Numerical Modeling of Fluid Flows (BMEGEÁTAM5) 2014. 04. 01.
• Balázs Farkas • farkas [at] ara.bme.hu • www.ara.bme.hu/~benedek/CFD/workbench
Rule #1: Whatever you do, do NOT use space and accents in file names!
Solving a problem with CFD CAD model (Design Modeler)
Mesh generation (Mesher)
Solver (FLUENT)
WORKBENCH
Postprocessing (FLUENT/CFD post)
1th labor practice – 2D orifice
Chapter 1: Geometry modeling
Get the Basic construction points http://www.ara.bme.hu/oktatas/tantargy/NEPTUN/BMEGEATAM05/2013-2014-II/ealecture/FLUENT/
Az ANSYS Workbench kezdőképernyője
Drag and drop Fluid Flow (Fluent) from the Analysis System group to the project schematic desktop
A Design Modeler elindítása
Left-click on Analysis Type in Advanced Geom. Options menu and set it to to 2D Double click on Geometry and run Design Modeler
A mértékegységek beállítása
In Units menu chose mm
A munka sík kiálasztása
Choose XYplane, Right click and choose the Look at command
Az alappontok beolvasása
In File menu choose Run Script and run the Java script you previusly downloaded (Orifice.js) !Check if XYplane is selected!
Mi a címe ennek a diának?
Click on the sketching tab
Kényszerek
Constraints / Auto constraints / check Cursor
Egyenes vonalak berajzolása
Use Draw / Line and connect the construction points
Körív rajzolása
Use Draw/Arc by center draw around the tip of the orifice
Kényszerek
Use Constraints/Fixed to fixe the dimensions of the centerline
Méretezés
Specify dimensions by using the Dimension/SemiAutomatic command!
With Animate you can check the corresponding geometries
Állítható méretek publikálása
Publish pipe radius with creating a new Design Parameter (click on the checkbox at the corresponding diemsion), Parameter name : R_pipe
Állítható méretek publikálása
Publish orifice depth with creating a Design Parameter, Parameter name : S_orifice
Állítható méretek publikálása
Publish inlet radius (R_inlet)
Felület létrehozása 3 2 1
1)Go back to medeling 2) Choose Sketch1 3) Choose Concept/ Surface from sketches
Felület létrehozása
Choose Operation/ Add frozen
Felület létrehozása Choose Generate to generate the surface
Close Design Modeler
Chapter 2: Mesh generation
A Mesher elindítása Save the project under a convinient name (no spaces no accents!)
Double click on Mesh
Kezdeti háló
Choose Mesh from the project tree to check the current mesh
A méretek beállítása
In the sizing menu change the Max size and Max face size values to 1 mm
A méretek beállítása
With the Update button update your mesh
Sűrítés
Right click on Mesh InsertSizing
Sűrítés 1
2
2
1) Click the Point Selection tool (green) on the toolbar 2) set the Geometry property of the Sizing control to the innermost (minimum radius) corner point of the orifice.
Sűrítés
Set the Sphere Radius parameter to 0.008 m and the Element Size to 0.0005!
Sűrítés
Update your mesh
Peremfeltételek beállítása 1) Activate the line selection tool 2) Choose the inlet plane 3) Right click/ Create Named Selection 4) Create a name selection called Velocity_inlet
Peremfeltételek beállítása
1 Create the folloving named selctions by selecting the appropriate line 1) Axis 2) Pressure_outlet
2
Update the mesh
Chapter 3&4: Fluent
A FLUENT elindítása
Double click on Setup and run Fluent
A FLUENT elindítása Chose OK
Alapbeállítások
1 General menu - Check the mesh (Check) - Set the axisymmetric model Problem
2
Fizikai modellek
1
In the Model menu - Choose the Viscosus model
2
Turbulencia modell
1
2 Set model to Realizable k-e
Anyagjellemzők Check Materials Menu (leave the default values)
2
Folyadék zónák A Cell zones menu (leave the defaults)
2
Peremfeltételek 1
2
3
A Boundary Condition pontban megtaláljátok a named selection-ként beállított perem felületeket 1) A Type on belül változtathatjátok a peremfeltétel típusát 2) Válasszátok ki a Velocity_inletet 3) Állítsatok be 10 m/s egyenletes belépő sebességet
Peremfeltételek
A belépő turbulencia jellemzőkét is definiálni kell: - állítsatok be 10%-os turbulencia intenzitást és 0.01 m-es hidraulikai átmérőt
Peremfeltételek A kilépésnél a nyomást írjuk elő (pressure outlet) - Itt is lehet állítani pl. a visszaáramlás turbulencia jellemzőit
Peremfeltételek A falakon is sok hasznos dolgot írhatunk elő, pl: mozgást (moving wall – utána meg lehet adni a sebesség komponenseket), nyírási jellemzőket (no slip – tapadás törvénye, specified shear – előírhatjuk a nyíró feszültséget, 0 nyírás megfelel a az áramlás szempontjából szimmetria peremfeltételnek), érdességi jellemzőket, több fázisú áramlás esetén a fallal érintkező részecskék viselkedését...
Differencia sémák Solution Methods – Chose Seconder order disc. schemes
Relaxációs faktorok Check Solution control menu (leave defaults)
Konvergencia figyelése Double click on Monitors menu/Residuals
Konvergencia figyelése Change convergence criteria from absolute to none
Konvergencia figyelése
Add a new surface monitor (Create)
Konvergencia figyelése 1 4 2 3
To monitor the wall shear stress on the solid boundaries 1) Type: Area weighted average 2) Variable: Wall fluxes/wall shear stress 3) Surfaces: wall-surface _body 4) Check the Plot option
1) With graphic window layout split the graphical surface into two 2) Go to the Run Calculation menu 3) Set the Number of iterations: 1000 4) Hit Calculate
Kész
Szintvonalas ábrázolás
With Graphics and animation/Contours menu check the static pressure distribution In the options menu check Filled
Áramvonalak 3
With Graphics/Pathlines draw pathlines
Nyomáseloszlás 3
With Plot/ XY plot check the pressure distribution along the solid walls and the axis
Kimeneti paraméter definiálása
Look up the Report/Surface Integrals menu
Kimeneti paraméter definiálása 3
Publish the Area-Weighted average Static pressure by saving Output Parameter…
Run One more iteration step and close Fluent
Paraméteres futtatás
Double click on parameters
Paraméteres futtatás
Állítsatok be két számítási pontot Rperem= 1.5 mm és 2 mm sugárral Futtassátok le őket
