WorkShop 2: Preprocesado con OpenFOAM

Luis Parras⋆, Patricio Bohorquez†

⋆ Escuela Superior de Ingenieros Industriales de Malaga

Universidad de Malaga, Espana

† Escuela Superior de Ingenieros Industriales de Jaen

Universidad de Jaen, Espana

Mecanica de Fluidos Computacional Aplicada

Junio 2010

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Malladores

Como se ha indicado, la calidad de la simulación está altamente influida por la calidad de la malla.Por ellos existen numerosos programas de mallado. Algunos ejemplos de malladores son

� Gambit

� Pointwise

� StarDesign

� Engrid

� Salome

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Importar la malla desde CAD

� La malla se exporta desde un programa de modelado tipo Solid Works, CATIA, etc

� Los formatos de intercambio son los formatos estándar para transferir la información de unosprogramas a otros. Cada programa tiene su formato privativo (de código cerrado) al queningún otro programa puede acceder, por desconocer cómo está guardado. Los formatos deintercambio más utilizados para modelado de sólidos son

1. IGES es la especificación para intercambio inicial de gráficos (Initial Graphics ExchangeSpecification) define un formato neutral de datos que permite el intercambio digital deinformación entre sistemas de diseño asistido por computadora CAD. Fué desarrolladoen 1979 por un grupo de usuarios y proveedores CAD como Boeing, General Electric,Xerox, ComputerVision y Applicon.

2. STEP (Standar for the Exchange of Product model data) o Estándar del modelo dedatos para intercambio de productos. Es un estándar internacional para larepresentación e intercambio de información de productos industriales. Correspondecon la norma ISO 10303.

3. STL es un formato de fichero nativo para software CAD para stereolitografíadesarrollado por 3D Systems. Este formato esta soportado por muchos otros paquetesde software y se usa para prototipado rápido y fabricación asistida por ordenador. Losficheros STL describen sólo las superficies externas de un objeto tridimensional, y no dainformación extra como acabados, texturas, etc, que daría un formato como losanteriormente descritos.

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Importación

� Se importa el sólido (PerfilTuboRound.stp) en el apartado de Geometría, mediante la opciónFile/Import/STEP

� Se explota la geometría global para que nos ofrezca todas las caras del cuerpo. Esto sehace en el módulo de Geometría, New Entity/Explode/ y se selecciona que el cuerpo sedescomponga en sus caras faces.

� Se renombran las caras para tener una idea de la posición de cada una de ellas. Además,estos nombres serán los mismos que se usarán en OpenFOAM para poner las condicionesde contorno.

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Mallado tetrahédrico

� Para realizar un mallado rápido con tetrahedros simplemente se crea una nueva malla en elmódulo de Mallado, en Mesh/Create Mesh. Le damos en Asign a set of Hypothesis

Automatic tetrahedrailzation. Él nos seleccionará automáticamente el algoritmo para lageneración de la malla 1D, 2D y 3D.

� Para controlar el tamaño de la malla, vamos al algoritmo 1D y se se le impone el algoritmode wire discretization, junto con la hipótesis de automatic length. En este caso el valor de 1corresponde al mallado más fino.

� Una vez definido todo sólo queda mallar. Al mallar con un espaciado más grande de lonormal, el tubo pierde la forma redonda. Habrá pues que disminuir el tamaño de la mallapara solucionarlo, usando por ejemplo la hipótesis Max Size.

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Verificaciones de la malla

� Una vez generada la malla se podrían ver cortes internos, superficies, skewnes(deformaciones de elementos), etc

� Para ello, pulsando sobre la malla en el desplegable de la izquierda, y mediante el botonderecho sobre el cuerpo nos aparece un menú que nos permite mirar distintas cosas, comopor ejemplo

1. Clipping. Corta la malla por un plano definido por el usuario. Posteriormente se puedevisualizar esta mediante hilos, o con sombreado.

2. En controls, permite ver el ángulo máximo, puntos, aristas y caras libres

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Mallado por proyección

� Este mallado es muy apropiado para cuerpos generados por una extrusión.

� Abrimos el archivo de una geometría simple llamada geomtubo.

� Se genera una nueva malla en el módulo de Mallado, Mesh/Create Mesh, y en el algoritmo3D se usa 3D Extrusion.

� Para el algoritmo 2D se utilizarán cuadrángulos

� Se crean dos sub mallas.1. La malla de la cara de entrada se usa un triangulador estándar

2. La malla de la cara de salida, se usa un método de proyección 2D que provenga de lacara de entrada.

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Generar grupos de malla

� Una vez creada la malla, habrá que indicarle a Salome cuáles son las caras de loselementos que colindan con cada una de las superficies que delimitan el cuerpo para lascondiciones de contorno.

� Esto se hace en Mesh/Create Group, y después se le da un nombre y se seleccionamediante Group on geometry.

� Una vez seleccionadas todas las caras, simplemente se exporta la malla a formato UNV(ideas).

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Transformar la malla en OpenFOAM

� Ya dentro del terminal, creamos un caso copiando un tutorial correspondiente al solver quevayamos a utilizar. Por ejemplo, cavity del solver icoFoam

� Se copia el fichero .unv que se acaba de crear.

� Se ejecuta

ideasUnvToFoam malla_tet.unv

� Si no ha dado ningún error tan sólo falta visualizar la malla.

� Si queremos visualizar la malla en ParaView con el comando paraFoam, tenemos que teneren cuenta que este comando lee las condiciones iniciales en el directorio 0, y si no coincidenlos nombres no permite cargar nada.

� Para evitar esto se puede grabar el directorio 0 con otro nombre y crear otro vacío.

mv 0 0.old

mkdir 0

paraFoam

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Transformar la malla en OpenFOAM

Ahora se puede visualizar sin problema en ParaView

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Preparar la simulación

� Para preparar la simulación se tienen que inicializar las condiciones de contorno.

� Para ello, volvemos a colocar el antiguo directorio 0 con su nombre y se editan todas lascondiciones de contorno del problema.

rmdir 0

mv 0.old 0

� Tendremos que editar tanto las condiciones de presión en el diccionario 0/p y las develocidad en 0/U

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Obtener y representar los resultados

� Por último, para calcular los resultados simplemente habrá que ejecutar

icoFoam

� Si todo ha salido bien, se podrán visualizar con ParaView mediante

paraFoam

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