supwgeneral

Моделирование движения резиновой мембраны под действием течения воды

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!

 

 

 

 

 

 

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах


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

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

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

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

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.

Изменено пользователем Цветочек
1 пользователю понравилось это

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

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.

Изменено пользователем supwgeneral

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

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?

Изменено пользователем Цветочек

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

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.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

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

Изменено пользователем Цветочек
1 пользователю понравилось это

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

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.

Изменено пользователем supwgeneral

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

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?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

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

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

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?

Изменено пользователем supwgeneral

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

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.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

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.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

_a1ba4709b639effae8a65770f08790a8.gif?no

2 пользователям понравилось это

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Интересно посмотреть то же самое с сеткой.

В начальный момент преграда внизу касается стенки?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
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 пользователю понравилось это

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

так перекрывающиеся сетки или искажение сетки?

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

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
так перекрывающиеся сетки или искажение сетки?

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

Изменено пользователем piden

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

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.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

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

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
хочется увидеть сетку

 


 
1 пользователю понравилось это

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

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

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

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.

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



  • Сообщения

    • IgorT
      Это замечательно! 30 (тридцать) лет заниматься темой и после этого спрашивать "какой шрифт лучше?" А у Вас что, до сих пор нет своего мнения про читаемость шрифтов? И какой по Вашему лучше всех для Ваших документов? При этом Вы ищите помощи у людей у людей, которые по Вашему высказываниям уступают Вам в инженерных качествах? Почему же Вы ожидаете помощи здесь?
    • tm-ares
      Да, я бы тоже хотел. Где-то год назад общался с Ведмидём, так он сказал, что NX это может. Ну слова к делу не подошьёшь, а у меня самого руки до этого не доходят. Как-то в лом для 3-х осевых с кинематикой заморачиваться, да ещё с переустановками. Там явно без сборки не обойтись, а я этого не люблю. Беспилотники – это тема. Камаз не только автобус разработал, но и большегрузы испытывает.   А насчёт резьбы на гайке (в параллельной теме) – это прикол.
    • erowa
      Добрый день Требуется заготовка для ножа из стали 9хс или аналог,по прилагаемому чертежу изготовить только габариты детали и два резьбовых  отверстия c торца детали, термообработка до твердости HRc 52-55 ед. Остальное будем делать своими силами. Спасибо. %D0%9D%D0%BE%D0%B6%20%D0%B4%D0%BB%D1%8F%20%D1%88%D1%82%D0%B0%D0%BF%D0%B8%D0%BA%D0%B0.PDF
    • tm-ares
      @kino51 , отвечаю по прядку номеров: 1.      Можно через Файл-Экспорт-Парасолид создать файл x_t, затем всё закрыть, создать новый файл и через Файл-Импорт-Парасолид подгрузить эту геометрию. 2.      Дружище, неужели не понимаешь, это всё стоит денег. Моё предприятие заказало кинематику и пост на стороне. Как ты это представляешь себе? Я имею ввиду “не мог бы скинуть их и постпроцессор?”. 3.      Текст УП похож, но отличается от моего. Возможно ты там что-то переделал? Насчёт стандартного поста (который не работает), я имел ввиду пост, который цепляется к кинематике станка под названием sim10_millturn_5ax_fanuc. Я так понимаю, это полуфабрикат. Видимо разработчики подразумевали, что пользователи сами его доведут до ума исходя из своих потребностей.   Понимаю, что мало тебе помог, но и ты пойми: на шару ничего не получится. Либо заказывайте пост на стороне, либо делайте сами (хорошо бы с кинематической моделью). По-другому никак. Этот станок и пост я имел ввиду   Hide  
    • Мастеровой
      Простите , танков для отьезда не видно . А министр обороны Британии "заткнулся и отошел? " Во всех  смыслах этого старороссийского слова?
    • Тихоход
      Нет, так бы было проще. Тут основные критерии - простота, дешевизна. В доступе лазерная резка и сварка. Пальцы покупные.
    • zloyuri
      Данных недостаточно по фрезе. Кото-лог можно найти в гугле по маркировке фрезы.
    • Viktor2004
      В диагностике какое-то значение. Если листать диагностику при работе осей, сразу можно найти. У меня просто Фануков на объекте нет, посмотреть не на чем.  
    • Kotikov
      понял. Но т.к это отверствие то обозначить его D? А то мне одногрупник говорит что d, но это же не вал,а отверствие 
    • Bully
      вспомнил тему про SW, где оказалось вдруг неожиданно, что имя пользователя не должно быть "Vova". НЕ шутка...