Klepprestatieanalyse met behulp van CFD-simulatie: deel II

Join the forum for Designers!

Your expertise is vital to the community. Join us and contribute your knowledge!

Share, learn and grow with the best professionals in the industry.

Leer hoe u Ansys Discovery kunt gebruiken om nauwkeurige resultaten in klepprestaties te verkrijgen met behulp van de Verfijningsmodus.

Deel II: Simulatie in de modus Verfijnen

De simulatie van kleppen kan zowel in de Explore-modus als in de Refine-modus worden uitgevoerd. De Explore-modus maakt een snelle simulatie mogelijk om binnen maximaal 2 minuten resultaten te verkrijgen met een bepaalde mate van nauwkeurigheid, waardoor ontwerpwijzigingen kunnen worden geëvalueerd. Dit biedt een relatieve vergelijking om te beslissen over het ontwerp dat een dieper niveau van computationele analyse vereist in de modus Verfijnen. De modus Verfijnen gebruikt de Fluent-oplosser om resultaten te verkrijgen op basis van een mesh-geometrie. Vervolgens zal elk model veel meer tijd nodig hebben om resultaten te leveren (10-20 minuten). In deze tweede blog wordt deze aanpak uitgebreid toegelicht.

Stappen

De geometrie is hetzelfde als de klepweergave in deel I. De stappen beginnen dus direct met het meshingproces, aangezien er voor deze demo geen aanpassingen nodig zijn. Indien nodig kunnen er echter op elk moment wijzigingen worden aangebracht.

• Instellen
  Het is belangrijk om te vermelden dat de tool 'Cutting Bodies' niet beschikbaar is in de Verfijningsmodus. Wanneer u overschakelt naar de Verfijningsmodus, ziet u een foutmelding als een van de stuurpen-/schijfposities is ingeschakeld. Om door te gaan met de simulatie, moet de gebruiker de volumes zoals gebruikelijk aftrekken met behulp van de 1) Combineertool. Volg de stappen en selecteer 2) het hoofdvolume, vervolgens 3) het lichaam dat moet worden afgetrokken en 4) het resterende gemeenschappelijke lichaam.

  

  Dit betekent dat er drie extra vloeistofdomeinen moeten worden aangemaakt, of dat het bestand moet worden gekopieerd en dat het vloeistofdomein dienovereenkomstig moet worden aangepast. Niettemin is het mogelijk om de parametertabel te blijven gebruiken. Dit betekent dat de gebruiker, door de optie 'Alles bijwerken' te selecteren, een complete set simulaties kan uitvoeren voor een bepaald Fidelity-niveau. Bedenk dat in de modus Verfijnen, omdat deze gebruikmaakt van een computernetwerk, de simulatietijd zal toenemen in vergelijking met de modus Ontdekken.

• Meshen
  De Verfijningsmodus maakt het mogelijk het CFD-model op te lossen op basis van computationele meshes. Er zijn globale en lokale bedieningselementen beschikbaar om de mesh te maken: 1) de Fidelity-balk kan worden gebruikt zoals in de Explore-modus om een ​​algemene verfijning te bieden, 2) Onder het tabblad 'Simulatie' > Fidelity kan de gebruiker Globale of Lokale knoppen selecteren. In deze demo werd een globale controle toegepast. De standaardoptie is 'Size automatisch bepalen', maar de geselecteerde aanpak was 3) 'Kromming en nabijheid', omdat dit een goed niveau van verfijning mogelijk maakt, inclusief het aantal opblaaslagen. Ten slotte wordt de 4) mesh gemaakt door op het weergegeven pictogram te klikken.

  Voor deze demo zijn drie meshes gemaakt om de convergentieanalyse uit te voeren. Het eerste doel is om de drukval versus debietcurve te bepalen en deze te vergelijken met die verkregen in de Explore-modus. Zodra de gebruiker de mesh-methode heeft geselecteerd, kan de mesh worden gegenereerd met behulp van het pictogram dat rechtsonder in het scherm wordt weergegeven 4), zoals weergegeven in de afbeelding hierboven. Meer hulpmiddelen voor de simulatie kunnen worden ingesteld op het tabblad 'Simulatie' > Fysica > 'Simulatie-opties'.

  

• Resultaten
  Ter vergelijking is de curve van de geconvergeerde oplossing (Lijn 1) uitgezet in dezelfde grafiek als de curven verkregen in de Explore-modus. In Deel I werden verschillende modellen opgelost voor verschillende getrouwheidswaarden en voor elke inlaatsnelheid (later gebruikt om elke stroomsnelheid). De grafiek laat zien dat de geconvergeerde oplossing in de Verfijningsmodus vergelijkbaar is met de lijn die is opgebouwd uit het gemiddelde van de simulaties voor elke inlaatsnelheid (Lijn 2). Voor debieten kleiner dan 307 LPM is de drukval uit Lijn 1 iets kleiner dan voorspeld door Lijn 2. Voor hogere debieten gebeurt echter het tegenovergestelde.

  

Ten slotte wordt de procedure herhaald voor de rest van de posities van de steel/schijf, waarbij mesh wordt gemaakt, de parametertabel wordt bijgewerkt en resultaten worden verkregen om de laatste curve te verkrijgen: de weerstandscoëfficiënt versus klepopening. Hier ligt de geconvergeerde oplossing dicht bij de bovengrens die wordt voorspeld door de Explore-modus, aangezien de betrouwbaarheid het hoogst is; Bedenk echter dat de gebruiker in de Explore-modus geen controle heeft over de mesh. Om samen te vattenis het altijd beter om een ​​gedetailleerde simulatie uit te voeren, maar de verkenning levert een geschikt bereik op.

Join the forum for Designers!

Your expertise is vital to the community. Join us and contribute your knowledge!

Share, learn and grow with the best professionals in the industry.