Семинар 3_Магистры

Ввод исходных данных
1. Расчетная область (Domain )
Расчетная область или домен – это области потока среды или теплообмена. В одной задаче могут присутствовать несколько доменов. Граница раздела между доменами должна быть обозначена интерфейсами (Interfaces). Каждый домен требует задания:
- области формирования, которая состоит из одного или нескольких 3D тел;
- физической природы домена;
- свойств сред в домене.
Физическую природу домена определяет его тип:
Fluid Domain – текучий домен используется для моделирования жидких или газообразных сред.
Solid Domain – определяют расчетную область как твердое тело.
Porous Domain – пористые домены.

Material → Water.
Morphology → Continuous Fluid.
Каждый домен требует определение вида морфологии (Morphology) для каждого компонента текучей среды. Морфология используется для описания связей между компонентами потока.
• Continuous Fluid
Непрерывная фаза или сплошная среда для однокомпонентного потока. Пример непрерывной фазы – воздух при моделировании движения капель воды в воздухе.
• Dispersed Fluid
• Particle Transport Solid
• Particle Transport Fluid
• Dispersed Solid
Pressure > Reference Pressure → 1 atm.
Опорное давление: preal = pref.pr. + p

Вкладка Fluid Models (уравнения, подключаемые к расчету)
Heat Transfer > Option → none (без учета теплопередачи).
Модель теплообмена
Turbulence > Option → k-Epsilon (модель турбулентности k-ε).
Модель турбулентности
2. Граничные условия (Boundary)
Граничные условия определяют поведение среды на внешней границе рассматриваемой области. ANSYS CFX предлагает следующие типы граничных условий.
Вход (Inlet) – среда втекает в домен.
Выход (Outlet) – среда вытекает из домена.
Открытая граница (Opening) – среда может одновременно втекать и вытекать из домена.
Стенка (Wall) – непроницаемая граница для потока среды.
Плоскость симметрии (Symmetry) – плоскость геометрической симметрии и симметрии течения.

3. Контроль параметров решателем Solver
Окно Solver Control: окно Outline > Simulation > Flow Anslysis 1 > Solver > Solver Control → двойной щелчок ЛКМ.
Вкладка Basic Settings:
Convergence Control > Min. Iterations → 5 (минимальное число итераций).
Convergence Control > Max. Iterations → 100 (максимальное число итераций).
Fluid Timescale Control > Timescale Control > Physical Timescale → 0.05 s (физический масштаб времени).
Convergence Criteria > Residual Target → 1e-4 (критерий итерационной сходимости устанавливаем 10-4).

Решение
Определены все параметры физики задачи в Setup. После сохранения проекта запускаем решатель Solver в блоке Solution (строка А5) Workbench.
В окне решателя определяем, с каких начальных значений или начальных приближений начинать расчет (Initial Values → Initial Conditions, т.е. со значений, определенных в блоке Setup) и включаем расчет кнопкой Start Run.

Анализ сходимости
О получении сходящегося решения говорит график сходимости в окне CFX-Solver Manager.

Обработка результатов
Для запуска ANSYS CFD-Post в окне Workbench следует выбрать блок Results в структурной схеме Fluid Flow (CFX).
В зависимости от требований задачи результат решения может быть:
- выведен на экран в окне просмотра результатов в виде полей переменных, линий токов, векторов для визуализации направления и величины токов, траекторий частиц;
- представлен в виде графиков или таблиц;
- воспроизведен анимацией.

Самостоятельная работа