Сетка для двигателя внутреннего сгорания

[Xaoc 0]

Каким способом сделать вот такую сетку, только трехмерную?

Геометрия сделана в CATIA v5 R19 SP 2

S38B38_Cylinder_head_CFD10.rar

<noindex></noindex>

вот так выглядит моя сетка, только у ней нету зоны итд

<noindex></noindex>

[Apologist 0]

На сколько мне известно, такие структурированные сетки (и модели) строятся специализированными препроцессорами. В пакете STAR-CD это экспертная система es-ice. По-моему, что-то похожее есть и у других разработчиков.

Кроме построения сетки нужно же еще описать движение и гранусловия. А делать это руками - процесс довольно муторный и трудоемкий. В общем, за построение такой модели без спец. препроцессора я бы не взялся.

[Xaoc 0]

Спасибо за ответ. Ну движения сетки задаются в решателя ANSYS Fluent, это несложно, только грамотная сетка нужна...

[Apologist 0]

это несложно

Предлагаю вернуться к обсуждению "сложно" или "несложно" после того, как вы хотя бы один раз сделаете это руками :)

Добавлю лишь, что к необходимости специализированного пре-процессора пришли как раз в результате попыток сделать это всё руками. Деталей сеткопостроения, движения сеток, задания физики и гранусловий так много, что в рамках форума это выльется в масштабную дискуссию. Если хотите об этом поговорить (и у вас есть на это время) - велкам. По мере своих познаний могу проконсультировать.

[Xaoc 0]

Движения сетки уже создавал, там в Флуенте вообще модуль для моделирования движений поршня и клапанов - встроенной. Гранусловия для моего случая не слишком сложны, давление на входа, давление на выхода, температура у стенках, только замкнуть контур камеры взгорания в области клапанов не удалось, там нужен interface и задать ему периодически wall гранусловие. А ето в встроенном мешере Ансис 13.0 WB нельзя, не предусмотренно.

Меня взгорание не интересует, только масса топливной смеси в зависимости от давления, геометрии порта и периодика клапанов (camshaft tuning), ну и все кажется.

//я не русский, а болгарин, поэтому и ошибок в моего текста полно

Edited June 23, 2011 by Xaoc

[Apologist 0]

Xaoc

Вы погорите на качестве сетки без специализированного пре-процессора.

Вы представляете во что ваши статические треугольники превратятся в ВМТ и НМТ? Вы представляете, что при открытии клапанов сетка будет а) скользить по интерфейсам б) неравномерно сжиматься под клапаном и в остальной части в) двигаться не только в направлении движения поршня, но и клапана (т.е. вообще в разных направлениях)? При открытии клапана вы эту тонкую щель треугольниками забьете (и вообще с какого расстояния вы будете считать их открытыми)? Представляете, что из-за кривизны поверхности поршня и верха камеры сгорания (даже не знаю как она правильно по-русски называется :) ), ячейки в цилиндре будут растягиваться неравномерно и необходимо будет их удалять и добавлять чтобы избежать сильной кривизны? Добавление/удалении ячеек минимум в 5 областях (цилиндр, места открытия клапанов, места над клапанами) вы готовы руками описывать?

Вы можете попробовать начать делать такую задачу, но неизбежно столкнетесь с проблемами по сетке (сначала - явными, потом - с неявными, которые вылезут уже на этапе расчета). Я перечислил лишь часть проблем, по ходу процесса вы наверняка встретите больше.

Хотя если у вас нет горения и градиенты будут невысокими, то есть смысл попробовать (как минимум вы подтвердите или опровергните мои заявления о невозможности сделать это руками :) ).

Но в любом случае я вижу немного другое решение данной проблемы (точнее два решения): 1) строить сетку вручную блоками (не автомешером), 2) на ключевых этапах (около ВМТ, открытие/закрытие клапанов) сетку полностью перестраивать (как в STAR-CCM+) или заменять на заранее приготовленную (как в STAR-CD).

В любом случае отпишитесь по результатам. По-моему, это едва ли не первое обсуждение CFD процессов в ДВС на этом форуме. Мне это очень интересно, но по моим наблюдениям за последние 2-3 года в России этим почти никто не занимается.

Кстати, во Флюэнт вы можете перед расчетом проверить качество сетки сразу на всех положениях коленвала? Сетка ведь будет двигаться и после очередного сжатия или растяжения результат может оказаться далеким от статики и вообще непредсказуемым. Будет мучительно больно обнаружить это ближе к концу многодневного расчета.

Да, в приведенном вами примере из нулевого поста треугольная сетка похоже перестраивается на каждом этапе. Это пример из Флюэнт? В STAR-CD (es-ice) это делается по-другому, сетка морфится (сдвигается). Интересно было бы узнать какой из методов лучше.

[Ivan88 0]

Во Fluent сетка сдвигается при сжатии, растягивается при расширении (как пружины). Но этого явно недостаточно для больших перемещений, поэтому также существует возможность схлопывания и разделения ячеек (как клетки, растет, растет и делится на две). Данные действия происходят при достижении заданных критериев по форме, например скошенности или удлинения. Подобные задачки у нас делают студенты во Fluent. Благодаря функции автоматического перестраивания сетки многих проблем, перечисленных выше, можно избежать.

Кстати, интерфейсы на первой картинке в один прекрасный момент, при закрытии клапана, необходимо превратить в wall. Иначе камера сгорания не будет герметична. Удалить эту границу нельзя, элементы не могут появляться ниоткуда.

[Apologist 0]

Кстати, интерфейсы на первой картинке в один прекрасный момент, при закрытии клапана, необходимо превратить в wall. Иначе камера сгорания не будет герметична. Удалить эту границу нельзя, элементы не могут появляться ниоткуда.

Понятно. В STAR-CD ячейки можно удалять и добавлять на нужных этапах (ну и растягиваются/сжимаются они конечно), поэтому такой проблемы нет. По сути это даже не проблема, это просто означает, что одну и ту же задачу разные коды решают разными путями.

А вы не в курсе, серьезные двигателестроительные конторы вообще для расчета ДВС используют Fluent? Вообще, я уверен, что используют, просто конкретных производителей я не знаю. Наверняка же есть рекомендации, тюториалы и т.п.? Почему вы их не используете?

В STAR-CD по-моему просто огромное количество документации на эту тему, с подробным разбором всех тонких мест и способов решения проблем по построению сетки. В последних релизах появился документ с описанием рекомендуемых настроек солвера, основанный на опыте клиентов, использующих STAR-CD для моделирования ДВС.

На данный момент вы какого-то прогресса добились с вашей задачей? Я как-то задавался вопросом по времени подготовки моделей с использованием es-ice, инженеры CD-adapco строят удобоваримую сетку для двигателя за 1-2 дня. Естественно, расчеты, валидация и т.п. занимают гораздо больше времени. Но по сетке сроки действительно не превышают пары дней.

[Ivan88 0]

Вряд ли кто-то использует Fluent для таких целей в промышленных масштабах. Они модуль для ДВС как один раз написали, так больше и не модернизировали, мне так кажется. Значит нет спроса. Одним из лучших коммерческих пакетов для расчета двс, на мой взгляд, является FIRE от компании AVL. Из российских АвтоВАЗ и Бауманка представляли свои работы с этим пакетом. Сами AVLевцы говорили, что и КамАЗ их партнер. Из зарубежных это BMW и ауди, опять же, с их слов.

[an_rushin 124]

Предлагаю комплексное решение симуляций ДВС при помощи трехмерной блочно-структурированной сетки (ICEMCFD Hexa) и пакета AVL Fire.

Быстрая сходимость расчета, многолетний опыт подобных работ для BMW Германия.

[a_schelyaev 350]

Я так понимаю, местный бомонд спит и видит как бы ДВС посчитать.

Автоваз и автогаз на письма не отвечают, что-ли?

[an_rushin 124]

я даже извинения попрошу, если это вас устроит

[Apologist 0]

an_rushin

Я конечно понимаю, что в приличном обществе верят на слово, но у нас за такое можно и канделябром получить :)

[Vova 418]

Ребята, зачем сразу "мочить" товарища, пусть покажет свои работы. Неужели не интересно?

[Apologist 0]

Почему? Конечно интересно. Особенно в свете того, что ВАЗ вроде с AVL собирался дружить? Я как раз надеялся, что товарищ карты вскроет.

Мне эта новость особенно показалась интересной в свете их партнёрского сосуществования с Renault. А там где Renault - там CD-adapco вообще-то, французский офис процентов на 90 работает над движками Renault.

С другой стороны в связке STAR и AVL'евский Boost успешно работают.

[vl 327]

Почему? Конечно интересно. Особенно в свете того, что ВАЗ вроде с AVL собирался дружить?

Александр, ВАЗ уже дцать лет дружит с АВЛ. Практически во всех последних движках есть инжиниринг австрийцев. Я уже не говорю об использовании Fire и Буста на заводе.

Я как раз надеялся, что товарищ карты вскроет.

Ага, выложит работы для БМВ прямо на форуме? Ему тогда вскроют )).

an_rushin, есть рабочий интерес познакомиться через личку.