supwgeneral

Моделирование движения резиновой мембраны под действием течения воды

24 posts in this topic

Здравствуйте.

Есть задача смоделировать и рассчитать движение ленты (мембраны) под действием течения жидкости (будет ли она вообще двигаться)+ замерить расходы

модель1.png

модель2.png

 

Начальные условия таковы:

1. С незакрытой грани "куба" подсоединен резервуар с водой высотой 1.6м. Т.е. давление на дне как вы понимаете 1.6 м/в. ст.

2. Отверстие регулятор полностью открывается, после чего начинается движение ленты

 

Задача не может быть решена односторонним путем CFD>Mechanic, потому что под лентой есть отверстие из-за которого после определенного момента давление оказываемое на ленту должно изменится.

 

Опыта мало, но прочитав литературы и форумы стало ясно что такая задача решается с помощью 2-way Fluid-Structure Interaction (FSI). 

Стал рассматривать какие же программные комплексы предоставляют такую возможность. И остановился на Ansys и COMSOL Multiphysics.

 

Ход моих действий был таков:

  1. Имеющуюся модель, которая создана в solidworks, "доделал" путем добавления туда объема воды (прошу прощения за мой русский). Просто создал куб и вычел из него всю остальную модель.
  2. Импортировал полученную модель в Ansys Designer
  3. Дальнейшие мои действия были подобны как описаны в этом видеоуроке https://www.youtube.com/watch?v=F9R_HgtfEIA
  4. В Fluent я можно сказать повторил все доскональна
  5. В Mechanical зафиксировал сам куб, зафиксировал начало и конец ленты. + создал условие не проникновения мембраны через грани куба. Интерфейсы переноса всех сил указал.
  6. Запуск на расчет и...чуда не случилось(

Мои предположения по поводу возможных моих же ошибок, которые я не могу решить:

  1. Думаю основной проблемой является, то что Отверстие №2 изначально полностью перекрыто и из-за этого я создал неверную проточную область для Fluent

К сожалению больше мыслей нет.



Прошу помочь люди добрые!

 

 

 

 

 

 

 

Share this post


Link to post
Share on other sites


Я попытаюсь объяснить вам почему за то приличное время которое здесь висит ваш вопрос никто не  составил себе труда ответить вам по существу вопроса   Во первых задача которую вы собираетесь решать нуждается в профессиональном подходе   А этого из вашего поста не видно   Вы фокусируете все свои усилия на том чтобы овладеть различными системами численного решения задач гидро-газодинамики как будто это и есть ваша цель  Хотя стоило бы заняться тем что могло бы помочь предсказать и объяснить поведение ленты в потоке воды   Поэтому в начале подойте к этой задаче как аналитик а не калькулятор

Share this post


Link to post
Share on other sites

Я попытаюсь объяснить вам почему за то приличное время которое здесь висит ваш вопрос никто не  составил себе труда ответить вам по существу вопроса   Во первых задача которую вы собираетесь решать нуждается в профессиональном подходе   А этого из вашего поста не видно   Вы фокусируете все свои усилия на том чтобы овладеть различными системами численного решения задач гидро-газодинамики как будто это и есть ваша цель  Хотя стоило бы заняться тем что могло бы помочь предсказать и объяснить поведение ленты в потоке воды   Поэтому в начале подойте к этой задаче как аналитик а не калькулятор

Спасибо за ответ.

Вы скорее всего правы в том что я мечусь между программами. Но к сожалению есть задача которую надо посчитать именно в численном виде.

Что насчет понимания процесса, то тут вроде можно успокоится, я понимаю из-за чего и почему происходит движение ленты. Даже проводились натурные эксперименты.

Не наблюдается профессионализма в подходе наверное потому что я еще студент.

Цель моя на данном этапе смоделировать данный процесс и разобраться в тонкостях работы с программой на данном примере. В последствие основной целью станет вариация материала ленты или же ее армирования.

Спасибо за понимание

Share this post


Link to post
Share on other sites

ID: 4   Posted (edited)

Раз вы и так всё понимаете, то отнеситесь к моему совету по поводу анализа задачи со всем вниманием. Во-первых, определите какие результаты в действительности вам нужны - макроскопические или локальные. На основе этого знания вы можете приступить к формализации задачи. Во-вторых, очистите задачу от лишних, усложняющих её понимание подробностей, посмотрите на её скелет. В результате этого уменьшится сложность этой задачи и улучшиться ваше собственное понимание процессов в ней протекающих. Постарайтесь понять, что использование сложных методов моделирования потребует от вас достаточно большого количества исходных данных, а результаты будут гораздо более локальными. И если вам  нужны макроскопические результаты, то FSI просто трата времени - стрельба по воробьям из пушки.

Edited by Цветочек
1 person likes this

Share this post


Link to post
Share on other sites

ID: 5   Posted (edited)

Раз вы и так всё понимаете, то отнеситесь к моему совету по поводу анализа задачи со всем вниманием. Во-первых, определите какие результаты в действительности вам нужны - макроскопические или локальные. На основе этого знания вы можете приступить к формализации задачи. Во-вторых, очистите задачу от лишних, усложняющих её понимание подробностей, посмотрите на её скелет. В результате этого уменьшится сложность этой задачи и улучшиться ваше собственное понимание процессов в ней протекающих. Постарайтесь понять, что использование сложных методов моделирования потребует от вас достаточно большого количества исходных данных, а результаты будут гораздо более локальными. И если вам  нужны макроскопические результаты, то FSI просто трата времени - стрельба по воробьям из пушки.

 

Я не совсем понял ваш совет из-за его обобщенности. Простите.

 

По поводу макро или локально. Задача общая разложена на 2 части: 1) подбор  материала (использую Solidworks simulation) и совершенствование конструкции путем возможности армирования. 2) Тот который я пытаюсь рассчитать. На основе подобранного материала (исключая армирование - упрощение) проверить будет ли работать лента как задумано. Если материал будет слишком жесткий то ничего не получится. 

Такое количество натурных испытаний с таким градиентом материалов (которых нет в наличии) провести нет возможности. Поэтому расчет расходов воды при открытии Отверстия #2 ложится так же на численное моделирование.

 

Если возможно, подскажите насчет ошибок построения модели. По моему, все проблемы начинаются оттуда. Спасибо

 

P.s. Почему 2-way FSI? Я думаю лишь из-за того, что давление и прочие силы которые будет оказывать влияние на поверхность ленты по мере открытия Отверстия №2 будут изменятся. Их градиент изменения было бы так же интересно увидеть, потому что это может помочь с изменением в лучшую сторону данной конструкции.

Edited by supwgeneral

Share this post


Link to post
Share on other sites

ID: 6   Posted (edited)

Какие данные решения этой задачи будут нужны в действительности в дальнейшем?

Вы разделили движения ленты как твёрдого тела и ее деформацию?

Вообще вы проанализировали силы действующие на ленту?

Edited by Цветочек

Share this post


Link to post
Share on other sites

Какие данные решения этой задачи будут нужны в действительности в дальнейшем?

 

  1. Анимация движения мембраны (необходимо для визуального анализа)
  2. Градиент расхода воды из отверстия #2  в зависимости от положения ленты (буду изменять размер отверстия №1)

Это самые основные данные. Из них уже можно будет судить о конструкции и том в каком направлении думать чтобы ее улучшить.

 

Спасибо.

Share this post


Link to post
Share on other sites

ID: 8   Posted (edited)

Это значит, что вас интересуют макроскопические результаты. Поэтому в начале лента должна быть жёсткой и недеформируемой, определённого веса. Определяйте как потоки воды будут приводить ленту в движение, если вообще будут. Да и вообще ваша задача должна быть двумерной - лента просто цепь жёстких конечных элементов, имеющих массу. Неужели вас будет интересовать реальная объёмная геометрия ленты?

В любом случае, ключи к решению в ваших руках. Жаль только, что не зная простого, вы берётесь за сложное. Не то, что я против, хозяин - барин, просто мне жаль вашего труда

Edited by Цветочек
1 person likes this

Share this post


Link to post
Share on other sites

ID: 9   Posted (edited)

Это значит, что вас интересуют макроскопические результаты. Поэтому в начале лента должна быть жёсткой и недеформируемой, определённого веса. Определяйте как потоки воды будут приводить ленту в движение, если вообще будут. Да и вообще ваша задача должна быть двумерной - лента просто цепь жёстких конечных элементов, имеющих массу. Неужели вас будет интересовать реальная объёмная геометрия ленты?

В любом случае, ключи к решению в ваших руках. Жаль только, что не зная простого, вы берётесь за сложное. Не то, что я против, хозяин - барин, просто мне жаль вашего труда

К сожалению двумерной я совсем ее представить не могу, по одной простой причине. Взгляните на модель повнимательнее и вы увидите что лента по ширине не во весь короб, а как раз это и дает приводить в движение ленту. Решая стационарную задачу в Flow Siimulation было проанализировано все что можно. Эксперимент показал что лента движется и работает. 

Я не совсем понял что мне даст жесткая и не деформируемая лента с заданной массой?

А вот с цепью конечных элементов, можно по подробнее, если это актуально после моего ответа.

Спасибо

 

P.s. Я не однократно пытался перевести эту задачу в двумерную плоскость, но никак. Возможны вы видите больше чем я. В таком случае не могли бы вы поделится этим.

Edited by supwgeneral

Share this post


Link to post
Share on other sites

Еще раз здравствуйте.

Пересмотрев множество уроков и почитав литературы возник вопрос. Практически везде оговаривается зона контакта как то к чему стремятся (различного рода клапаны). Моя модель по своей сути так же выполняет роль клапана. Но вот загвоздка в том, что у меня он изначально "закрыт". Это несет трудности и с определением  граничных условий в Fluent и обозначению Деформирующийся сетки. 

 

Может ли кто-нибудь подсказать способ выхода из данной ситуации?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Решить задачу в связке Abaqus-FlowVison или в вашей постановке искусственно разводить сетку, чтобы образоваля зазор для флюентовской сетки.

Share this post


Link to post
Share on other sites

ID: 12   Posted (edited)

Решить задачу в связке Abaqus-FlowVison или в вашей постановке искусственно разводить сетку, чтобы образоваля зазор для флюентовской сетки.

А можно по подробнее об "искусственно разводить сетку"?

Предполагается что изначально мембрана перекрывает второе отверстие. И вся система находится под давлением. После открытия отверстия-регулятора, лента начинает движение и изгибаясь открывает второе отверстие. Среда - вода.

 

Возможно это можно решить путем создания зазора между лентой и кубом. А получившуюся зону обозначить как пористую с максимальным сопротивлением (как это рекомендуют в задачах с клапаном). НО! Как "убрать" эту зону после того как лента начнет двигаться?

Edited by supwgeneral

Share this post


Link to post
Share on other sites

Если вы работаете с сетками типа гекса или тетра и у вас есть проточный участок, который формируется деформируемыми поверхностями, то возможна ситуация, когда стенки друг друга могут касаться.

В этой ситуации CFD-сетка превращается в лепешку в таких местах и решалка или дает дуба или что-то еще происходит в сторону развала решения. При этом в реальности может быть ситуация, что стенки не схлопнутся, т.к. течение не даст.

Но это когда течение уже сформируется, а на начальных этапах расчета это может случится, поэтому и нужно предпринять меры, чтобы этого не случилось. Например физически развести в пространстве и сделать зазор.

 

При использовании FlowVision проблема схлопывания проточных участков не является криминальной из-за технологии генерации расчетной сетки.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Если вы работаете с сетками типа гекса или тетра и у вас есть проточный участок, который формируется деформируемыми поверхностями, то возможна ситуация, когда стенки друг друга могут касаться.

В этой ситуации CFD-сетка превращается в лепешку в таких местах и решалка или дает дуба или что-то еще происходит в сторону развала решения. При этом в реальности может быть ситуация, что стенки не схлопнутся, т.к. течение не даст.

Но это когда течение уже сформируется, а на начальных этапах расчета это может случится, поэтому и нужно предпринять меры, чтобы этого не случилось. Например физически развести в пространстве и сделать зазор.

 

При использовании FlowVision проблема схлопывания проточных участков не является криминальной из-за технологии генерации расчетной сетки.

Огромное спасибо! Буду пробовать с таким костылем

К сожалению опробовать новейшие версии FlowVision нет возможности. А на известных ресурсах только старые.

Share this post


Link to post
Share on other sites

_a1ba4709b639effae8a65770f08790a8.gif?no

3 people like this

Share this post


Link to post
Share on other sites

Интересно посмотреть то же самое с сеткой.

В начальный момент преграда внизу касается стенки?

Share this post


Link to post
Share on other sites
В начальный момент преграда внизу касается стенки?

Да. И может снова перекрыть течение воды. Но в этом ничего военного нету, здесь перекрывающиеся сетки, CEL.

 

Подобным образом "закрытие клапана" можно реализовать и в CFX с immersed solid, и во Fluent с overset mesh, и в Star-CCM.

 

4cbe4f375ec119369ade590e95ec9a40.png

 

1 person likes this

Share this post


Link to post
Share on other sites

так перекрывающиеся сетки или искажение сетки?

Во втором случае нужно перестроить сетку во всём или почти во всём объеме.

Share this post


Link to post
Share on other sites

ID: 19   Posted (edited)

так перекрывающиеся сетки или искажение сетки?

Ты все-таки думаешь, что я где-то ошибся или чего не договариваю?   :g:

Edited by piden

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ты все-таки думаешь, что я где-то ошибся или чего не договариваю?   :g:

 

CEL, все таки,это не то же самое, что Immersed Body в Ansys.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ты все-таки думаешь, что я где-то ошибся или чего не договариваю?   :g:

хочется увидеть сетку - т.к. чувствую, что я что-то не понимаю.

в показанной анимации - перекрывающиеся сетки?

типа такого - cylinder_moving_solution.gif

а в спойлере - там искажение сетки, которое приведет к проблемам в случае касания подвижным телом стенки

Share this post


Link to post
Share on other sites
хочется увидеть сетку

 


 
1 person likes this

Share this post


Link to post
Share on other sites

ок, спасибо, во flowVision будет то же самое, только сетки внутри тела не будет.

Share this post


Link to post
Share on other sites

В Абакусе в CEL другой подход. Там жидкость моделируется как деформируемая масса. Соответственно, взаимодействие со стенками моделируется с точки зрения контактной задачи.

Качество решения напрямую зависит от размера ячеек сетки.

Это не аналогия нормального CFD, а приближение.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!


Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.


Sign In Now

  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.



  • Сообщения

    • Melvin77
      Всем привет. Возник такой вопрос.
      В общем покуда мы делаем комплект КД то проблем как бы и нет.
      Недавно пробовал договорится на халтуру для одной небольшой фирмы.
      Ну и директор ихний говорит что мол чертежи не нужны, нужны только 3D модели. Мол мы их в станок заряжаем и точим.
      Ну я естественно стал задавать вопросы, а как же допуски и посадки? Это ж в чертежах указывается.
      На что мне директор сказал делай мол размеры сразу в среднем размере. По средине допусков. В общем еще немного поболтали и я отказался от этой работы. Потому как либо я что то конкретно не понимаю, либо собеседник неадекватен.
      Недавно совершенно случайно читая один из технических форумов прочитал что якобы существует возможность проставлять размеры при создании моделей и солид берет это во внимание.
      Пожалуйста просвятите есть возможность создавать допуски на моделях или нет? Если есть то где это можно посмотреть или почитать?
    • Krusnik
      Я немного иронизировал. Просто когда начинает обсуждаться что-то, что не может сделать некий САПР - то обычно появляются специалисты по T-flex с демонстрацией как это волшебно делается в T-flex.   У топикстартера жгуты с исполнениями. В 95% случаев это исполнения по длинам (это уже моя догадка). Т.е. схема одна и та же, а жгутов несколько. Второе требование, чтобы это был один файл с конфигурациями (не помню как это называется в T-flex), чтобы можно было генерировать групповую спецификацию.   Проблема в SW в том, что в файле жгута хранятся данные о том какие проводники откуда и куда идут, а также данные об экранирующих плетенках, оплетках и изоляциях, а собственно конфигурации используются для плоских моделей (для чертежей). Соответственно данные для 3D конфигурации жгута и для плоского жгута одни и те же. А топикстартеру надо, чтобы были разные (для спецификации).
    • AKLion
      Доброго всем дня. Может ли кто нибудь объяснить почему деталь созданная из листового металла не разворачивается в плоскость, вродебы всё как всегда делал, а увы не разворачивается. Приложил модель в 19 солиде. $RM03TBW.sldprt.zip
    • Claus
      Зачем усложнять, это же не КАМ. Как удобно так и надо делать.
    • Bot
      BOSTON --(BUSINESS WIRE)--Nov. 13, 2019-- PTC (Nasdaq: PTC) today announced that management will participate in the following conferences in November and December. What: RBC Capital Markets Technology, Internet, Media and Telecommunications Conference in New York City When: Thursday, November 20 th Просмотр полной статьи
    • vik_q
      О, нашел похожую картинку. https://www.flow3d.com/resources/cfd-101/modeling-techniques/vof-whats-in-a-name/   но вот почему я решил, что во Flow псевдо-VOF я хз. Может я и не прав.
    • Ветерок
      Такие вещи проще делать в Кореле.
    • vik_q
      Где-то попадалась статья - решали тестовую задачу вытекания струи из форсунки отверстия. Подробностей не помню уже. Но смысл в том, что во флоу возможно решение, где у струи со временем (на достаточном отдалении от форсунки) на конце образуется "гриб". А в реальности не должен.   upd но, кстати, сам не проверял.
    • Ветерок
      ВЗДОР! Довольно часто приходится слышать подобный вздор. По-твоему деталь, отливаемая из пластика должна делаться одной операцией, поскольку получается "за раз" без всяких переходов. Проектирование пластикового стаканчика под вакуумформовку надо начинать с плоского листа, который потом одной операцией превращается в стаканчик. Так? Самому-то не смешно? А гайку надо начинать с длинного шестигранного прутка, от которого отрезается кусок нужной длины. А почему шестигранного, а не круглого? А если нет шестигранника, но есть круг, тогда надо переделывать модель? ВЗДОР! Технология пишется, исходя из геометрии детали (окончательной геометрии), геометрии заготовки и используемого оборудования. Какими образом построена модель НЕ ИМЕЕТ ЗНАЧЕНИЯ, Модель может быть вообще импортированной без всякого дерева. И запросто изготавливается. Если нужна промежуточная геометрия заготовок, то их делает технолог. И делает это в своей технологической модели, а не в модели конструктора. Они не должны быть заложены в конструкторскую модель. Каждый должен заниматься своим делом.
    • NickEL1000
      4-х осевая обработка и 3+1 индексная описываются в разных местах в постпроцессоре, хотя результат может выглядеть похоже, в вашем случае вывод координаты А. дело в посте 100%))