Как создать адекватную сетку?

[Benjamin 0]

Вопрос относится к вычислению сопротивления судна.

Дублированное судно полностью погружено в жидкость.

Дублирование по ватерлинии выполнено плоскостью симметрии.

Солвер стационарный. Модель турбулентности – к-епс, RNG.

Сетку, как положено, адаптировал, сначала по У+.

Затем, несколько раз, снижая порог, адаптировал сетку

в динамическом режиме по градиенту скорости на опции Scale.

В результате вычислений оказалось, что компонента сил давления Rp,

превышает силы трения Rf.

Разумеется, это неверно.

Дополнительная стационарная адаптация в корме и носу позволила

довести соотношение Rp/R до 1/3. (R-полное сопротивление).

Это уже лучше.

Посмотрел публикации на эту тему.

Ответа нет,

так как авторы публикаций располагают экспериментальными данными,

которые и являются критерием достаточности степени измельчения и адаптации сетки

для конкретного судна.

Разумеется, аналогичную роль играют экспериментальные данные

и в отношении выбора модели вязкости. Конечно, выбор модели вязкости

на основе верификации по экспериментальным данным

должен обладать определенной общностью, чего нельзя сказать о

выборе сетки для конкретной модели.

Вопросы:

1. Как определить, достаточно ли измельчена/адаптирована сетка?

2. Как избежать излишнего измельчения сетки?

3. По каким критериям можно судить о достоверности результатов вычисления сопротивления?

4. Интересно, а как Вы поступаете, когда необходимо создать сетку для

другого судна, на которое у Вас нет экспериментальных данных?

С уважением, Вениамин

Изменено 10 июля 2006 пользователем Benjamin

[Евгений_Красноярск 0]

Вениамин, вопрос по поводу размера сетки под разные задачи это вопрос риторический.

Я вот сейчас с CFX парюсь с сеткой, с погранслоем для задачи свободной конвекции в жидком алюминии и руководсвуюсь старым и мудрым правилом "измельчай сетку до такого размера пока результат не перестанет меняться". Естественно критерий неизменности решения на вашей совести и надо правильно ламинарный погранслой аппроксимировать

Я еще дополнительно пробую разные модели турбулентности и просто в осадок выпадаю от результатов:

В моей задаче скорости металла макс~17мм/с локально около поверхности в ванне объемом 17 куб метров. Понятно, что турбулентностей здесь практически нет, однако при расчете как ламинарного течения, с учетом k-e, sst подходов получаются разные результаты! Вроде-бы простая задачка, но как я понял свободная конвекция это достаточно сложное для моделирования явление. Особено бесит несходимость по скоростям при решении. Т.е. RMS по скоростям устанавливается около 10е-2 и все, там и осцилирует. Я полагаю, что это от того что при в выражении невязки в знаменателе стоит скорость, которая при своб.конв. близка к нулю, вот CFX мне и показывает устойчивую "несходимость", хотя по тепловому балансу, давлению невязки стабильно идут вниз и ниже 10е-5. В общем тоже сижу, с сетками балуюсь...

[BigBrother 1]

to Евгений_Красноярск: Для конвекции к-е не подходит. Нужно использовать RSM

[Benjamin 0]

Извините, произошел сбой, см. следующее сообщение.

Изменено 11 июля 2006 пользователем Benjamin

[Benjamin 0]

Спасибо, Евгений, за внимание к теме.

Я наблюдал при адаптировании сетки как меняется сходимость параметров.

У меня получалось так, чем мельче сетка, тем хуже уровень сходимости.

Особенно, если сетка зональная. По-видимому накапливаются ошибки на большом числе ячеек.

При большом числе ячеек и зональной сетке из-за стремления сэкономить на объеме сетки,

приходится применять не совсем точное согласование зон по размерам ячеек.

Из-за этого ошибки становятся еще больше. Соответственно, сходимость ухудшается.

Что касается моделей, то при моделировании у меня результаты также сильно отличались.

Если результаты вычисленные по к-епс и к-омега

(все модификации) давали разброс до 15-20 процентов,

то при применении Рейнольдсовских моделей отличие доходило до 50 процентов.

Следует отметить, что когда я применял более сложные модели турбулентности,

то это приводило к уменьшению сопротивления тела.

В самом начале процесса адаптации (при адаптации Y+) сопротивление увеличивается.

Последующая динамическая адаптация сетки во всем пространстве канала

приводит только к уменьшению сопротивления.

Я где-то в User's Guide читал, что излишнее измельчение сетки может привести наоборот к возрастанию градиентов.

Вот и дилемма.

Спасибо за Вашу рекомендацию руководствоваться сходимостью результата.

Результат (в моем случае это коэффициент сопротивления) в отношении адаптации сетки

ведет себя следующим образом:

- сходимость коэффициента всегда устанавливается гораздо раньше,

чем это происходит для других параметров;

- поначалу значение коэффициента зависит от степени адаптации стеки;

- после динамической адаптации сетки на дополнительную

региональную адаптацию в корме и носу коэффициент не реагирует.

В этом случае при дальнейшей региональной адаптации в корме и носу

я решил следить за изменением соотношения между компонентами коэффициента

(от трения и от давления),

так как компонента от сил трения должна быть преобладающей.

Региональную адаптацию в корме и носу я проводил в тех местах,

где (при визуализации) отмечалось наличие выделяющихся

градиентов давления.

Именно эта адаптация приводила к снижению компоненты сопротивления от давления,

а компонента от трения возрастала.

Возможно кто-то так же адаптирует сетку. Поделитесь, пожалуйста, опытом.

С уважением, Вениамин.

[Евгений_Красноярск 0]

to BigBrother: Я понял RSM - Reynolds stress model?

В CFX пять моделей:

BSL Reynolds Stress

SSG Reynolds Stress

LRR Reynolds Stress

OI Reynolds Stress

Omega Reynolds Stress

Какая из этих моделей подходит для слабой конвекции? Я пока что начинающий исследователь и мне трудновато выбрать. Как я понимаю надо выбирать из:

SSG Reynolds Stress

LRR Reynolds Stress

OI Reynolds Stress

Эти модели только константами отличаются.

[BigBrother 1]

Не могу сказать, т.к. с конвекцией не работал. Просто неоднократно встречал в литературе утверждение, что модели, основанные на гипотезе изотропной турбулентности, для расчёта конвекции не подходят

[Miki 3]

критерием адаптации для поверхности всегда будет пристенная функция и не что иное.

для течений типа свободной конвекции надо всегда четко смотреть Re, если он меньше критики, то о какой модели турбулентности может идти речь ?? насколько я могу понять в случае жидкого алюминия вязкостные силы весьма большие так что о турбулентности я бы говорил весьма осторожно.

к-е и к-w это же принципиально разные модели , о какой сходимости результатов можно говорить ??

хотите работать с пристенками, используйте напр SST , критичный Y+ около 3-8

если большая энергия в сосредоточена в вихревом движении с большими масштабами, DES-SST

а насчет адаптации пока результаты не будут меняться -- это в корне неправильное понимание процесса. да это один из критериев сходимости, но если например в к-е начать адаптировать стенку по Y+ то можно такого насчитать, что Нобелевская будет вашей на несколько лет вперед.

если лениво читать сравнение и описание моделей турб, то хотя бы принимайте во внимание рекомендации производителей софта, они достаточно нормально описаны в хелпе, раздел Near wall modelling

[TBI 0]

надо всегда четко смотреть Re, если он меньше критики, то о какой модели турбулентности может идти речь

А не подскажете, во-первых, как правильно посчитать число Re, а, во-вторых, где же взять "критику"? Это, простите, не течение типа погранслоя на плоской пластине и выбор характерного размера для расчета Рейнольдса с последующей его оценкой на критичность совсем не очевиден.

Кстати, для свободной конвекции, т.е. с учетом влияния сил Архимеда, обычно применяют число Грассгоффа, а не Рейнольдса.

Изменено 19 июля 2006 пользователем TBI