Моделирование раскрутки

[Avionix 1]

Подскажите как можно смоделировать процесс раскрутки и выхода на рабочий режим ветряка/гидромотора/ротора АД или к примеру моделирование режима авторотации, нарастания оборотов и зависимость подъёмной силы.

Есть модели готовые. Нужна помощь и консультация. Тему забрасывать не стану!

Предположительно считаю делать это в ANSYS Fluent или CFX.

Так же есть и COMSOL.

 

Основные вопросы на данный момент:

1) как объяснить программе что поток воздуха/газа/жидкости должен раскручивать рабочее колесо?

2) как оформить отчёт, без лишней информации?

3) как сделать наглядную анимацию процесса, для демонстрации?

4) проблемы точности, после понимания того как выполнить эту работу, заняться этим вопросом.

[kristeen 355]

В CFX и Fluent -- через Rigid body.

 

 

1) Сделайте туториалы с подвижными телами (а для начала и без них). Когда будете понимать, о чем говорится в подписи к видео, можете приступать к своей задаче.

2) 3) после того, как сделаете 1), отпадут сами собой

4) основной критерий "точности" -- сравнение с экспериментом.

 

 

Если не забросите, то осилите.

[Bonusfrag 104]

цель работы какая? для заказчика? для себя (хобби)?  дипломный проект или дисер?

 

каким образом выбраны перечисленные пакеты? 

 

Почему нужен именно переходный режим?

[Avionix 1]

В CFX и Fluent -- через Rigid body.

 

 

1) Сделайте туториалы с подвижными телами (а для начала и без них). Когда будете понимать, о чем говорится в подписи к видео, можете приступать к своей задаче.

2) 3) после того, как сделаете 1), отпадут сами собой

4) основной критерий "точности" -- сравнение с экспериментом.

 

 

Если не забросите, то осилите.

Спасибо за подсказку, думаю то что надо. Только вот интересует возможность упрощения всей методики.

Можно ли как-то импортировать данные из файлов .iam созданных в Inventor со всеми их соединениями, чтобы не делать это повторно в Rigid body?

Так же интересует альтернативные варианты. Зная Autodesk у них наверняка есть программы умеющие дополнять друг друга в этом деле. Может есть что-то для такого же расчёта от них?

цель работы какая? для заказчика? для себя (хобби)?  дипломный проект или дисер?

 

каким образом выбраны перечисленные пакеты? 

 

Почему нужен именно переходный режим?

Делаю для диплома, в дальнейшем хочу более детально освоить всё для себя т.к. высока вероятность что только для диплома не ограничиться потребность.

Выбрал ANSYS и COMSOL из-за их функционала т.к. в плане провести работы по не только по гидрогазодинамике, но и по акустике и механике, а у них хороший функционал для выполнения этих задач. Так же по причине того, что ANSYS не нуждается в представлении т.к. все знают его возможности. Ну а COMSOL меня лично заинтересовал из-за удобства интерфейса и простоты сочетания физических процессов (в сравнении с ANSYS), так же там обещают в скором времени перевести на русский.

 

Переходный режим нужен по причине самой цели работы т.к. в плане мне лично надо просчитать режим авторотации, либо раскрутки ветряка. А расчёты с гидравликой для лучшего закрепления материала, и сравнения основных отличий, есть просто кого этим заинтересовать.

[Bonusfrag 104]

Выбрал ANSYS и COMSOL из-за их функционала

 

В Вузе есть лицензия на оба продукта?

 

Если нет, то рекомендую http://flowvision.ru/index.php/besplatno-uchashchimsya      Раскрутку точно сможете сделать в этом пакете.

 

но и по акустике и механике

не распыляйтесь.

[n-r 62]

Вы по-английски читаете? Таких задач решено в практически любом расчетном ПО достаточно. Сначала очень рекомендую погуглить тему и набрать материала (набрать статей, доступных хотя бы на бесплатной основе). Большинство таких статей достаточно грамотно и детально описывают процесс построения сеток, задания граничных условий и проч. Потратьте побольше времени на анализ таких статей, даже если не очень с языком, не нужно набивать шишки там, где про лежащие грабли все известно давно.

 

не распыляйтесь.

 

И вот с этим соглашусь. Современное ПО, в котором собрано "все от одной кнопки", создает иллюзию у новичков, что вы сейчас все задачи решите. Ничего у вас не получится, кроме красивых картинок. Локализуйте проблему до минимума. Сосредоточьтесь на чем-то одном и доведите до конца, раскопайте настолько глубоко, чтобы быть уверенным в полученном решении на 500%. Если вы действительно беретесь решать задачу всерьез, а не ради картинок.

[Avionix 1]

 

Выбрал ANSYS и COMSOL из-за их функционала

 

В Вузе есть лицензия на оба продукта?

 

Если нет, то рекомендую http://flowvision.ru/index.php/besplatno-uchashchimsya      Раскрутку точно сможете сделать в этом пакете.

 

но и по акустике и механике

не распыляйтесь.

 

FlowVision уже до меня пытались для таких задач приспособить. В итоге слишком большая погрешность.

Лицензии ANSYS есть в ВУЗе, COMSOL это уже моя инициатива.

Задачи по механике это тоже больше для себя, любопытно многое проверить.

А вот задачи по акустике уже для диплома пригодились бы.

[vl 327]

Переходный режим нужен по причине самой цели работы т.к. в плане мне лично надо просчитать режим авторотации, либо раскрутки ветряка. 

 

Тогда вешайтесь.

В лоб рассчитывать динамику разгона в CFD ? Вы представляете себе временные масштабы данного процесса - сколько по времени раскручивается ветряк и сколько у вас будет шаг по времени при интегрировании? 

Для красивых картинок - посчитать сможете (загрубляя модель и шаг интегрирования). Для какой-то заданной точности - ждите до конца века.

 

Имеет смысл посчитать аэродинамические характеристики и потом заложить их в обычную MBD программу. Вот тогда все получите нормально

[Bonusfrag 104]

В лоб рассчитывать динамику разгона в CFD ? Вы представляете себе временные масштабы данного процесса

Зато потом будут отзывы "опытных" пользователей, со знанием дела заявляющих, что "в итоге слишком большая погрешность."

[n-r 62]

В этом отчасти виноваты маркетологи, которые приходят и говорят: в греции все есть наш софт может все

https://www.youtube.com/watch?v=91UN0q7tjD0

[a_schelyaev 371]

FlowVision уже до меня пытались для таких задач приспособить. В итоге слишком большая погрешность.

 

 

 

FlowVision к ветрякам в стационаре пристроили уже давно и нормально. Вопрос лишь в расчетной сетке и длительности расчета.

Если нужна именно авторотация/флюгирование, то если динамический процесс раскрутки не волнует, а интересно посмотреть на какие обороты выйдет "крутилка", то есть для Скользящего ГУ соответствующий режим Авторотация.

Можно на грубой сетке его раскрутить, а потом за несколько шагов адаптации сетки получить сошедшееся по сетке решение.

RotorFV.pdf

[Avionix 1]

Вот наиболее интересующая работа как образец. Тут провели исследования влияния формы законцовки лопасти на шум возникавший при обтекании в воздушной среде.

В принципе для начала хотел бы максимально подробно понять как сделать так же. И на результате полученного опыта продвигаться дальше.

 

Основные вопросы возникающие глядя на эту работу:

1) тут закручивают поток воздуха, а не саму лопасть? насколько это правильное решение?

2) как задать подобные действия в программе и какие параметры нужно настроить?

3) имеет ли смысл выполнять подобное решение с комплектом лопастей? или достаточно выбрать одну и считать что с остальными будет так же?

4) правильно ли я понимаю - тут не учитывается вращение и нет взмаха лопастей? можно ли это добавить и пересчитать? или это будет слишком длительным расчётом по времени?

расчёт акустики лопастей.rtf

[Bonusfrag 104]

Основные вопросы возникающие глядя на эту работу:

1) тут закручивают поток воздуха, а не саму лопасть? насколько это правильное решение?

2) как задать подобные действия в программе и какие параметры нужно настроить?

3) имеет ли смысл выполнять подобное решение с комплектом лопастей? или достаточно выбрать одну и считать что с остальными будет так же?

4) правильно ли я понимаю - тут не учитывается вращение и нет взмаха лопастей? можно ли это добавить и пересчитать? или это будет слишком длительным расчётом по времени?

1)Для стационарной задачи разницы нет. для нестационарной (раскручивание) - недостаточно данных для ГУ - нужно знать решение, чтоб правильно раскручивать поток во времени

2)google ANSYS обтекание винта или вращающийся домен итд

3)конечно, лучше решать с периодическим ГУ - это дешевле

4)еще раз - крутится либо винт, либо поток. для стационарного решения разницы нет и взмах учитывается в обоих случаях

[Avionix 1]

1)Для стационарной задачи разницы нет. для нестационарной (раскручивание) - недостаточно данных для ГУ - нужно знать решение, чтоб правильно раскручивать поток во времени

2)google ANSYS обтекание винта или вращающийся домен итд

3)конечно, лучше решать с периодическим ГУ - это дешевле

4)еще раз - крутится либо винт, либо поток. для стационарного решения разницы нет и взмах учитывается в обоих случаях

То есть стационарная задача не подразумевает изменение характера обтекания, положения лопастей в пространстве (к примеру изменить угол атаки). Я правильно понял?

Так же интересует - если какие-то ограничения по расположению лопасти к границам условной среды?

Просто не могу понять почему именно с такими параметрами выбрали границы воздушной среды для такой лопасти, может сделать их меньше и уменьшить время расчёта?

[Bonusfrag 104]

То есть стационарная задача не подразумевает изменение характера обтекания, положения лопастей в пространстве (к примеру изменить угол атаки). Я правильно понял?

если изменить угол атаки - то это уже набор стационарных задач

 

Так же интересует - если какие-то ограничения по расположению лопасти к границам условной среды?

ну как правило стараются отступить побольше.... 10-20 характерных размеров

[Avionix 1]

если изменить угол атаки - то это уже набор стационарных задач

 

 

 

ну как правило стараются отступить побольше.... 10-20 характерных размеров

Так а что тогда считается динамической задачей?

 

Вопросы:

1) такую задачу можно сделать только в Ansys Fluent, или CFX и ICEM CFD тоже в состоянии работать с таким?

2) можете пояснить термины "замороженный" ротор и скользящая сетка? И в каких ситуация и с какой целью это используют?

3) исходя из каких условий выбирается тип решателя?

4) можно ли использовать 1 расчёт для определения аэродинамических показателей (центр давления, аэродинамическое качество, моделирование спутной струи, моделирование потока воздуха в работающем винте) и для определения аэроакустических показателей (моделирование шума от работы винта)? или нужно это считать отдельно друг от друга?

5) можно ли как-то предварительно определить кол-во нужных итераций и как это сделать? и можно ли узнать предварительно сколько времени уйдёт на расчёт или это только по результатам время покажет?

[Bonusfrag 104]

Так а что тогда считается динамической задачей?

раскручивание, например: берем поток воздуха. в нем неподвижный ветряк. В момент времени 0 мы освобождаем ветряк для вращения. он начинает раскручиваться.

 

 

 

1)

не знаю

 

 

 

скользящая сетка

вот есть у вас аэродинамическая труба целиком. вам её надо всю просчитать. в ней есть подвижное тело - вентилятор.

есть два варианта - как учесть его вращение

1) перестраивать сетку каждый шаг (подвижное тело - движется, сетка меняется)

2) выделить часть с ротором, построить в неё сетку и вращать эту сетку вместе с телом. это и есть скользящая: основная сетка неподвижна, сетка вокруг вентилятора вращается и скользит вдоль основной

 

замороженный ротор - вероятно, это про решение всей задачи обтекания ротора в подвижной (вращающейся) системе координат

 

шум это колебания давления. мельчите сетку и считайте всё в одной задаче.

 

 

5) - нет. поэтому надо смотреть на сходимость. ставите маркер (датчик давления), черезз какое-то время (не важно - стационарный расчет или динамический) вы увидите - что значение константа или периодические колебания с постоянной амплитудой. значит решение сошлось

[vl 327]

1) такую задачу можно сделать только в Ansys Fluent, или CFX и ICEM CFD тоже в состоянии работать с таким?

 

В CFX можно

ICEM CFD - только для сетки, это не решатель

[vl 327]

Я посмотрел отчет по расчету, и небольшое замечание.

Результаты расчета качественные, а не количественные и высокие частоты у них загашены сеткой.

Причем непонятно насколько загашены и низкие частоты, хотя они скорее всего нормально оценились.

Было бы интересно посмотреть на результаты испытаний, скорее там было бы тоже, что на рис. 1.1.

И уже тогда играться с сеткой.

Также я не понял, но судя по y+ они считали на ke. А лучше бы хотя бы на SST, если уж высокие частоты не интересны.

И расчетная область какая-то маленькая. Этак раз в 10 побольше бы не помешала.

В этом смысле неясно, как они считали звук в 150 м за расчетной областью.

В общем, замечаний много наберется, причем в сторону как раз акустики, но для старта вполне нормально

[Avionix 1]

Bonusfrag спасибо за ответы)) теперь понятно почему у меня не получалось раскрутить винт))

 

vl на счёт выбора SST я так и планирую сделать, но я раньше спрашивал какой решатель выбрать (k-e, k-w, sst или другие) и исходя из чего он выбирается? это я так и не понял до конца

 

и вообще общий вопрос:

К примеру у меня лопасть будет в  9 метров длину, а размах между лопастями будет допустим 22 метра. Выходит что мне нужно сделать размер сетки от 220 метров до 440 метров в ширину и длину? А высоту как тогда выбрать?

Так же возникает логический вопрос - а может лучше масштабировать и сделать модель лопастей поменьше? Но как оно повлияет на качество расчёта? На сколько это будет правильное решение?