Fluent, давление в области outlet падает до нижней границы давления

[Elias Alekseeff 0]

Всем Привет,

Я имею тело такой конфигурации (рис 1), его особенность резкое сужение проходной части, Solver Pressure-Based Steady, в качестве флюида перегретый пар (модель water wapor real gas soave redlich kwong), граничные условия на входе (цилиндр) pressure inlet (912 000 Па), на выходе (прямоугольник) mass flow outlet (12 кг/с),

Использую уравнения Energy, viscous -- k-epsilon -- standard -- standard wall functions. Solution Methods SIMPLE для всех параметров выбрано second order upwind. В Solution Controls Under-Relaxion Factors для Momentum, Turbulent Kinetic Energy, Energy задал 0.1 вместо значений по умолчанию, так как были проблемы с ошибкой "Divergence detected in AMG solver: pressure correction" и "Divergence detected in AMG solver temperature". Инициализация стандартная по inlet. Суть проблемы: давление в выходной области падает до значений нижней границы давления, которая задается в Solution Controls Limits, по умолчанию там стоит 1 Па, и в результате выдается 1 Па, если повысить нижнюю границу до 100 000 Па, он посчитает до 100 000, если до 400 000 посчитает 400 000, реальный результат должен быть около 550 000 Па. Использовал разные варианты сетки тетра, гекса (cutcell), разбивал на отдельные части тело и создавал для каждой свою, использовал разное измельчение сетки, результат один и тот же, вместо правильного давления на выходе нижняя граница пределов давления. Кто-нибудь знает как это решить? Спасибо.

 

Изменено 9 августа 2019 пользователем Elias Alekseeff

[an_rushin 128]

ну начнем с того, что я от сетки, точнее, от ее плотности, мягко говоря, офонарел. это точно нужно или "так получилось"?

по сути вопроса думаю так: задавая начальное решение в 9 атмосфер с расходом в 12 кг, я бы очень удивился, если не возникнут скорости около второй космической, где-то так. попробуй инициалить с меньшими значениями, скажем, 10% от данных и повышать их на 10% через каждые 200 итераций или около того. авось поможет. а не поможет, так попробуй coupled с курантом в 5 или меньше, авось точно поможет, вот. и это, ну сетку не мельчи так зверски, геометрия-то примитивная и гекса-сетка сама напрашивается, а не этот (да простит меня Соклаков) придурошный аньсись-мешинг. ну это, удачи тебе, инвестигейтор! отписывайся и это, заходи, если чо.

 

[Elias Alekseeff 0]

В 10.08.2019 в 01:10, an_rushin сказал:

ну начнем с того, что я от сетки, точнее, от ее плотности, мягко говоря, офонарел. это точно нужно или "так получилось"?

по сути вопроса думаю так: задавая начальное решение в 9 атмосфер с расходом в 12 кг, я бы очень удивился, если не возникнут скорости около второй космической, где-то так. попробуй инициалить с меньшими значениями, скажем, 10% от данных и повышать их на 10% через каждые 200 итераций или около того. авось поможет. а не поможет, так попробуй coupled с курантом в 5 или меньше, авось точно поможет, вот. и это, ну сетку не мельчи так зверски, геометрия-то примитивная и гекса-сетка сама напрашивается, а не этот (да простит меня Соклаков) придурошный аньсись-мешинг. ну это, удачи тебе, инвестигейтор! отписывайся и это, заходи, если чо.

 

Здравствуйте, an_rushin, огромное спасибо за ответ!

На счет сетки, это был эксперимент от отчаяния, вдруг такая мелкая поможет, но не помогло.

1) Кроме workbench meshing я ничем пока пользоваться не умею, там гекса-сетка не создается, кроме варианта cutcell. Какие есть способы чтобы ее создать?

2) То есть оставить гу и их значения прежними, а в инициализации задавать 90 000 Па вместо 900 000?

 

[Elias Alekseeff 0]

В общем, пока я остановился на такой сетке, не знаю на сколько она качественная, запускал coupled с курантом в 5, со стандартной инициализацией возникли проблемы - ошибка "floating point exception", использовал гибридную инициализацию,  давление все равно падает. Что можете посоветовать по сетке?

[karachun 2 038]

@Elias Alekseeff Насколько я знаю даже для Cutcel сетки можно построить пограничный слой (Inflation) и тогда все требования будут соблюдены.

В узких местах рекомендуют делать не меньше 10 элементов на ширину канала.

[Elias Alekseeff 0]

А что еще рекомендуют относительно сетки?, интересует соотношение минимального и максимального размера для элемента

[karachun 2 038]

1 час назад, Elias Alekseeff сказал:

интересует соотношение минимального и максимального размера для элемента

Где надо мелкую сетку там делаем мелкую, где достаточно грубой сетки - там делаем грубую, только не нужно сразу соединять мелкую и грубую сетку, лучше сделать плавный переход. В Cutcell сетке переход ступенчатый, это не так плохо но желательно отодвинуть такой переход от зоны интереса.

Если соотношение огромное (с одного конца сопло реактивного самолета а с другого микроскопические капилляры) то включаем двойную точность чтобы избавиться от набежавших ошибок округления.

Упорядоченная гекса намного лучше тетры.

Судя по картинкам на некоторых поверхностях вырос погранслой, но не на всех. Определитесь нужен ли он Вам или нет. Моделируется не лопатка и не крыло так что может прокатить и без Inflation.

Изменено 13 августа 2019 пользователем karachun

[Elias Alekseeff 0]

@karachun Как создать упорядоченную гекса-сетку? Она создается через ICEM или в workbunch meshing как-то тоже можно?

Изменено 13 августа 2019 пользователем Elias Alekseeff

[karachun 2 038]

Так вот это она и есть, почти.

Если не хотите использовать Cutcell то разбивайте геометрию на тела вращения/вытягивания и делайте Sweep.

[Elias Alekseeff 0]

@karachun я ничего против cutcell не имею, использовать sweep не получается из-за формы отмеченной красным, если даже разбить тело как показано синими линиями, все равно не выходит, возникает ошибка

[karachun 2 038]

6 минут назад, Elias Alekseeff сказал:

я ничего против cutcell не имею

Тогда и не парьтесь.

7 минут назад, Elias Alekseeff сказал:

использовать sweep не получается из-за формы отмеченной красным

Была бы геометрия можно было бы попробовать разбить ради спортивного интереса, но без нее пытаться объяснять на пальцах бессмысленно.

[Elias Alekseeff 0]

@karachun те можно как-то использовать sweep и с такой формой?

С cutcell -ом возникают такие штуки на поверхности, на сколько это плохо?

[karachun 2 038]

1 минуту назад, Elias Alekseeff сказал:

те можно как-то использовать sweep и с такой формой?

Я же говорю по скриншоту не понятно, выложите саму геометрию, тогда можно ее рассечь и посмотреть что и как.

3 минуты назад, Elias Alekseeff сказал:

С cutcell -ом возникают такие штуки на поверхности, на сколько это плохо?

Выделите один элемент и посмотрите на его форму - если там получается сплющенная пирамидка или тетраэдр, то это не хорошо. Но я не пользуюсь Cutcell сеткой, возможно такие элементы для нее и допустимы.

Вообще во флюенте есть встроенный мешер который умеет генерировать понтовые Cutcell-polyhedra сетки с подслоем - "Mosaic meshing".

https://www.ansys.com/products/fluids/better-faster-prep-and-meshing-in-cfd

https://www.ansys.com/products/fluids/ansys-fluent/mosaic-meshing-technology

[Elias Alekseeff 0]

@karachun  похоже на тетраэдр,

[karachun 2 038]

@Elias Alekseeff Значит ничего страшного - качество у тетраэдра нормальное, он не сплющенный.

[Elias Alekseeff 0]

@karachun  Получилось 11 в самом узком месте. Что вы думаете по поводу ее качества?, и есть ли какие-то замечания, предложения по поводу используемых настроек решателя? Спасибо за советы и уделенное время.

[karachun 2 038]

9 минут назад, Elias Alekseeff сказал:

Что вы думаете по поводу ее качества?

Норм.

10 минут назад, Elias Alekseeff сказал:

и есть ли какие-то замечания, предложения по поводу используемых настроек решателя?

Тут ничего подсказать не смогу, я не работал со сжимаемыми нестационарными задачами.

[an_rushin 128]

чота мне подсказывает, что слишком в сетку углубились, не настолько она плоха, чтоп флюент вообще не решал. ладно, пойдем иным путем, как говорил ленин и углубимся в физику, а углубиться нам удастся, если геометрией поделишься и точным набором гу. поделишься?
я бы гексу набросал и флюентик напряг.

[Elias Alekseeff 0]

@an_rushin К сожалению, геометрию скинуть я не могу. По ГУ и настройкам могу скинуть скрины что выбирал, но в общем все указал в первом сообщении.

Но не указал, что давление использую статическое и включено оперативное давление, те задаю не 912 000 Па, а 811 669 а ansys к ним прибавляет 101325 Па. Как понял из разных источников сочетание гу давление на входе и расход на выходе является самым неустойчивым. Я решаю в стационарной постановке, но возможно нужно в нестационарной, как точно определиться с этим?

[a_schelyaev 366]

Во FlowVision я бы начальное давление сделал бы каким-нибудь средним. Убрал бы уравнение реального газа и попробовал бы на честном идеальном уравнении состояния. Также бы подумал о том, чтобы заменить ГУ с давлением, на Полное давление, хотя тут есть расход и этого не потребуется.

Контроль шага по времени на начальных итерациях.

 

 

Ну и совсем уже для безнадежных случаев, сперва бы перешел на первый порядок, а потом отключил бы модель турбулентности.

Т.е. пошел бы по пути упрощения постановки задачи и поиска причастных.

Изменено 14 августа 2019 пользователем a_schelyaev