ООО Делкам Урал ngs@delcam-ural© 2010 ansys, inc. all rights reserved. 1 ansys, inc....

© 2010 ANSYS, Inc. All rights reserved. 1 ANSYS, Inc. Proprietary© 2010 ANSYS, Inc. All rights reserved. 1 ANSYS, Inc. Proprietary

Возможности

ANSYS CFD

Новаковский Геннадий

ООО Делкам-Урал[email protected]

© 2010 ANSYS, Inc. All rights reserved. 2 ANSYS, Inc. Proprietary

Гидродинамика. ANSYS CFD

• Вычислительная

гидродинамика

(CFD) сегодня - одна из

составляющих процесса

проектирования

• ANSYS CFD (FLUENT и CFX) -

признанные лидеры среди

коммерческих CFD

• Многолетний опыт успешно

применения

крупными компаниями в

различных отраслях


Сетки

• Форма ячеек Тетраэдры+призмы

Многогранные

Гексаэдры

Ортогональные (immersed body)

• Сумма технологий Gambit

T-Grid

ICEM CFD

ANSYS

CFX Mesh

TurboGrid


Решатели

• 4 решателя

гибкость при выборе

широта применения

• Pressure-Based

расщепленный

сопряженный

• Density-Based

неявный

явный

Pressure-Based

(segregated)Density-Based

(coupled)

Mass Continuity;

Update Velocity

U-Momentum

V-Momentum

W-Momentum

Pressure-Based

(coupled)

Turbulence Equation(s)

Species

Energy

Other Transport Equations as required

Mass

& Momentum

Mass,

Momentum,

Energy,

Species


Решатель

• Широкий выбор методов дискретизации

Конвективное слагаемое

Диффузионное слагаемое

Интерполяция давления (расщепленный)

Сопряжение давления и скорости (сопряженный)

• Многосеточная инициализация (FMG)

Полезна для сложных задач потока (большие градиенты

давления и скорости, громоздкие сетки).

Решаются уравнений Эйлера с точностью первого порядка

на огрубленной сетке.

Работает с решателями Pressure-Based и Density-Based


Многосеточная инициализация

Свободный конвективный поток


Физические модели

• Многофазные течения

• Сопряженный теплообмен

• Излучение

• Роторные машины

• Течения с горением и химическими

реакциями

• Турбулентность

• Библиотека свойств твердых материалов,

жидкостей, газов

• Двигающаяся сетка

• Взаимодействие среды и конструкции


Многофазные течения

• Лагранжева модель

частиц (DPM)

• VOF-модель Разрешение границы раздела

нескольких протяженных фаз

• Эйлерова модельПротяженная + дисперсная фаза

Осреднение VOF для широкого класса задач

• Модель смеси Упрощение модели Эйлера когда инерция вторичной

фазы мала

• Тепло- и массоперенос

между фазами


Многофазные течения

• Газ – жидкость

Течение с пузырями.

Капельное течение

Снарядный режим

Течение со свободной

поверхностью

• Газ - твердые частицы

Поток с мелкими частицами

Псевдосжиженный слой

• Жидкость – тв. частицы

Суспензия


Примеры многофазных течений


Сопряженный теплообмен

• Конвекция «среда –конструкция»

• Теплопроводность в твердых и пористых телах

• Теплопроводность в «тонких» стенках

• Баланс потоков при несовпадении сеток среды и конструкции

• Нет ограничений по количеству областей и материалов


Теплообмен излучением

• Модель Росселанда

• Модель Р-1

• Модель дискретных

ординат

• Модель дискретного

переноса

• «Поверхность-поверхность»

• Подмодели Спектральные модели

Рассеивание


Роторные машины

• Проверенная технология!

• Несколько стационарных и вращающихся систем координат

• Стационарный и нестационарный анализ

• От низких до сверхзвуковых скоростей

• Специализированные граничные условия

RM

S Н

ев

язки

6.2 млн узлов


Примеры расчетов турбомашин

Температура внутри

каналов охлаждения

турбины

Контуры температуры газа в сечении

камеры сгоранияЛинии тока, показывающие вторичные

эффекты, и утечку из кожуха в ступенях турбины.

Контуры давления в 15-ти ступенчатом компрессоре


Роторные машины

ANSYS Workbench

Геометрия Сетка Расчет

DesignModelerANSYS-Mesh

BladeModeler

CFX

Оптимизация

TurboGrid

ICEM CFD

Исходные

Размеры

ANSYS

Simulation

BladeEditor

FLUENT


Модели горения

• Ламинарное течение:

– Модель конечной скорости хим. реакций

• Турбулентное течение:

– Все модели

• Не смешанные компоненты:

– Модель Eddy Dissipation

– Модель Flamelet

• Полностью и частично смешанные:


– Модель скорости горения

• Медленная химия:

– Модель конечной скорости хим. реакций

• Быстрая химия:




• Вредные выбросы, ионы (NOх, CO):



– Опция FRC (все модели) для моделирования NOх


Нестационарное горение в

цилиндре водородного ДВС


Модели турбулентности

– Алгебраическая модель

– Дифференциальные моделивихревой вязкости

– Модели напряжений Рейнольдса (RSM): LRR-IP,LRR-OI, SSG

– Метод крупных вихрей LES

– Модель неприсоединенного вихря DES

– Модель адаптируемого масштаба SAS SAS-DES-LES

URANS

© 2007 ANSYS, Inc. All rights reserved. 19 June 2007 ANSYS, Inc. Proprietary

Модели турбулентности во

FLUENT 12

Модель с одним уравнением Spalart-Allmaras’

Стандартная k-e модельRNG k-e модельРеализуемая k-e модельk-w модель Вилкокса(SST) k-w модель МентераV2F модельГибсона & Лаундера RSMSpeziale, Sarkar, и Gatzki’s RSMDES (SA based)LES (Dynamic Smag., WALE …)Зональный LES

Стандартная функция стенки

Масштабируемая функция стенки

Неравновесная функция стенки

Усовершенствованная/автоматическая

трактовка пристеночной области

Базовые модели турбулентности

Пристеночные опции

Модификация Като-Лаундера

Эффекты плавучести

Эффекты сжимаемости

Низкорейнольдсовые эффекты

Эффекты градиента давления

Переходная модель

SAS модель

Источниковые члены

Турбулентная вязкость

Уравнения переноса турбулентности

Настраиваемые методы

Вспомогательные модели


Двигающаяся сетка

Стратегии сеточного движения

• заданное движение с автоматическим

сглаживанием сетки,

• явное трехмерное движение по заданной

пользователем функции или по серии сеточных

файлов,

• перестроение сетки с измененной топологией,

• комбинации этих стратегий.



деформация перестроение послойное

• 3 стратегии



• Комбинация стратегий



• Течение в шестеренчатом насосе


Адаптивная сетка

до адаптации после адаптации


Адаптивная сетка

Динамическая адаптация сетки по границе раздела фаз


Взаимодействие среды и конструкции

• Одностороннее FSI незначительные деформации

автономные решения

• Двустороннее FSI деформации влияют на параметры течение

сопряженное решение

Давление Температура Напряжения



Движение жидкости при повороте баков



Деформация баков


Схема сопряженного

междисциплинарного расчета

• Исследуется текучая среда– и конструкция (теплообмен)

• Вычисляются– Поле течения– Давления/Силы– Конвективный теплообмен

Теплофизика

Гидродинамика Прочность

• Исследуется конструкция

• Вычисляются– Деформации– Напряжения

• Исследуется конструкция• Вычисляются

– Температурные поля– Деформации и напряжения,

вызванные тепловым расширением

Взаимодействие


Постпроцессор ANSYS CFD


Резюме

Преимущество ANSYS CFD основано на

совокупности проверенных и

лидирующих в своей области технологий

в каждом элементе программного

комплекса.

Именно это обстоятельство

обеспечивает точность, надежность,

скорость и гибкость, дает

прекрасные результаты в применении.


Благодарю за внимание

Спасибо!

Вопросы?

ООО Делкам Урал ngs@delcam-ural© 2010 ansys, inc. all rights reserved. 1 ansys, inc....

Documents