Cu Ansys Fluent se pot realiza simulări avansate în domeniul dinamicii fluidelor pentru o varietate de fenomene specifice, într-o interfață modernă și intuitivă. Fluent este un instrument de top pentru simularea fluidelor, utilizat pentru a determina fluxul de fluid, transferul de căldură și masă, reacțiile chimice și alte fenomene conexe. Cunoscut pentru furnizarea unor soluții precise în domeniul CFD, capabilitățile avansate ale lui Fluent includ modele de turbulență de ultimă generație, curgeri multifazice, optimizarea formei, analize multifizice și multe altele.
Astfel pot fi simulate cu precizie curgeri multifazice, inclusiv amestecuri gaz-lichid, lichid-lichid sau gaz-solid. Sunt necesare abordări diferite de modelare pe măsură ce se trece de la curgerile monofazice la cele multifazice. Pentru a determina cu precizie desfășurarea acestor curgeri complexe, Ansys Fluent oferă o gamă largă de capabilități specifice.
Obținerea modelului discretizat se poate face cu aplicații dedicate acestuia, cum ar fi Ansys Meshing sau ICEM CFD, existente în platforma de lucru Ansys Workbench dar este important de spus că Ansys Fluent pune la dispoziția utilizatorilor un instrument de discretizare propriu, denumit Fluent Meshing. Acest modul permite generarea unor modele discretizate avansate, utilizând metode și grile de discretizare specifice lui Fluent.
Mai jos sunt menționate câteva dintre cele mai importante capabilități specifice discretizării:
Metoda de rafinare a mesh-ului nestructurat poliedral (PUMA) este disponibilă ca o capabilitate completă în Ansys Fluent. Această metodă poate fi utilizată pentru a rafina toate tipurile de celule 3D (poliedru, tetraedru, hexaedru etc.) și consumă mai puțină memorie în timpul rafinării în comparație cu alte metode.
Atunci când se generează automat mai multe interfețe, se poate preciza că opțiunea “Mapped” este aplicată tuturor interfețelor rezultate pentru care cel puțin o față aparține zonelor solide. Această capabilitate a înlocuit opțiunea cunoscută până nu demult sub numele de “Enforced” din meniul “Interface Options”, care putea fi utilizată numai după generarea interfețelor. Utilizarea opțiunii “Mapped” în momentul generării interfețelor și nu după, poate reduce considerabil timpul de procesare pentru cazurile de studiu care au multe interfețe.
Pentru mesh-ul dinamic, este posibilă stabilizarea soluției pentru zonele de frontieră de tip mișcare staționară, deformată sau definită de utilizator. Mai demult, în Ansys Fluent această opțiune era disponibilă numai pentru zonele de frontieră care erau supuse mișcării de corp rigid (solver “Six-DOF”) sau mișcării de tip “sistem cuplat”. Această opțiune poate ajuta la convergența cazurilor de studiu care prezintă o puternică interacțiune fluid-structură. Trebuie reținut însă, că nu este recomandată pentru zonele de frontieră interioare.
Pentru grilele suprapuse, modelele de turbulență Baseline (BSL), Shear-Stress Transport (SST) sau k-ω, au un randament bun. Este important de reținut că acesta din urmă a fost întotdeauna acceptat dar acest lucru nu a fost menționat anterior în documentație.
Mesh-ul Mosaic este o tehnologie de discretizare dezvoltată de Ansys care este în curs de brevetare și este dedicată exclusiv simulărilor CFD realizate cu Fluent. Această tehnologie permite generarea grilei de discretizare mult mai rapidă decât metodele clasice, scalabilitate paralelă fiind mult mai eficientă iar celulele obținute sunt de calitate superioară. De asemenea, conexiunea între tipuri diferite de mesh se realizează prin intermediul celulelor poliedrice.
Curgeri multifazice
Modelul VOF (Volume of Fluid) permite simularea a două sau mai multe fluide nemiscibile prin rezolvarea unui singur set de ecuații de impuls și urmărirea fracției de volum a fiecărui fluid în întregul domeniu. Câteva aplicații tipice unde putem utiliza VOF sunt: predicția spargerii jetului, mișcarea bulelor de aer într-un lichid, mișcarea lichidului după o rupere a barajului, evoluția staționară sau tranzitorie a oricărei interfețe lichid-gaz etc.
Formularea VOF se bazează pe faptul că două sau mai multe fluide (sau faze) nu se întrepătrund. Pentru fiecare fază suplimentară adăugată modelului, este introdusă o variabilă: fracțiunea de volum a fazei din celula de calcul. Câmpurile pentru toate variabilele și proprietățile sunt partajate de faze și reprezintă valori medii ale volumului, atât timp cât fracția de volum a fiecărei faze este cunoscută în fiecare locație. Astfel, variabilele și proprietățile din orice celulă sunt fie pur reprezentative pentru una dintre faze, fie reprezentative pentru un amestec de faze, în funcție de valorile fracțiunii de volum.
Interacțiunea fluid-structură (FSI)
Studiul interacțiunii fluid-structură (FSI) evidențiază atât curgerea fluidului cât și modul în care acesta vine în contact cu structura. Debitul de fluid poate exercita presiune și / sau sarcini termice asupra structurii. Aceste sarcini pot provoca deformări structurale suficient de semnificative pentru a modifica fluxul fluidului în sine. Efectele nedorite pot crește pe măsură ce crește nivelul interacțiunii dintre fluid și structură. Simulările făcute cu aplicațiile ANSYS permit o înțelegere mai profundă a fenomenelor care apar, asigurând astfel siguranță și fiabilitate.
Dacă interacțiunea fluid-structură se amplifică și problema necesită o evaluare mai detaliată, platforma Ansys Workbench oferă o soluție automată și ușor de utilizat care constă în cuplajul dintre Fluent și Mechanical. Acest cuplaj poate fi unidirecțional sau bidirecțional. Cuplajul unidirecțional rezolvă mai întâi simularea din primul sistem (de obicei Fluent) și apoi transferă și mapează automat rezultatele către celălalt sistem (Mechanical). Cuplajul bidirecțional constă în soluționarea simultană a ambelor analize, CFD și structurală, soluțiile intermediare fiind transferate de la un solver la altul până când ambele analize sunt soluționate definitiv. Transferul rezultatelor intermediare se realizează prin intermediul unei aplicații dedicate, numită System Coupling, care permite cuplajul bidirecțional al celor două sisteme.
Puteți solicita o ofertă de preț la adresa: https://www.inas.ro/ro/servicii/cerere-de-oferta
Prezentă pe piața de profil din România încă din anul 1991, INAS S.A. este astăzi unul dintre principalii furnizori de soluții CAD/CAM/CAE/PLM/IoT/AR și servicii conexe, pentru industria românească. Încă de la înființare, INAS s-a remarcat prin orientarea constantă către client și prin preocuparea de a introduce pe piață produse software complete și inovative care să răspundă celor mai exigente cerințe ale utilizatorilor săi.
Având și o bogată experiență practică, acumulată ca urmare a colaborărilor cu parteneri de prestigiu atât din industria românească cât și din străinătate, specialiștii INAS furnizează consultanță tehnică de specialitate în domeniul ingineresc, respectiv servicii de proiectare și analiză, pentru o gamă largă de domenii industriale, de la construcția de autovehicule și mașini grele la industria nucleară și apărare.