Fluent for Catia V5 , công cụ mô phỏng dòng chảy và nhiệt trong Catia

Author
Do lười viết nên mình xin được phép lấy bài viết của mình ở STClub để giới thiệu với mọi người về phần mềm
Fluent for Catia V5 (FfC V5). Một gói phần mềm khá hay mà ANSYS đã đưa ra giúp người sử dụng tính toán mô phỏng dòng chảy( CFD ), nhiệt...ngay trong môi trường làm việc của Catia V5.
Thông thường khi xử lý một bài toán mô phỏng mà mô hình của bạn khá là phức tạp thì bạn thường thiết kế mô hình trên một phần mềm thiết kế 3D chuyên biệt như : NX , Catia , Inventor , Pro... sau đó sẽ Import mô hình vào trong Ansys để chia lưới , giải , xử lý kết quả.. Điều này sẽ làm mất khá nhiều thời gian của bạn , hơn thế nữa , trong quá trình nhận dạng mô hình có thể gây ra lỗi không mong muốn . Ansys đã đưa ra gói phần mềm Fluent for Catia V5, một dạng
tích hợp Fluent vào trong Catia V5 nhằm giải quyết những bản thiết kế phức tạp , rút gọn thời gian xử lý. Đôi chút về Fluent for Catia V5
Fluent for Catia V5 (FfC V5) xử lý các bài toán chất lỏng và truyền nhiệt trong môi trường quản lý vòng đời sản phẩm (PLM) của Catia V5
Full liên kết giữa mô hình hình học với các model CFD
FfC V5 có thể triển khai đầy đủ khả năng giải của Fluent và hơn thế nữa : dễ dàng nhận dạng các bản thiết kế để tối ưu hóa và thiết kế ngược ( re-design )
Cụ thể hơn
• Hình học : Nhận dạng các file part và product (assemblies ) của Catia V5 hoặc import từ các định dạng khác. Tự động tạo miền dòng chảy , rút gọn thời gian xử lý
• Khả năng tính toán các model CFD
- Dòng nén được và không nén được .
- 3D, thời gian dừng, và gián đoạn dòng theo thời gian .
- Không nhớt, chảy tầng và các dòng rối , cùng với các model rối phát triển trong công nghiệp.
- Các miền dạng lỗ.
- Non-Newtonian flow.
- Đối lưu (natural, mixed and forced) và truyền dẫn nhiệt.
- Các dạng chuyển, cavitation, and VOF using multiphase mixture model.
- Tự động xử lý giải.
- Dòng trong và dòng ngoài.
- Modeling các bài toán về dịch / trượt lưới.
- Modeling miền dòng tuần hoàn (rotational and translational).
Các bạn có thể tham khảo thêm tại http://www.advantech.vn/index.php?optio ... 78&lang=vi
Việc thao tác , cài đặt các điều kiện , tham số chủ yếu bằng các thanh công cụ giúp cho người dùng rất dễ sử dụng

Một ví dụ nhỏ : Ống góp khí

Mô tả bài toán : Bài toán được mô tả như hình vẽ bên dưới. Dòng khí có nhiệt độ và vận tốc khác nhau ở 3 lối vào, giả định coi như dòng chảy rối . Ở đây ta sẽ xét đến ảnh hưởng truyền nhiệt của tường . Ta muốn tính thông số ở lối ra chẳng hạn nhiệt độ, vận tốc , lưu lượng ( max , min , trung bình )...

Thiết kế , vẽ mô hình trong Catia

Xác định mô hình hình học ( miền tính toán ) , trong thanh công cụ này sẽ đưa ra các tùy chọn nhận dạng solid , flow các miền dạng lỗ ... ở đây ta chọn solid model vì bản vẽ của ta là vẽ solid như vậy toàn miền bên trong được giới hạn bởi solid, inlet và outlet là miền dòng chảy

Chọn vật liệu cho dòng chảy ( flow ), hỗn hợp ( mix fluid), vật thể chất rắn ( solid ): ta chọn Air cho flow và iron cho solid

Tiếp theo là chia lưới. Ngoài việc sử dụng Advance Meshing Tool của Catia là chính thì FfC cũng tích hợp bộ lọc Tgrid để điều chỉnh xử lý các lớp lưới biên


Quan sát chất lượng chỉ tiêu hình học của lưới để có những điều chỉnh thích hợp cho việc chia lại lưới

Cài đặt model tính toán

Cài đặt các thông số đầu vào, đầu ra , tường ( inlet , outlet , wall ) , các tùy chọn giúp ta đưa các giá trị vào theo yêu cầu của bài toán

Cài đặt lựa chọn giải của Fluent : cài đặt số bước lặp , điểm hội tụ ....

Giải

Xử lý kết quả : FfC cũng sử dụng các công cụ contour , path line , vector để xử lý kết quả về hình ảnh . Ngoài ra bạn cũng có thể xác định các giá trị tại mặt hay điểm bằng các sensor ....


Tạm thời dừng ở đây đã. Trên đây mình chỉ nêu ra các bước thực hiện cơ bản . Tùy thuộc vào từng bài toán , vấn đề cụ thể thì bạn sẽ phải có nhưng điều chỉnh thông số khác nhau để phù hợp với yêu cầu....
 

Đặt mua Tài liệu Thiết kế & Phát triển sản phẩm với giá ưu đãi

Author
Ðề: Fluent for Catia V5 , công cụ mô phỏng dòng chảy và nhiệt trong Catia

Bài viết thứ 2
Trong bài viết lần trước mình có giới thiệu đôi chút về FfC V5, chắc các bạn cũng đã hình dung được phần nào đó về phần mềm này. Lần này mình sẽ đi cụ thể hơn vào một bài toán khác để mọi người có thể hiểu rõ hơn về những khả năng của FfC V5 : “Sử dụng mô hình VOF trong FfC V5 để dự đoán mặt thoáng chất lỏng và xác dịnh áp suất tác dụng lên thành một bồn tắm nhỏ”. Chúng ta sẽ không quan tâm đễn kích thước bồn mà chủ yếu là xác định được hiện tượng vật lý cũng như cách mô hình hóa bài toán
Trong thực tế, nhiều bài toán mà miền tính toán dòng chảy của chúng gồm nhiều chất lỏng khác nhau. Ví dụ : nước – không khí , nước – dầu ăn …
Nếu mức trộn lẫn của các chất lỏng này là vi mô thì nó là bài toán đa chất multi - species flow còn ở mức trộn lẫn vĩ mô thì nó là bài toán dòng đa pha Mutilphase flow
Dòng chảy đa pha : Dòng chảy được xác định bởi một pha sơ cấp và các pha thứ cấp. Pha sơ cấp được xác định là pha liên tục còn các pha thứ cấp là pha rời rạc

Chú ý: Đối với bài toán dòng chảy có mặt tự do ( có mặt thoáng ) khi sử dụng mô hình VOF ( Volume of Fluid model ) một mặt tiếp xúc rõ ràng được xác định giữa các pha và các pha cùng được xét là liên tục.
Ta có thể sử dụng mô hình VOF trong việc tính toán, dự đoán mặt thoáng dòng chất lỏng trong thùng chứa, xác định áp suất tác dụng lên thành….

Ở đây chúng ta sẽ xét nước chảy vào và ra trong một chiếc bồn tắm nhỏ , 2 pha gồm không khí và nước

Ban đầu có sẵn một lượng nước trong bồn tắm , nước chảy qua ống vào ( inlet ) với vận tốc v=3,2m/s , ta sẽ mô phỏng quá trình trong 20 ms để quan sát mặt thoáng của chất lỏng trong bồn ….
Sau khi tạo mô hình như trên, ta thiết lập miền tính toán , inlet , outlet…


Tiếp theo chúng ta sẽ phân chia miền , để bước sau có thể gán phần chất lỏng có sẵn ban đầu vào phần đáy và ống vào

Xác định mô hình vật lý, bước này rất quan trọng vì nó sẽ quyết định tính chất vật lý của bài toán

Do vận tốc thấp ta có thể chọn Dòng chảy là chảy tầng , mô hình đa pha sử dụng mô hình VOF , bài toán unsteady ( không dừng )
Xác định vật liệu : ở đây vật liệu là khí và nước , pha thứ nhất ta quy định là khí , pha 2 là nước . Tương tác giữa 2 phase ta chọn điều kiện là sức căng bề mặt của nước trong không khí (Surface Tension Coecients) = 0,07N_m


Điều kiện hoạt động : ở đây xét đến có sự ảnh hưởng của lực trọng trường

Điều kiện biên : Chúng ta chú ý , ở đây có hệ số thể tích Volume Fraction



Cài đặt bước thời gian cho bài toán unsteady




Video sự thay đổi tỷ lệ thể tích và phân bố áp suất tác dụng lên bồn

Ở mô hình trên , nếu cái bồn là đập nước thủy điện , lối vào là sông và lối ra là các cửa thoát thì ta cũng có thể mô hình hóa được quá trình thoát , xả nước ở đập thủy điện , xác định được sự thay đổi áp lực lên tường đập , lưu lượng nước thoát ra…Hoặc mô hình trên , cái bồn tắm là bình chứa nhiên liệu chẳng hạn chúng ta cũng có thể tính toán , dự đoán được lưu lượng nhiên liệu vào ra hay độ sóng sánh của nhiên liệu trong bình khi xe chuyển động …
Như vậy , từ một ví dụ nhỏ được giải quyết bằng FfC V5 chúng ta có thể giải quyết được những bài toán thực tế tương tự một cách nhanh chóng và hiệu quả.
Bài toán trên mình sử dụng FfC V5 để giải quyết, nếu bạn nào đã sử dụng qua Fluent trong Ansys Workbench sẽ thấy được một số điểm khác biệt giữa việc sử dụng 2 phần mềm này trong cùng 1 bài toán. Vấn đề không phải cái nào mạnh hơn mà là sự thuận tiện của nó cho người sử dụng cũng như sự thích ứng trong các trường hợp khác nhau. Mình rất mong các bạn và anh chị trong diễn đàn, những ai quan tâm đến bài toán này hoặc phần mềm này có thể trao đổi và thảo luận để đưa ra được những ý kiến góp ý cho những bài lần sau. Bài sau có thể mình sẽ đề cập đến những tính năng mạnh mà sự kết hợp giữa Catia vs Fluent trong FfC V5, một cái là best CAD và 1 cái là best CAE ( in CFD ) mang lại
Xin cảm ơn các bạn đã theo dõi !
 
Author
Ðề: Fluent for Catia V5 , công cụ mô phỏng dòng chảy và nhiệt trong Catia

còn cái video mình kèm bài viết ở trên nhưng thế nào nó lại không bắt link
 
Ðề: Fluent for Catia V5 , công cụ mô phỏng dòng chảy và nhiệt trong Catia

nó có xài đc cho catia v6r2009 ko bác
 
Author
Ðề: Fluent for Catia V5 , công cụ mô phỏng dòng chảy và nhiệt trong Catia

không bạn ạ ! hiện tại ANSYS mới đưa ra gói phần mềm FfC hỗ trợ cho Catia V5 thôi , mới nhất là V5 R20 . Mình nghĩ sắp tới nếu ANSYS có đưa ra phiên bản mới hơn có hỗ trợ thì chắc là dành cho bản Catia V6 - 2012, 2013
 

bangnvbka

New Member
Ðề: Fluent for Catia V5 , công cụ mô phỏng dòng chảy và nhiệt trong Catia

Value. Bác đã có bộ cài cho máy tính riêng chưa :15:
 
Author
Ðề: Fluent for Catia V5 , công cụ mô phỏng dòng chảy và nhiệt trong Catia

Value. Bác đã có bộ cài cho máy tính riêng chưa :15:
Chưa bạn ! Có lẽ do sử dụng phần mềm này đòi hỏi phải có licesen bản quyền mới dùng được nên số người dùng phần mềm này rất hạn chế, đây là vấn đề có lẽ là nan giải. Thực sự theo mình thấy là nó khá hay nếu có nhiều người sử dụng để cùng trao đổi thì rất tốt :35:
 

lddung

Chuyên gia cao cấp
Moderator
Ðề: Fluent for Catia V5 , công cụ mô phỏng dòng chảy và nhiệt trong Catia

Bộ cài có bẻ khóa thì có rồi , phiên bản mới nhất hiện nay dùng cho V5R18 19 trong khi đó mình đang dùng V5-6 R2013 nên dùng Ansys Fluent trong Ansys 14.5 . Có lẽ thời gian tới sẽ có bản mới hơn.
 

bangnvbka

New Member
Ðề: Fluent for Catia V5 , công cụ mô phỏng dòng chảy và nhiệt trong Catia

Bộ cài có bẻ khóa thì có rồi , phiên bản mới nhất hiện nay dùng cho V5R18 19 trong khi đó mình đang dùng V5-6 R2013 nên dùng Ansys Fluent trong Ansys 14.5 . Có lẽ thời gian tới sẽ có bản mới hơn.
Em là sinh bách khoa hn. Không biết là anh là giảng viên bên gia công áp lực ạ. Có bản nào cho em xin 1 bản cho v5r19 và hướng dẫn cách cài ạ? Mail: bangnvbka@gmail.com
 
Top