Дипломная работа: Разработка методики расчета аэродинамических характеристик с помощью комплекса ANSYS CFX на примере

· - можно задать для всей модели;

· - можно определять как по линиям, так и по поверхностям;

· - можно указать не зависимую область в пространстве (4 точками, по форме гексаэдр) для определения плотности внутри нее;

· - размерные параметры сетки умножаются на масштабный коэффициент, по умолчанию равный 1 это сделано, для того чтобы изменением одной величины можно было пропорционально поменять все размерные параметры;

· - кроме перечисленных типовых параметров можно в случае надобности определить ряд дополнительных, например можно указать на сколько слоев от поверхности необходимо выдержать заданный размер

· Призматические слои.

· В дальнейшем, можно на сетке тетраэдров вырастить призматические слои (см. модуль Prism).

· Неприхотливость к CAD геометрии.

1.1.8 Модуль ICEM CFD Prism

Модуль Prism называют также подмодулем Tetra в задачу которого входит выращивание призматических слоев от поверхности. В этом случае при расчете на тетраэдрической сетке можно построить более предпочтительные призматические элементы в пограничном пространстве. Это позволяет получать лучшую сходимость и более точно проводить расчет в пограничном слое. На каждом этапе построения происходит сглаживание: образующих треугольных элементов, построенных призматических элементов, а также сетки тетраэдров. Кроме высоты первого слоя можно указать отношение высот призматических слоев, а также закон изменения высоты либо линейный, либо экспоненциальный. Стоит заметить, что на выбранных поверхностях можно указать различные параметры распределения высот призматических слоев, рис. 1.4.

Рис. 1.4. Призматическая сетка построенная при помощи модуля Prism

1.1.9 Модуль ICEM CFD Hexa

В этом модуле реализован новый подход мультиблочного метода построения структурированной расчетной сетки, состоящей полностью из гексаэдров. Суть которого заключена в построении грубой топологически подобной модели, которая затем проецируется на исходную геометрию. Удобный интерфейс для анализа сетки и редактирования топологии позволяет достаточно быстро построить и редактировать будущую сетку. Модуль позволяет использовать полуавтоматический генератор гексаэдрических сеток, в т.ч. O-сеток как внутри, так и снаружи геометрического объекта, с инструментами автоматического проецирования на геометрические поверхности, рис. 1.5.

Рис. 1.5. Гекса сетка построенная при помощи модуля Hexa

1.1.9.1 Инструменты

· "O grid" сетка

· Деление блоков

· Удаление ребер и граней

· Автоматическая ассоциация ребер и граней.

· Сглаживание сетки

· Перестроение сетки на новой геометрии используя replay файлы

· Слияние граней и блоков.

· Смена материала для блоков.

· Создание вручную блока, по вершинам.

· "Wing grid" сетка. Специальная сетка которая используется для построения специальной группы блоков для описания геометрических объектов подобных крылу самолета.

· Улучшение сетки (Refinement)

· И множество других инструментов.

1.1.10 Редактирование сеток

Проверка на наличие ошибок. При построении сложных сеток возможно возникновение ошибок и т.н. вероятных ошибок (вероятных проблем). Ошибками будем называть особенности построенной сетки, которые приводят к невозможности расчета в большинстве расчетных пакетах. Например, дублирующие элементы или ориентация ячейки. Вероятные ошибки это особенности построенной сетки, которые могут вызвать проблемы при импорте и решении в других пакетах. В большинстве случаях ICEM CFD в состоянии автоматически исправить подобные ошибки.

Сглаживание . После того как расчетная сетка создана в одном из модулей ICEM CFD, можно провести оценку ее по выбранному критерию, например на соотношение длин ребер элемента, величину угла между ребрами элемента и др. ICEM CFD построит гистограмму распределения количества элементов по величине критерия. Можно выбрать столбцы гистограммы для отображения этих элементов отдельно от остальных.

Далее можно задать величину выбранного критерия и ICEM CFD произведет сглаживание и по возможности улучшит качество элементов с таким расчетом, что бы ниже этого критерия элементы не присутствовали в сетке.

Редактирование . Однако в некоторых случаях приходится применять ручное редактирование сетки. Такие операции как перемещение узла (можно перемещать мышью визуально контролируя результат), удаление и создание элемента, распределение по семействам и т.д.

1.1.11 Экспорт сетки

Заключительный шаг это экспорт сетки в выбранном вами формате (расчетные пакеты, форматы которых поддерживает ICEM CFD). Можно также задать граничные условия и сохранить вместе с ними.

1.2 Программный комплекс вычислительной гидродинамики ansyscfx