1403 / 4 лабораторная работа (стр.45) вариант 19

Порядок выполнения лабораторной работы

1. В рабочем окне Workbench выбираем расчетный блок Fluid Flow (CFX) (рис. 4) двойным нажатием ЛКМ.

Рис. 4. Выбор расчетного инструмента Fluid Flow (CFX)

2. Далее переходим в раздел Geometry для загруз-

ки 3D-модели.

72

3. В открывшемся окне выбираем File→Import External Geometry File...

(рис. 5). После чего выбираем расчетную геометрию и нажимаем кнопку

Открыть. Для того чтобы в окне просмотра отобразилась модель канала,

нажимаем кнопку Generate на панели инструментов (рис. 6). После этого окно Geometry можно закрыть или свернуть.

Рис. 5. Импортирование геометрии

Рис. 6. 3D-модель канала в окне просмотра

4.Переходим в раздел Mesh в окне Workbench.

Воткрывшемся окне задаем имена поверхностей и строим сетку (рис. 7).

73

выбираем Insert→Method. В появившемся нижнем левом окне нажимаем на желтую ячейку No Selection (напротив Geometry) и выбираем модель канала (рис. 9), после чего вместо No Selection появится кнопка Apply, на которую нужно нажать. Напротив Method выбираем MultiZone.

Рис. 9. Задание параметров пристеночной сеточной модели

7.2. Общее качество сетки: используем команду в разделе Defaults окна настроек Defaults of Mesh→Relevance (фактор плотности сетки в данной работе оставим без изменения) и установим значение 10. Также изменим параметр Relevance Center (среднее значение фактора плотности сетки) и выставим значение Fine (мелкая сетка), как представлено на рис. 10.

Рис. 10. Задание общего качества конечных элементов

7.3.Пристеночное качество сетки: нажимаем ПКМ на раздел Mesh

ивыбираем Insert→Inflation. В появившемся нижнем левом окне нажима-

75

ем на желтую ячейку No Selection (напротив Geometry) и выбираем геометрию канала (рис. 11), после чего вместо No Selection появится кнопка Apply, на которую нужно нажать. Далее выделяем наружные стенки канала (удерживая кнопку Ctrl) и нажимаем на No Selection (напротив Boundary) →Apply. Напротив Maximum Layers выставляем значение 5, т. е. мы добавим 5 сеточных шагов от поверхности стенки.

Рис. 11. Задание параметров пристеночной сеточной модели

8. Далее можно сгенерировать сетку и применить её к следующему этапу. Для этого нажимаем Update в верхней панели. После этого на модель канала должна наложиться сгенерированная сетка (рис. 12). После этого окно Meshing можно закрыть или свернуть.

Рис. 12. Сгенерированная сетка

76

9. Для перехода в расчетную модель запускаем раздел Setup

в окне Workbench.

10. В открывшемся окне (рис. 13) будет производиться задание гра-

ничных условий и параметров расчета.

Рис. 13. Рабочее окно программы ANSYS CFX

11. Зададим материал.

11.1.Импорт материала из каталога: нажимаем ПКМ на вкладку Materials в дереве проекта и выберем Import Library Data.

Впоявившемся окне раскрываем каталог идеальных газов Calorically Perfect Ideal Gases и выбираем газ, соответствующий своему варианту.

11.2.Присвоение материала домену: дважды нажимаем ЛКМ на

вкладку Default Domain в дереве проекта и в появившемся окне напротив Material выбираем необходимый материал, нажав на кноп-

ку . После чего нажимаем кнопку Ok.

12. Зададим граничные условия на входе и выходе из канала.

77

12.1. Скорость на входе: нажимаем ПКМ на вкладку Default Domain

, выбираем Insert→Boundary и вводим название поверхно-

сти «inlet». Так как при задании сетки имена поверхностей уже были ука-

заны, то на этом этапе программа сама определит тип граничных условий на поверхности и подберет необходимую плоскость. Нам необходимо только выставить значение скорости в разделе Boundary Details напротив

Normal Speed (помимо скорости можно выбрать массовый расход, давле-

ние и т. д.). После чего нажимаем кнопку Ok.

12.2. Давление на выходе: эта операция выполняется аналогично предыдущей, за исключением имени граничных условий «outlet». А в раз-

деле Boundary Details напротив Relative Pressure указываем давление сво-

его варианта.

13. Установим параметры расчета. Для этого во вкладке Solve перейдем в раздел Solve Control . Изменим максимальное количество ите-

раций со 100 на 200 (Max. Iterations). После чего нажимаем кнопку Ok.

14. На этом задание настройки расчетной модели можно завершить,

а окно Setup закрыть или свернуть.

15.Для запуска расчета переходим в раздел Solution

вокне Workbench. Модуль CFX имеет собственный решатель, отличный от используемого в Mechanical. В появившемся окне можно установить распа-

раллеливание между ядрами для более равномерной загрузки процессора и, как следствие, лучшей производительности. Для этого выбираем режим запуска HP MPI Local Parallel и нажимаем Start Run (рис. 14). По умолча-

нию расчет будет продолжаться до тех пор, пока погрешность изменения параметров (массы и скоростей) не станет меньше 0,0001 или не будет до-

стигнута максимальная итерация. Также существует возможность остановки вручную. По завершении расчета выдается сообщение (рис. 15), а результа-

ты сохраняются в log-файл. Окно решателя можно закрыть или свернуть.

78

Apply. После этого убираем галочку напротив нашей новой плоскости. Это необходимо, чтобы она не накладывалась на выводимые далее результаты (рис. 16).

Рис. 16. Созданная плоскость

18. Далее создаем контур распределения скорости. Для этого нажима-

ем Contour . В появившемся окне вводим имя контура «Velocity 1» и нажимаем Ok. После чего задаем настройки контура, как показано на рис. 17. После чего нажимаем Apply.

Рис. 17. Настройки контура скорости:

1 – плоскость проекции; 2 – отображаемый параметр; 3 – масштабы выводимых значений; 4 – количество сегментов контура

80