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....
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
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....