Абсолютно разные результаты во Fluent

[lisen_ok 0]

Работаю с флюентом два месяца, так сказать на этапе изучения нахожусь, так вот в связи с этим много вопросов =)

Задача сделать во флюенте обтекание сферы. Ситуция складывается следующим образом с переменным успехом.

Для начала расчетная область. Это параллелепипед, со сферой внутри сдвинутой немного к входной границе.

Задача располовинена, то есть параллепипед разделен плоскостью симметрии, соответствено в зонах выставлено нижняя face и face полусфера symmetry. Остальные боковые грани параллелепипеда стенки, торцы параллепипеда один PRESURE_INLET другой PRESURE_OUTLET.

Теперь инициализация во флюенте.

Solver: density based, explicit, unsteady, 2nd order implicit, остальное в солвере по дефалту.

Viscosity: laminar

Materials: air->ideal-gas

Boundary conditions: на прежеринлет ставлю TotalPresure 100, на прежероутлет ставлю 0.

Далее controls->solutions-> все значения по дефалту выбраны, жму ОК.

Далее initialize -> presure_inlet-> выскакивает скорость порядка 13 мс по Ох.

жму инит потом апли, потом ОК.

включаю монитор сходимсоти.

Теперь самое интересное!

Есть два варианта обсчета, в обоих на полусфере есть погран слой, который составляет приблиз 9% от диаметра.

Первый вариант грубоватая сетка бес сгущения равномерная по всему обьему. Этот вариант совпадает с аналитическими расчтеами, и картина распределения давления и скоростей похожа на правду.

В этом варианте флюент сделал около 3000 итераций.

Рапределение давления вид снизу на плоскость симетрии.

заливка:

в контурах:

Распределение скоростей

монитор сходимости

А по этому снимку можно оченить качество сетки , и заодно посмотреть на погран слой и на отрыв

А вот ворой вариант

Сетка имеет сгущение к сфере. и результаты расчетов:

распределение давления:

<noindex></noindex>

<noindex></noindex>

распределение скоростей:

<noindex></noindex>

<noindex></noindex>

качество сетки:

<noindex></noindex>

<noindex></noindex>

Монитор сходимости:

<noindex></noindex>

В этом варианте флюент сделал( по моему желанию а не сам решил что достаточно ) около 700 итераций.

НО! Нормальная картина распределения давления в ПЕРВОМ случае была уже на 300! итерациях, а сдесь на 700 она не нормальная, поэтому я сделал вывод что она уже мало измениться.

Собственно много вопросов, но для начала задам один самы интересующий:

Почем при одинаковых условиях обтекания и при одиноково настроеном решателе, Исключительно только на разных сетках такая несовпадающая картина распределения давления и скоростей???

Прошу прощения что так много информации дал, хотел как лучше чтобы наиболее обьективен был ответ.... =) Спасибо .

З.Ы.

Подумал и решил еще для наглядности расчетную область показать...

<noindex></noindex>

[Mottle 0]

Для начала рекомендовал бы вам судить о сходимости задачи не столько по невязкам уравнений, сколько по изменению парамeтров от итерации к итерации. Для случая обтекания сферы, на мой взгляд, хорошо подходит мониторинг коэффициентов сопротивления и подъемной силы.

Для этого неибходимо перейти по следующей цепочке:

Solve>Monitors>Force...

Далее выбрать стенку сферы, коэффициент сопротивления или подъемной силы, направление действия силы и не забыть поставить галку Plot

[mihaill 0]

Теперь самое интересное!

Есть два варианта обсчета, в обоих на полусфере есть погран слой, который составляет приблиз 9% от диаметра.

Собственно много вопросов, но для начала задам один самы интересующий:

Почем при одинаковых условиях обтекания и при одиноково настроеном решателе, Исключительно только на разных сетках такая несовпадающая картина распределения давления и скоростей???

Не удивительно, что на разных сетках Вы получаете разное решение. В CFD задачах во-первых всегда нужно добиться сходимости по сетке - тоесть решать последовательно один и тот же вариант постепенно сгущая сетку до тех пор пока решение не перестанет принципиально (это уже сами решайте, например для инженерных расчетов приемлемым считается погрешность менее 10 %) изменяться в зависимости от степени сгущения; тут конечно есть ограничения по тжелезу :(

Именно поэтому Ваши варианты не похожи друг на друга!

При сгущении сетки, сглаживается градиент переменной. При сгущении сетки обычно и шаг по времени необходимо уменьшать.

Удачи!

[DenizeN 0]

А чем Вы вообще тут занимаетесь?

У Вас неправильно все! и постановка и метод решения, и даже потенциально ниодна задача не сошлась!

Вы чего вообще добиваетсь?

Если хотите научиться считать тогда решайте туториалиы и набирайтесь опыта, читайте методологию и юзерс гайд.

А если денег много, то сходите поучитесь.

[Mottle 0]

У Вас неправильно все!

Это сильно! А главное, что именно за этим следует:

Вы чего вообще добиваетсь?

и масса разъяснений...

2 lisen_ok

На самом деле, рекомендую вам ознакомиться с теор. базой. Т.е. выяснить режимы обтекания сферы по числу Рейнольдса. После этого решить для себя какие режимы вы собираетесь моделировать. От этого зависит геометрия расчетной области и тип уравнений. Например, если вы собираетесь рассмотреть только доотрывные режимы, то достаточно половины сферы и стационарный решатель.

В общем случае, конечно, нужна полная сфера. Тип решателя (стационарный/нестационарный) выбирают так же по режиму течения (числу Рейнольдса).

[lisen_ok 0]

Для начала рекомендовал бы вам судить о сходимости задачи не столько по невязкам уравнений, сколько по изменению парамeтров от итерации к итерации

Спасибо за совет, я сужу о сходимости не только по невязкам, до этого я посчитал во флюенте обтекание сферы потоком идеальной несжимаемой жидкости в стационарном потоке тобишь define->models->viscosy->inviscid. Solver->time->steady. Так вот при этом сравнивались данные с учебником лойцянского "механика жидости и газа" в котором сказано что максимальная скорость потока достигается в верхней и нижней точках сферы и равна 3/2 скорости невозмущеного потока.

эти данные сошлись, и при этом картина распределения давления и скоростей была такая же как в ПЕРВОМ(грубая сетка) случае. Поэтому я взял смелость предположить что при такой картине, да плюс еще 3000 итераций решение достаточно точное.

( неспрашивайте у меня откуда почему на картинке виден отрыв в невязкой постановке, можно обсудить это попозже, а то окончательно запутаюсь.... )

В CFD задачах во-первых всегда нужно добиться сходимости по сетке - тоесть решать последовательно один и тот же вариант постепенно сгущая сетку до тех пор пока решение не перестанет принципиально (это уже сами решайте, например для инженерных расчетов приемлемым считается погрешность менее 10 %) изменяться в зависимости от степени сгущения

Я в курсе про сходимость по сетке, в том то и дело, что при сгущении в моем случае, получаемые результаты просто нефизичны и я не могу их обьяснить, хотя должно быть наоборот, то есть точность решения должна возрастать, а не падать как в моем случае.....

Если хотите научиться считать тогда решайте туториалиы и набирайтесь опыта, читайте методологию и юзерс гайд.

Если вы имеете ввиду вот этот туториал

<noindex></noindex>

То там ничего не написано толком, там нет информации в каких случаях надо выбирать явный неявный, стационарный и т.д. решатель....

В этом туториале тупо описывается что они понажимали чтобы получить такую картинку, без пояснений почему именно так и т.д.

А пример с обтеканием в этом туториале вообще нет.

На самом деле, рекомендую вам ознакомиться с теор. базой. Т.е. выяснить режимы обтекания сферы по числу Рейнольдса. После этого решить для себя какие режимы вы собираетесь моделировать. От этого зависит геометрия расчетной области и тип уравнений. Например, если вы собираетесь рассмотреть только доотрывные режимы, то достаточно половины сферы и стационарный решатель.

В общем случае, конечно, нужна полная сфера. Тип решателя (стационарный/нестационарный) выбирают так же по режиму течения (числу Рейнольдса).

Да я изучал все того же лойцянского.

Если я правильно понял то число рейнольдса в моем случае это скорость_потока*диаметр_сферы/1.7894*10^5(число взято из Materials->air->viscosity правильно ли? ) то есть

13*1/0.0000017894 = ~7*10^6

При таком числе рейнольдса поток сильно турбулентен как я понял из этого графика

<noindex></noindex>

Хотя терзают меня сомнения , по поводу праивльности определенного мной числа рейнольдся, уж сильно оно большое.

Mottle я был бы вам очень признателен если бы вы ответили на некоторые интересующие меня вопросы касательно настройки решателя, что можно увидеть на графике сходимости, как проводить расчет ( слышал что вначале используют нестационарны метод, а потом переключают на стационар, зачем это нужно ? ну и тому подобные вопросы, которые мне просто не посильны , и не где узнать.....)

Признаюсь честно все настройки решателя подбирались эмпирическим путем...

[gsy 0]

Мне кажется, Вам следует поменять граничные условия. На всех гранях кроме плоскости симметрии и выхода

поставьте скорость набегающего потока. На выходе статическое давление поставьте равное нулю. В плоскости симметри

оставьте условие симметрии. Такие условия соответсвуют внешней задаче обтекания сферы.

При таких скоростях и диаметре в 1 метр течение однозначно турбулетное, поэтому включите турбулентность.

Течение сделайте несжимаемым и стационарным.

Нестационарность в начале итерационного процесса для стационарных течений используют обычно для предотвращения

расходимости, так как нестационарный член действует как дополнительная нижняя релаксация.

Сходимость решения удобнее всего контролировать по невязке уравнения неразрывности и колебаниям значения давления и компонент

скорости в какой-либо точке (желательно ближе к сфере).

[mihaill 0]

Вы правы tutorial лишь объясняет какие кнопки где находяться, но помимо него в документации к Fluent, также идет бовольно таки большой блок теории - вот ее то и нужно читать, если хотите получить что то серьезное. Там то Вы и узнаете когда какой метод лучше всего применять.

в общем:

1. Обычно для CFD неявный метод (как более устойчевый)

2. Для многих задач, сначало решаем стационарную задачу, а затем используем результаты как начальное условие для нестационарной.

3. Во многих задачах присутствуют эффекты турбулентности ( в том числе и в описанной Вами). Для начала (а зачастую и не только для начала) достаточно k-e или k-w моделей (или их вариации).

4. Помните, что решение 2D задач, так же как и симметричных дает только начальное приближение, которое может сильно отличаться от истинной картины - например при сильно турбулизированном течении (эффекты турбулентности всегда трехмерные).

ну пока все что пришло в голову. Спрашивайте больше, но еще больще читайте.

С уважением,

[Mottle 0]

2 lisen_ok

Ну, как я понимаю, коллеги уже ответили на ваши вопросы. Или пока ясности нет?