1 февраля 2013 г.

Существенно экономим сетку в двумерном расчете

... или маленькие хитрости, ловкость рук и никакого мошенничества.

Сегодня расскажу, как можно существенно сэкономить расчетную сетку в двухмерной задаче (как секторной, так и плоской).

Данный финт ушами изобрел пользователь FlowVision из ИВТАНа, который поделился своей технологией на конференции Инженерные системы со всеми слушателями.





Построение сетки для двумерной задачи обычно начинается с достаточно мелкой начальной сетки, чтобы не пришлось использовать адаптацию высокого уровня по поверхности обтекаемого тела, которая и двухмерность устранит, и расчетную сетку существенно увеличит.

Адаптация во FlowVision версий до  3.08.03 всегда трехмерная, поэтому размерность задачи растет несколько быстрее, чем хотелось бы. Но есть способ сделать так, чтобы не смотря на адаптацию, по толщине всегда оставалась только одна ячейка в любом месте расчетной области. Следите за руками!

Рассмотрим задачу NACA из стандартного учебника FlowVision (для наглядности я загрубил начальную сетку).

Шаг 1: Создаем простой двухмерный проект, но прежде чем создавать начальную сетку...

Шаг 2: Создаем небольшую, например, сферу и располагаем ее на расстоянии от плоскости расчета, скажем в 16 толщин расчетной области, как показано на схеме ниже:

Шаг 3:  в контекстном меню созданной сферы выбираем "Встроить в основную геометрию". в результате данного действия появится новая подобласть. Мы не задаем в ней Модель, подобласть остается нерасчетной и служит всего лишь для того, чтобы начальная сетка стала длиннее в направление перпендикулярном плоскости расчета.

Шаг 4: задаем начальную сетку, двумерную, т.е. в направлении от плоскости к сфере у нас будет только одна ячейка. Все ячейки в этом направлении получатся очень сильно вытянутыми, но это не скажется отрицательно на сходимости, т.к. реальная расчетная ячейка - это та, что отрезана от начальной двумя плоскостями симметрии. Таким образом, сетка у нас получится близкой к кубической.

Шаг 5: изменим критерий малости с абсолютного на относительный, чтобы весь объем не превратился в маленькие ячейки (связано это с тем, что реальные ячейки будут существенно меньше начальных).

Шаг 6: задаем адаптацию, запускаем на расчет и замечаем, что при адаптации начальная сетка бьется ровно по середине, а ячейки в расчетной области от этой середины в направлении на сферу очень далеки. Так адаптация в неинтересном направлении никак не затрагивает расчетную область, а мы существенно экономим расчетную сетку!

Если без сферы расчетная сетка была 100 000 ячеек, то с нашим фокусом мы получили сетку в 5 000 ячеек!


На картинке выше видно, что начальная сетка в направлении перпендикулярном расчетной плоскости содержит только одну ячейку. В середине, вокруг профиля, имеется адаптация.

А ниже показано, как выглядит сетка по толщине. Красный прямоугольник - это поперечное сечение расчетной области, зеленая линия - это край последней проадаптированной ячейки (максимальный уровень адаптации). На рисунке видно, что по толщине расчетной области везде имеется только одна ячейка, не смотря на адаптацию:


Скачать клиентскую часть проекта.

Комментариев нет:

Отправить комментарий