Gostus

Колеблющийся профиль

Доброго времени суток, форумчане! Есть интересная задача, которую я пытаюсь решить с помощью FlowVision.

Необходимо получить нестационарные характеристики колеблющегося профиля в потоке вязкого несжимаемого газа.

aa33e84907ca.jpg

 

Угол атаки меняется по закону 15+10*sin(2*pi*f*Time), где f = 3Гц.

Пробую решить данную задачу с использованием вращения  "стенки" по гармоническому закону с угловой скоростью omega = 3.289803316*sin(2*pi*3*Time+pi/2).

Модель турбулентности --- Спаларта-Аллмараса. Начальная сетка построена с учетом рекомендаций http://fv-cfd.blogspot.ru/2013/02/blog-post.html.

54007a7dfa6e.jpg

fba5aa6abdcb.jpg5b30aaafd2ad.jpg

 

На стенке задана адаптация 3 уровня в 15 слоев, в облати эллипса --- адаптация к решению по градиенту скорости 2-го уровня, продолжительность 10 шагов, период --- 100 шагов.

Шаг по времени задан числом КФЛ = 10. Задачу считаю на ПК: четырёхядерный процессор 3,4Гц, RAM 16Гб.

В данной кофигурации, спустя сутки решения, расчетное время составляет 0,0062 с, т.е. до расчета одного колебания осталось ещё 2 месяца.

Решал ли кто-нибудь подобные задачи на настольных ПК или суперкомпьютерах? Для тех, кто хочет более подробно посмотреть прикрепляю проект FW 3.08.04 . Покритикуйте пожалуйста и направьте на путь истинный.

for_SAPR.zip

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах


Через пару дней посмотрю. Сколько всего ячеек получается?

Посчитайте сначала на грубой 2д сетке совсем без адаптаций.

1 пользователю понравилось это

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Сетка без адаптаций насчитывает 62 000 ячеек. Сетка с адаптациями по решению и стенке от 160 000 до 250 000.

Сетка и так 2D, т.е. имеет одну ячейку в направлении оси Z. Просто создано нерасчетное тело (модель не задана), которое увеличивает длину ячейки по Z.

5f5d9bfb00c3.jpg

 

Это сделано для того, чтобы адаптация (красные линии) не дробила расчетную область (зеленая) в направлении Z.

dafe6d2a372f.jpg

 

Расчет на грубой сетке запущен. Пока качественных отличий по характеру распределения скорости и давления, по сравнению с первоначальным решением, нет.

Зато скорость решения возросла на пару порядков.

Изменено пользователем Gostus

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Сетка и так 2D, т.е. имеет одну ячейку в направлении оси Z. Просто создано нерасчетное тело (модель не задана), которое увеличивает длину ячейки по Z.

Я суть приема знаю :) потому, что это моя идея, которую автор блога дополнил и мы её опубликовали - есть статья в сборнике трудов ИнжСис2013

 

У приема есть недостаток (надо проверять...) - выражается в том, что сетка строится очень долго. Объем-то большой - сначала строится много-много ячеек, но потом большая часть помечаются как нерасчетные ячейки. Т.е. разово такую сетку сделать очень выгодно, а вот насчет регулярного перестроения - я не уверен.

Лучше догнать сгущение до нужного уровня и не делать адаптацию совсем.

 

Еще нюанс - чем мельче сетка, тем меньше явный шаг по времени. А расчетный шаг есть CFL*явный шаг - тоже влияет на скорость счета - требуется больше шагов.

 

Поэтому рекомендую сделать сначала на черновой сетке расчет.

Вот статья: IS2013_2D.pdf

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Благодарю за ответ и рекомендации. У меня был вариант с адаптацией, как у Вас в статье, только вместо параллелепипедов были эллипсы (3 шт). Но попалась статья http://pavt.susu.ru/2012/full/254.pdf‎ . и сбила меня.

Стало интересно попробовать этот способ построения сетки. Теперь стало понятно, что проще самому сделать адаптацию в нужных местах, если понятно каким будет течение вокруг объекта.

Попробовал отработать методику расчета (пока с грубой сеткой) на простой задаче .

8efec130ace1.jpg

Сначала задача считается без "вращения"  стенки. Время расчета 5с с шагом 0,1с, т.е. до "полочки" по силе сопротивления".

Затем включатся "вращение" стенки и считается еще 25с с таким же шагом.

a6cdaafae1ec.gif

09aef2d510ee.gif

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

что значит - "вращение стенки" ?

Задача решается с применением подвижного тела, но у вас тело не движется...

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Можно и с подвижным телом решать, но тогда сетка будет много раз перестраиваться.

"Вращение стенки" это так называемая технология скользящих сеток.

294e152f35bb.jpg

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Попробую сравнить два расчета: с подвижным телом и "скользящей сеткой". Результаты выложу около 19:00 по Украине (21:00 по МСК).

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

да, подвижное тело требует постоянного перестроения сетки.

 

.... в 3.08.04 нету периодики...., это функционал 3,09... какая у вас сборка/от какого числа???

 

насколько в такой задаче применимо вращение - затрудняюсь сходу ответить.

Если не трудно - последний проект приложите - с которого анимация.


Попробую сравнить два расчета: с подвижным телом и "скользящей сеткой". Результаты выложу около 19:00 по Украине (21:00 по МСК).

 

для наглядности - графики подъемной силы от времени покажите - будет интересно взглянуть.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Версия 3.08.04 от 21.05.2013. Периодика в ней называется "гармонический закон".

 

для наглядности - графики подъемной силы от времени покажите - будет интересно взглянуть.

 

Выкладываю

d2087c145b8a.jpg

 

Проекты с вращением сетки и подвижным телом в приложении.

Чуть позже выложу анимацию с подвижным телом.

 

Flow_SAPR.zip

Изменено пользователем Gostus

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

под периодикой я подразумеваю верхнюю картинку из вашего скрина 145 страницы тутора ...

у меня 3.08.04 свежее (типа 3,08.05 бета) + 3,09,01, и ни в одной, ни в другой версии в туторе нет этой картинки с периодикой. 

эта периодика была в 3,09 бета-тест...

от какой версии у вас этот мануал?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

мануал ещё от 2.5.

 

 

под периодикой я подразумеваю верхнюю картинку из вашего скрина 145 страницы тутора ...

 

А я подумал Вы про гармонический закон изменения величины A*sin(2*Pi*(omega*Time+fi)) отсюда и путаница.

 

 

 

насколько в такой задаче применимо вращение - затрудняюсь сходу ответить.

 

Я тоже думаю, что это не совсем хорошая идея. Хотелось бы услышать мнение a_schelyaev по этому вопросу.

 

 

Обещанная анимация

8044167c2123.gif

 

 

ed4f1143d2f9.gif

Изменено пользователем Gostus

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

с подвижным телом ерунда какая-то на внешних ГУ... - сверху и снизу....

 

в такой задаче надо сделать квадратную (или эллипс) область, и на границе области поставить неотражающее, а в центре - подвижное тело.

размер области от 10 хорд надо делать, чтоб ГУ не влияло на тело. у вас - маловато.

 

для подвижного тела надо включать CFL поверхностный 1 или 0,5 - т.е. за шаг появляется новая ячейка или половина новой ячейки при движении тела.

(совместно с конвективным - который можно делать 10-100)

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
с подвижным телом ерунда какая-то на внешних ГУ... - сверху и снизу....

 

Я это заметил. Завтра попробую в нормальной постановке задачу решить.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

1. Первая постановка крайне модельна и к делу отношения не имеет. При этом это не Скользящая.

2. С подвижным телом - видно влияние обтекания на внешние ГУ. Нужно отодвигать, тем более, что это несжимайка.

3. Задайте плотность ручками 1000.

4. По опыту ИППИ РАН, которые участвовали в каком-то международном воркшопе/воркбенче по вертолетным колеблющимся профилям и инструментам создания суррогатных моделей, сетка нужна очень хорошая, чтобы гистерезисные явления ловить в нестационаре. Но они не применяли 2д адаптацию, правда, поэтому тут есть еще куда копать. 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
a_schelyaev, Благодарю за комментарии!

 

4. По опыту ИППИ РАН, которые участвовали в каком-то международном воркшопе/воркбенче по вертолетным колеблющимся профилям и инструментам создания суррогатных моделей, сетка нужна очень хорошая, чтобы гистерезисные явления ловить в нестационаре. Но они не применяли 2д адаптацию, правда, поэтому тут есть еще куда копать.

 

Гистерезисные явления более-менее отловить можно. Вроде получилось даже на грубой сетке в "кривой постановке".

b3c3c6952936.jpg

 

А вот с явлениями динамического срыва, я думаю будет сложнее (см. область, выделенную красным).

7ec5277caa44.jpg

Изменено пользователем Gostus

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Гистерезис сам по себе вы воспроизведете. Речь идет о совпадении с экспериментальными кривыми в пределах желаемой точности.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Пара замечаний по постановке с вращением.

Если я правильно понял задачу, корректно сделать так:

1) создать локальную систему координат с вращением (скорость в виде гармонического закона)

2) задать вращение на регионе

3) задать вращение на стенке профиля

 

И ключевой момент: расчетная область (внешние контуры) при этом должна быть ПОВЕРХНОСТЬЮ ВРАЩЕНИЯ, а не параллелепипедом. В этом случае постановка с относительным вращением будет иметь право на существование.

 

--

меня здесь не было, меня никто не видел ;)

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Нет. Телов вращения должна быть только скользящая граница. Внешние обводы на ваш вкус.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

В 308 нет скользящих сеток.

Поэтому внешние обводы должны быть телом вращения.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Скользящая есть во второй версии (может застали еще ее) и в версии 3.09 бета, которую пока никому не даем.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

А что имел в виду товарищ с http://fv-cfd.blogspot.ru/2013/02/blog-post.html:

"Адаптация во FlowVision версий до  3.08.03 всегда трехмерная..."?

 

У меня стоит версия 3.08.04, что-то двумерноой адаптации не заметил...

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

она была, есть и будет трехмерная.

но я придумал метод, как сделать двухмерную адаптацию, точнее - двухмерную сетку с адаптацией только в двух направлениях.

См. приложение. В блоге рассказан этот же прием, но менее подробно.

IS2013_2D.pdf

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Спасибо. Сработает ли такой прием в случае подвижного тела?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Спасибо. Сработает ли такой прием в случае подвижного тела?

 

Разницы никакой нет.  Просто нужно аккуратно собрать проект.

У меня сейчас есть проект, в котором именно при подвижном теле используется эта методика - в расчетной области стоит воздухозаборник.

Но нюанс в том, что он пока стоит неподвижно. Однако в случае, если он будет двигаться, проблем быть не должно.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Создайте аккаунт или войдите для комментирования

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать аккаунт

Зарегистрируйтесь для получения аккаунта. Это просто!


Зарегистрировать аккаунт

Войти

Уже зарегистрированы? Войдите здесь.


Войти сейчас

  • Сейчас на странице   0 пользователей

    Нет пользователей, просматривающих эту страницу