Увеличилась точность предсказания скорости при моделирование околозвуковых и суперзвуковых режимах течения;

Граничное условие pressure-far-field

- Более точное определение направления потока.

- Граничные условия inflow и outflow

Предотвращается появление нефизичных полей на входных и выходных границах.

Нефизичные поля на входной и выходной границе при инициализации расчета

Кроме того, теперь начальные условия при моделировании многофазных и несжимаемых течений вычисляются точнее.

 

Пост-обработка

Во многих стационарных расчетах в процессе решения могут возникать флуктуации, которые, как правило, говорят о присутствии нестационарных эффектов в рассматриваемой задаче. Обычно. такие задачи нецелесообразно рассчитывать в нестационарной постановке, поэтому вы можете усреднять значения переменных в процессе счета используя опцию Data Sampling for Steady Statistics.

Усреднение переменных при помощи Data Sampling for Steady Statistics

 

Запись файлов

В случае, если вы используете решатель с двойной точностью, то вы можете записать данные в формате HDF с одинарной точностью. Это в свою очередь позволяет уменьшить размер файла в формате .dat.h5.

 

Adjoint Solver

Улучшения Adjoint Solver:

- Появилась поддержка граничных условий mass-flow outlet и pressure-far-field;

- Возможно рассчитать объемный интеграл целевой характеристики для отдельных зарегистрированных ячеек;

- В новой версии Fluent теперь возможно рассчитывать поверхностные и объемные интегралы полной температуры, для заданной целевой функции;

- Появилась новая стабилизационная схема, которая гарантирует снижение общего уровня невязок решателя adjoint.

 

System Coupling

- Появилась поддержка передачи данных с полиэдрической сетки на тетраэдрическую;

Моделирование задачи FSI для поворотной заслонки. На верхней трубе отображается поле перемещений, а на нижнем поле давления, которое передается с полиэдрической сетки на тетраэдрическую

- Кроме того, теперь при использовании Fluent для решения задач в междисциплинарной постановке под управлением модуля system coupling, возможно производить запуск задачи через командную строку. При этом управление сопряженными расчетами становится более эффективным и упрощается процесс развертывания приложения на кластере.

 

ANSYS CFX

В новой версии CFX 19.2 появилась возможность задания рабочих точек для выполнения ряда расчетов с созданием рабочей карты.

Создание рабочих точек и карт

 

При использовании метода TBR (нестационарное взаимодействие ротор-статор) для разного шага лопаток (pitch change) с применением метода преобразования Фурье появилась возможность использовать результаты гармонического анализа. Это в свою очередь позволяет сократить время расчета.  

Благодаря появлению новой опции injection regions упростился процесс задания областей с определением источников или стоков массы в выбранных точках на поверхностях или в объеме домена.

Создание областей инжекции. В новой версии поддерживается периодичность

 

В диалоговом окне Edit Profile Data доступны дополнительные типы преобразования. Также появилась новая опция Ось вращения (Rotation Axis) для задания оси, используемой при экстраполяции данных профиля.

Начиная с версии 19.2 в CFX-Solver Manager на диаграммах отображаются единицы измерения отслеживаемой величины.

 

ANSYS CFD-Post

Появилась возможность объединения результатов сопряженных расчетов в одну рабочую карту. Рабочие карты доступны для просмотра с помощью новой опции Operating Points Viewer. Также предусмотрена возможность добавления рабочих карт в отчеты.

При загрузке файла результатов CFX-расчета в CFD-Post предусмотрена возможность отображения ряда пользовательских функций, заданных для файла результатов с помощью командных вставок, например, интерполяции, данных профиля и функций, заданных таблицей.

 

TurboGrid

По умолчанию TurboGrid создает неконформный сеточный интерфейс в верхней части лопатки (tip region). В новой версии ANSYS TurboGrid при помощи опции Tip Topology Option > Conformal Tip Enabled возможно создать конформную сетку на вершине лопатки, состоящую из тетраэдрических элементов.

Построение конформной сетки на вершине лопатки

 

Дополнительную информацию о новых возможностях ANSYS 19.2 вы можете получить в разделе документации ANSYS, Inc. Release Notes.

Добавить комментарий

Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии