сверхзвук в FlowVision

[seyka 3]

здравствуйте знатоки!

задался целью повторить численно результаты пусков ракет, во время которых измерялись давления на её поверхности. В одной из тем посвященной гиперзвуку наткнулся на презентацию "Численное исследование течения около модели марсианского спускаемого модуля в аэродинамической трубе". Так вот согласно этой презентации моделирование в FlowVision проводилось двумя способами:

- первый. Устанавливались следующие ГУ: вход, выход, стенка и симметрия. При этом вводился отступ от оси симметрии в 0,1 мм.

- второй. Устанавливались следующие ГУ: Риман, стенка и симметрия. Отступ от оси отсутствует. 

В результате как я понял были получены более чем удовлитворительные результаты. 

Но в выводах этой презентации нет уточнений какой из подходов предпочтителен, зачем делался отступ, и что именно задавалось в качестве ГУ... (

Если кто в курсе решения такого рода задач в FlowVision буду рад услышать Ваши рекомендации. 

 

С уважением, Алексей!  

[Bonusfrag 104]

1) на сайте фв найдите статью как делать двумерные сетки 

2) на мой взгляд Риман хуже чем вход+выход. 

Я регулярно решаю сверхзвуковые задачи - нареканий нет.

 

 

Речь о фв3, и чем новее версия, тем лучше.

[seyka 3]

какие ГУ являются наиболее устойчивы для решателя, какие параметры задавать предпочтительно на входе и выходе? 

[seyka 3]

15 часов назад, Bonusfrag сказал:

1) на сайте фв найдите статью как делать двумерные сетки 

хм - я так понимаю это Вы когда то делали доклад на одной из апрельских конференций о вариациях с 2D сетками. а вот с нахождением статьи как то не сложилось у меня((( наверное старею, если ссылка под рукой буду благодарен ей! 

[seyka 3]

еще интересует вопрос формы расчетной области вокруг исследуемого объекта. Делать продувку в цилиндре или есть какие то извращения как например в одном из других коммерческих продуктов и городить параболоид для ГУ Вход?

[Bonusfrag 104]

вход любой, можно не отодвигать далеко вперед. Боковины - такие чтоб скачки не отражались на тело, - хоть симметрия, хоть Риман. Симметрия кажется надежнее.

в идеале все скачки должны падать на выход.

http://plasmaero.jiht.org/IS2013_2D_color.pdf статья про 2Д сетку

[seyka 3]

обнаружил, что в "мануале" есть описание задачи о гиперзвуковом обтекании шара воздушным потоком. В этом примере используется инициализация начальных условий около шара. В качестве начальных параметров используются параметры адиабатически заторможенного потока. При этом область этих начальных условий лишь на миллиметры выступает за объект обтекания. В связи с этим у меня вопрос - моя геометрия имеет довольно сложную форму следовательно мне стоит танцевать с бубном и выстраивать семейство цилиндров и конусов для описания моей геометрии или же можно просто для начальных условий нарисовать один цилиндр в который 100% попадает мой объект?

[a_schelyaev 366]

Зависит от версии FlowVision. Если нет "Неявной новой" схемы, то можно это не делать.

Если есть просто Неявная, то НУ можно задать в Импортированном объекте, который вы можете создать в CAD системе.

[Bonusfrag 104]

я рекомендую делать так:

задавать параметры заторможенного потока только в местах за телом, т.е. после обратных ступенек,

если тело сзади затуплено, то за телом надо поставить специальное НУ.

 

далее считать лучше начинать с CFD~0.5 даже на старой неявной,

потом постепенно можно переключить на новую неявную.

 

Еще можно для старта понизить порядок точности со 2го на первый, потом вернуть обратно.

 

Суть в том, что неявная схема, особенно новая, плохо стартует в тех областях, где должно быть отрывное и медленное течение, а начальное условие дано для невозмущенного набегающего потока

[seyka 3]

сейчас пробую считать с "Новой неявной" кажется получается. Считаю для угла в градус. А существуют ли рекомендации по расчетам: симметричная постановка, полная постановка?

Я имею ввиду то, что 3D например абсолютно не стоит считать при нулевых углах атаки, при иных условиях предпочтительно в 3D или что то подобное....

 а что такое " с CFD~0.5"?

 

Bonusfrag, а Вы сверх звук считаете только в FlowVision или побывали еще в каких-то программных комплексах?

Изменено 19 июля 2017 пользователем seyka

[Bonusfrag 104]

CFD имелось ввиду CFL - т.е. число Куранта Фридрихса Леви

 

плоский объект на углах атаки отлично считается в 2Д. Плоский всмысле например трехмерный плоский воздухозаборник.

 

А вот тело вращения на углах атаки уже придется считать в 3Д с плоскостью симметрии.

Важна мелкая сетка вблизи объекта - у поверхности, если есть внутренне течение (воздухозаборник), то в нём нужно считать на очень подробной сетке.

Адаптация к условию из 3,10,1 вам в помощь.

Если только внешнее обтекание - то скачки уплотнения на удалении от тела можно не разрешать.

 

Тело вращения толщиной в градус можно считать в 2Д на нулевом угле атаки, применяя мою методу для чистого 2Д.

 

У меня есть опыт расчетов в SolidWorks Flow Simulation (FloEFD). Но там уровень распараллеливания хуже, чем во FV.

Я начинал знакомство с CFD с этого кода. Он неплохой для обучения основам.

 

 

[seyka 3]

Спасибо за пояснения!

Почему спросил о иных комплексах. Считаю туже задачу во Fluent и получаю следующие результаты для Махов до 2 идет идентичное совпадение с экспериментальными данными, а вот для Маха 2,6 и 3,6 Fluent круто завышает давление на поверхности вопреки всем танцам с бубнами .... Думал может сталкивались с подобными ситуациями.

[seyka 3]

хм, я в замешательстве, такого обычно не бывает. Нормально посчиталось на начальной сетке, скачки лягли - все красиво. Решил проадаптировать тело обтекания. И расчет падает. Вылазят огромные алгебраические невязки(((( 

[Bonusfrag 104]

до адаптации включите CFL=0.5 или менее. Адаптируйте единовременно не более чем на один уровень. 

визуально найдите место проблемы, обычно там неадекватно высокое число Маха - отнеситесь к этому месту аккуратнее . 

9 часов назад, seyka сказал:

Спасибо за пояснения!

Почему спросил о иных комплексах. Считаю туже задачу во Fluent и получаю следующие результаты для Махов до 2 идет идентичное совпадение с экспериментальными данными, а вот для Маха 2,6 и 3,6 Fluent круто завышает давление на поверхности вопреки всем танцам с бубнами .... Думал может сталкивались с подобными ситуациями.

я по этой части слышал только такую историю из теориии заговора :  чем выше Мах, тем менее точно считает этот код. Исключение - специальные версии для отдельных американских КБ....

 

Другое объяснение - если высокие температуры - посмотрите, а захватывает ли такие температуры то свойство вещества, которое вы используете. 

Т.е. если свойство до 1000К, а в расчете у вас добивает до  3000К, то тут ошибка неограничена. 

 

Еще вариант - а м.б. какие-то ограничение включены на скорость или температуру или еще на что. В одном или другом пакете. 

Тогда их надо поменять соответственно задаче.

 

 

Т.е. вариантов много, и проверив всё вы скорее всего получите расхождение между пакетами не более 5% на сетке с размерами одного порядка.

[seyka 3]

20 часов назад, Bonusfrag сказал:

визуально найдите место проблемы, обычно там неадекватно высокое число Маха - отнеситесь к этому месту аккуратнее . 

что Вы имеете ввиду, произвести ограничения в решателе по вылетающим параметрам?

[Bonusfrag 104]

строите секущий слой Число Маха - и делаете абсолютный диапазон. 

В момент развала обычно этот абсолютный диапазон резко меняется. Допустим было М=0-4, а стало М=0-12. 

Вот найдёте точку, где М=12 - там и проблема. Далее уже с этим местом нужно как-то дополнительно работать. Зависит от места.

 

В общем, если не получится, то выкладывайте скрины - общий вид решения (число Маха), сечение расчетной сетки - посмотрим на это вместе.

[a_schelyaev 366]

Хотелось бы клюкой по голове постучать.

Какой еще CFL=0,5 для неявной схемы?

Для св/зв задач самое главное задать физические фазовые ограничители.

Для всех уравнений. Самое критичное задать для плотности - прижмите ее примерно к вашим рабочим диапазонам.

Потом давление, скорость и температура.

Должно все считать в режиме Вах-Вах даже на CFL=100, если речь про внешнее обтекание на числе М<5 точно. Проверено практикой.

Если обтекаем заборник, то есть особенности, по устаканивания системы обтекания внутри на разных дроссельных режимах.

 

Выкладывайте проект - поглядим.

[Bonusfrag 104]

3 часа назад, a_schelyaev сказал:

Хотелось бы клюкой по голове постучать.

Какой еще CFL=0,5 для неявной схемы?

Для св/зв задач самое главное задать физические фазовые ограничители.

Для всех уравнений. Самое критичное задать для плотности - прижмите ее примерно к вашим рабочим диапазонам.

Потом давление, скорость и температура.

Должно все считать в режиме Вах-Вах даже на CFL=100, если речь про внешнее обтекание на числе М<5 точно. Проверено практикой.

Если обтекаем заборник, то есть особенности, по устаканивания системы обтекания внутри на разных дроссельных режимах.

 

Выкладывайте проект - поглядим.

это опыт, ничего личного. на 100 ни одну задачу не запустить. Надо запускать с малых CFL.

все изменения надо также делать на малых CFL. 

Ну не 0,5, так 1.

ограничители плохи тем, что можно в них упереться и это не заметить. 

[a_schelyaev 366]

Я считал вплоть до 20 махов. Малый курант только на первых 5 итерациях, а порой и это не требовалось

В ограничители на внешнем обтекании упереться невозможно. Скорость не может быть выше чем в 2 раза набегающей. На практике раза в 1.5 на дозвуке при поджатии. Температура не может быть выше торможения или горения. Аналогично по давлению.

Когда в ограничители введут возможность задавать пользовательские формулы, то я будут туда заколачивать зависимости и все будет работать автоматом.

[seyka 3]

В 21.07.2017 в 21:09, a_schelyaev сказал:

Я считал вплоть до 20 махов.

а считали в какой постановке, полной или для сегмента (если сегмент, подскажите для какого угла)?