Как выбрать правильно timescale factor?

[nokal 2]

Подскажите как правильно подобрать timescale factor?

Я расчитываю сопло. Нашел и тут на форуме и в сети пару расчетов, попробовал сделать аналогично, с большим хрустом но получилось. В примере было сопло с геометрической степенью расширения по диаметру примерно 2. Там в расчете при timescale factor равном 1 выпадала ошибку. В итоге при уменьшении его до 0.1-0.2 решение хоть и гармошкой, но примерно через 2000-3000 итераций сходилось.

В моем случае сопло имеет критику 14.5 а срез 204 по диаметру. Соответственно и область больше и область за соплом для установления струи длиньше, так как Мах там примерно 6-7.

Так вот эта задача никак не сходиться, на timescale factor выше 0.5 вылетает ошибка, снижал его до 0.01-0.05 прошло 10 тыс итераций и так не сошлось.

Как быть с такими большими сверхзвуками?

Может как то надо задавать начальные условия? но как их задать есл они в разных областях сильно различаются, можно ли их задавать регионами?

И как в этом случае подбирать timescale factor?

Помогите, уже второй месяц эту задачу решить не могу)

[Student. 0]

Какой-то сумбур.

1. Какие граничные условия задавались?

2. Какая модель турбулентности используется?

3. Что значит "сходилось"? Невязки падали меньше 10^-4?

Чем тебе не нравится automatic timescale? Ну а вообще для потоков имеет смысл выставлять timescale в 0.5-1 миллисекунду. Если за сходимость ты принимаешь как раз таки невязки-это неверный подход. Следует оценивать стабилизацию какого либо параметра. Например, расхода или величину потерь полного давления через Monitor Point.

Модель турбулентности поставь SST.

[nokal 2]

Граничные:

в КС полное давление и полная температура - 160атм.

по "бокам" на достаточном расстоянии Opening с 1 атм и 300К

на "выходе" на большом расстоянии от среза Outlet с/з течение.

Модель: SST

Не сходиться значит во первых такое:

<noindex></noindex>

а во вторых я нажимаю паузу в решении, смотрю распределение параметров в post и вижу там явно не правильное решение.

меньше 10e-4 невязки не падают никак, как видно из картинки даже ниже 10e-3 не падают

0.5-1 миллисекунду, это значит 0.0005-0.001 в окошке timescale? или там и есть миллисекунды по размерности, и 0.5-1 забивать?

[Student. 0]

Сейчас нет под рукой CFX, поэтому по пунктам сказать не могу как.

В пункте Convergence Control должно быть:

1. Physical Timescale

2. Задаешь прямо значение. 0.0005

Какой шаг при Automatic выдает? В принципе при простых проточных трактах адекватные значения.

Посмотреть его можно в Solver'e. Каждые несколько итераций выдает, если выбран Automatic Timescale.

"по "бокам" на достаточном расстоянии Opening с 1 атм и 300К"-это вообще кошмар.

Как раз таки здесь нужно считать сектор и задавать "по бокам" Interface с Periodic Connection(вроде так называется).

Что с сеткой и расчетной моделью? Сдается мне, что outlet у тебя прямо на срезе. Нет места потоку "затормозить". Что с погран. слоем? Yplus в каких пределах? Такие "пульсации"-это проблемы в постановке задачи. Как раз таки timescale помогает. И вообще-сделай какой-то monitor point. Лучше потери полного давления и расход сразу. Тогда можно будет судить о сходимости.

Окно воркбенча смутно намекает на мешер. Или все-таки Icem?

Единственный дельный совет: считай нестационарную задачу.

Изменено 17 июня 2011 пользователем Student.

[nokal 2]

Так, не поленился сделал картинку граничных условий:

<noindex></noindex>

""по "бокам" на достаточном расстоянии Opening с 1 атм и 300К"-это вообще кошмар." - может я не понятно выразился, на картинке видно что я имел ввиду.

Такие граничные условия удовлетворительны?

[Student. 0]

Так, не поленился сделал картинку граничных условий:

<noindex></noindex>

""по "бокам" на достаточном расстоянии Opening с 1 атм и 300К"-это вообще кошмар." - может я не понятно выразился, на картинке видно что я имел ввиду.

Такие граничные условия удовлетворительны?

Сетка годится, постановка годится..

Мне тогда непонятно вот что-это псевдоплоская постановка? Сделай ты сектор. И с timescale как говорилось выше.

"Пульсирует" область над срезом. Там в посте, если смотреть вектора скоростей, вихрь?

[nokal 2]

ну да, плоский вариант, я просто вообще сначала ничего не умел, учился по тому что нашел в инете, и такую сетку мне легче всего было сделать, т.е. это плоская сетка вытянутая перпендикулярно оси просто.

сектор это я понимаю можно сделать так же, только не вытягивать, а поворачивать вокруг оси ее, сколько элементов по длине дуги должно быть? 2-5-10-50? много не хочеться, сетку мой ноут не потянет)

Я буду пробовать с физическим timescal-ом, но первая попытка вышла боком, поменял autotimescale на fisical, установил 0.0005 и больше ничего не менял. При запуске расчета мгновенно:

<noindex></noindex>

<noindex></noindex>

Вихрь получался как и должно быть в зоне отрыва на маленьком сопле, на большом пока ничего не получалось)

Я же говорю, итерации идут, а потом внезапно вот такая ошибка вылетает как на картинке.

В общем буду пробовать)

[Student. 0]

ну да, плоский вариант, я просто вообще сначала ничего не умел, учился по тому что нашел в инете, и такую сетку мне легче всего было сделать, т.е. это плоская сетка вытянутая перпендикулярно оси просто.

сектор это я понимаю можно сделать так же, только не вытягивать, а поворачивать вокруг оси ее, сколько элементов по длине дуги должно быть? 2-5-10-50? много не хочеться, сетку мой ноут не потянет)

Я буду пробовать с физическим timescal-ом, но первая попытка вышла боком, поменял autotimescale на fisical, установил 0.0005 и больше ничего не менял. При запуске расчета мгновенно:

<noindex></noindex>

<noindex></noindex>

Вихрь получался как и должно быть в зоне отрыва на маленьком сопле, на большом пока ничего не получалось)

Я же говорю, итерации идут, а потом внезапно вот такая ошибка вылетает как на картинке.

В общем буду пробовать)

1. 10 Элементов будет ОК. Заострение у оси разрешай в мешере О-сеткой.

2. Ошибка аппаратная. Распараллеливал?

3. Если сетка будет не влазить-попробуй Memory Allocation Factor увеличить. Но тоже аппарат может не выдержать.

4. Montor point.

[nokal 2]

2. пункт вообще не понял.

Что значит распараллеливать, и как это сделать, и где почитать?

[Student. 0]

Я имею ввиду на два ядра. Когда солвер запускаешь меняешь что-нибудь вообще?

И еще. У тебя как бы в последнем варианте ничего не вытекает из Outlet. Давление статическое задай. У тебя среда-то сжимаемая хоть?

[nokal 2]

нет, не меняю.

это действительно важно? если да то я разберусь.

я просто не понимаю какая связь может быть между распределением задач по процессорам программой Ansys и тем же самым самой операционной системой. В конечном счете распределение Ansys-ом идет через теже самые функции api виндуса и не должно быть связано с реализацией кода.

В любом случае попробую щас)

Граничное условие Outlet с установкой "сверхзвук" не предпологает больше ввода каких-либо параметров.

Если ставить "дозвук" то надо задавать и давление и темп-ру. На маленьком сопле "сверхзвук прокатывал", хотя по решению было видно что там дозвук. Попробую менять

[Student. 0]

нет, не меняю.

это действительно важно? если да то я разберусь.

я просто не понимаю какая связь может быть между распределением задач по процессорам программой Ansys и тем же самым самой операционной системой. В конечном счете распределение Ansys-ом идет через теже самые функции api виндуса и не должно быть связано с реализацией кода.

В любом случае попробую щас)

Да просто такая ошибка вылазит иногда, когда распараллеливаешь. Вряд ли тебе это поможет.

Еще приоритет в Low ставить нужно.

И все-таки у тебя не течет ничего из outlet'a. Просто если overflow в солвере не пишет, то ошибка аппаратная. Хотя должен, рзс не течет.

Ставь дозвуковой выход, потому что у тебя к этому месту уже должен затормозиться поток. Обычно калибров 30 до выход делают.

Изменено 17 июня 2011 пользователем Student.

[nokal 2]

то что из outlet-а не течет вначале, у меня есть своя теория)

не знаю как он работает, но если после запуска начать прерывать расчет и смотреть что получается, то как бы соотнося стационарную задачу с нестационарной, я вижу на эпюрах волну давления перемещающуюся из КС к выходу. Т.е. пока эта волна не дойдет до выхода, оттуда течь ничего не будет. А на это надо некое кол-во итераций. Потом когда течения установилось во всей области оно начинает постепенно сходиться к правильному.

У меня же как получалось буквально сегодня днем. Волна давления идет по камере от inlet-а, доходит до критики, далее идет по соплу, Мах увеличивается, давление падает. И вдруг картина резко меняется. Появляются ячейки в сопле, их буквально по пальцам можно пересчитать где Мах становиться равным нескольким тысячам, и по всей области вообще картина как то искажается. После этого как раз такая ошибка и вылетает)

Это мои эмпирические данные)

[Student. 0]

Ну по описаниям-это косяк в сетке. Check Mesh и Mesh Qualty в мешере смотрел? Решать действительно лучше нестационар. Но вообще не должно решение из-за этого разваливаться. Хотя, на таких Махах. Чтобы вот такого эффекта не было-начинай расчет с маленьким Physical Timescale используй данные из предыдущего более грубого расчета. Сделай для последнего показанного варианта Initial Conditions из первого. Хотя бы течь будет туда куда надо.

[IGL 8]

nokal попробую по простому объяснить

1. ваша задача не сходится потому, что timescale очень большой

2. в такой постановке она вообще не сойдется- разница между условиями на входе и выходе очень большая

3. для решения таких задач нужно

либо получить решение при небольшом давлении и температуре в камере (7 атм и 300К например) и потом увеличивать все параметры постепеннно, снижая шаг если задача перестанет сходится. На каждом шаге предыдущее решение нужно брать в качестве начальных условий (Initial values)

либо решать нестационарную задачу в которой параметры в камере увеличиваются по времени постепенно. Начальные условия для этого расчеты можно получить из решения при давлении в камере 1 атм и температур 300 К.

4. Для решения по пункту 3 шаг нужно брать около 0.000001с . В хэлпе есть советы по выбору шага (timescale). Самый простой совет по выбору шага это прикинуть среднее время пролета всей расчетной области, т.е. разделить размер области на среднюю скорость, и еще поделить на 10.

В хэлпе также описано как реализовать алгоритм решения по пункту 3.

По расчету сопел есть несколько статей на русском в инете. Ищите и читайте.

[nokal 2]

В общем начал я с маленького давления, задал 10 атмосфер в КС.

Назначил monitor point - total pressure.

Прошло 5000 итер-ий. Phisical timescale - 2e-6.

<noindex></noindex>

<noindex>http://www.valar.ru/tm2/0611/1308411501_solver.jpg[/img]</noindex>

<noindex></noindex>

Видно по эпюре махов что расчет более менее идет в правильном направлении.

По уравнениям массы и расхода вообще ничего не понятно, ошибка очень большая.

По полному давлению началась какято периодика.

Что можно сказать тут? если бы я хотел расчитать на эти 10 амтосфер, то чую что там бы до бесконечности и шло, не решаясь

И как в монитор-поинте задать слежение за расходом и потерями полного давления, что то в списке там нет таких параметров

[Student. 0]

скинь свой defник и граничные условия. быстрее получится.

[nokal 2]

в общем поменял я потом давление с 7 на 30 атмосфер.

Характер графика с ошибками еще через 5000 итер не изменился.

Распределение Махов и давления получается такое:

<noindex>http://www.valar.ru/tm2/0611/1308468456_mah.jpg[/img]</noindex>

<noindex>http://www.valar.ru/tm2/0611/1308468490_pressure.jpg[/img]</noindex>

Есть мнение что это не правильно, так как даже при 160 атм. при такой степени расширения отрыв потока должен быть где-то в середине сопла. а тут при 30 атм. он почти у среза.

файл .def - <noindex>http://zalil.ru/31291453</noindex>

Что то я расстраиваюсь только) ничего не получается

[Student. 0]

Я так понимаю-160 это номинал?

Судя по степени расширения-высотное сопло.

Так что ты хочешь получить? Откуда соображения по-поводу отрыва?

Какое противодавление?

[nokal 2]

Сопло высотное.

В условиях земной атмосферы (противодавление 1 атм) его не испытать, поток отрывается и режим работы сопла отличается от номинального.

Соображения по отрыву давно известны, есть формулы разные в лит-ре.

Самая тривиальная оценочная для сопла - p2/p1 = 1 + 0.5M, p2 -ст. давление за скачком, p1 - ст. давление до скачка. М - Мах до скачка. Далее положение определить не сложно.

И по этой формуле, и по другим, а так же по рез-ам испытаний, я сужу что отрывается ранее середины по длине.

Вот на фото одно испытание, фото плохое, но если вживую смотреть, было видно что там отрыв:

<noindex>http://www.valar.ru/tm2/0611/1308504919_nozzle.jpg[/img]</noindex>

Чтобы испытать такое сопло в условиях земли, можно установить диффузор, в моем случае диффузор типа воздухозаборника ГПВРД, с центральным телом. Я хочу определить запускается ли сопло, т.е. есть ли в нем отрыв или нет с помощью cfx. Сначала пробую на простом сопле без всяких диффузоров.

Но что то пока не очень

Хотя в одной статье про гиперзвуковой аппарат X43 читал что результаты испытаний хорошо соотносятся с расчетами ansys-а, поэтому и взялся. Видимо мои знания в cfx не позволяют мне этого пока)