Обновленный функционал редактирования расчетной сетки версии FV 3.10.01

 Free surface adaptation

Изменения в новой версии FlowVision 31001 в значительной степени затронуло функционал задания параметров редактирования расчетной сетки, т.е. адаптации расчетной сетки, параметры приповерхностной сетки. Вот список наиболее значимых изменений по сравнению с предыдущей версией 30905:

  • все адаптации и приповерхностная сетка задаются в одном единственном разделе дерева проекта
  • в дереве проекта цветом выделяются активные адаптации и приповерхностная сетка, а неактивные принимают серый цвет
  • появилась возможность группировать объекты и подобласти в рамках одной адаптации с общими для них всех настройками
  • теперь можно задавать количество слоев не только для максимального уровня адаптации, но и для промежуточных уровней
  • появилась «адаптация по условию», который позволяет проводить разбиение ячеек по заданному условию (то есть по значению вычисляемых переменных)

В данной статье постараемся осветить эти и другие наиболее значимые моменты.

Новое положение в дереве проекта

В предыдущих версиях параметры расчетной сетки были разбросаны по подобъектам раздела «Подобласти» дерева проекта:

  • Адаптация по граничному условию (ГУ) и приповерхностная сетка в свойствах ГУ
  • Адаптация по геометрическим объектам в подразделе «Адаптация»
  • Адаптация к решению внутри соответствующего подраздела

В 31001 все это сведено в единый раздел «Расчетная сетка» (рис.1)

  project tree with new adaptation

Рис.1.

Подсветка активности в дереве проекта

Неактивные элементы раздела «Расчетная сетка» принимают серый цвет. Так, на рис. 2 видно, что элемент «Адаптация #0» активен, а остальные в разделе «Расчетная сетка» не активны.

project tree - grey inactive parameters

Рис.2.

Задание адаптации

Процесс задания адаптации видоизменился. Для того, чтобы задать адаптацию нужно сделать следующее:

1. Кликнуть правой клавишей на интересующем элементе раздела «Расчетная сетка» и выбрать «Создать»

Adaptation creation. Step1

2. Далее необходимо выбрать подобласти, для которых будет действовать создаваемая адаптация. Для этого нужно кликнуть правой клавишей на подразделе «Подобласти» и выбрать «Добавить/убрать»

Adaptation creation. Step2

 3. В открывшемся окне выбрать нужные подобласти, в которых будет действовать данная адаптация и нажать «Добавить», далее нажать «ОК».

Adaptation careation. Step3

4. Далее необходимо выбрать объекты, для которых будет действовать создаваемая адаптация. Это могут быть ГУ или геометрические «Объекты», имеющиеся в ПреПроцессоре. Нужно кликнуть правой клавишей на подразделе «Объекты» и выбрать «Добавить/убрать ГУ» или «Добавить/убрать Объекты»

 Adaptation creation. Step4

5. В открывшемся окне выбрать нужные ГУ или Объекты в которых будет действовать данная адаптация и нажать «Добавить», далее нажать «ОК».
(существует так же фильтр для выбора Объектов или ГУ для адаптации)

Adaptation cretion. Step5

В итоге, в данном примере создан единый раздел «Адаптация #0», действующий на трех ГУ (Рис.3). Отметим, что раздел «Адаптация #0» может включать одновременно и ГУ и геометрические Объекты.

Группирование объектов с едиными настройками адаптации

На рис. 1 представлен пример, когда в версии 30905 на 3-х ГУ «Цилиндр», «Конус1», «Конус2» задана адаптация с одинаковыми параметрами.

В предыдущем же разделе «Задание адаптации»  данной статьи в версии 31001 мы создали единый раздел «Адаптация #0», действующий на этих трех ГУ (Рис.3). Это очень удобно, когда имеется множество ГУ или объектов для которых настройки адаптации одинаковые.
 One adaptation for three BC
Рис.3

Упрощенное управление кол-вом слоев промежуточных уровней (построение «шубы»)

В предыдущих версиях для того, чтобы задать сетку с большим кол-вом слоев промежуточных уровней адаптации (см. рис.1) приходилось поэтапно строить эти слои. Для этого требовалось несколько шагов расчета и много дополнительных кликов от пользователя.

В версии 3.10.01 подобную сетку можно построить, единожды задав настройки кол-ва слоев адаптации разного уровня (рис. 3). При этом сетка построится за 1 шаг расчета, а увеличить кол-во слоев промежуточного уровня можно потом просто увеличив значение в поле «Слоев уровня N-..». Чтобы уменьшить кол-во слоев, как и прежде, надо будет воспользоваться адаптацией типа «Слить».

Адаптация к решению

Она стала чуть более «умной» и, в частности, благодаря единым настройкам адаптации по ГУ со слоями промежуточных уровней  (рис.3), теперь не сливает ячейки построенной ранее «шубы» (рис.4).
Adaptation to solution 
Рис.4

Кроме того, расширен список переменных, по которым можно выполнить адаптацию к решению: теперь этот список состоит из всех переменных, доступных для постпроцессинга, включая пользовательские переменные.

Адаптация по условию

Это новый функционал, который позволяет проводить разбиение ячеек по заданному условию (то есть по значению вычисляемых переменных). В отличие от функционала  «Адаптация к решению» с опцией «К значению», адаптация по условию имеет следующие особенности:

  • Не ограничивается пределом по числу создаваемых ячеек
  • Имеет настройки кол-ва слоев промежуточных уровней (можно выдерживать «шубу»)

На рис. 4 представлен пример с адаптацией по условию для переменной VOF, где задан диапазон значений этой переменной, для которого необходимо производить сгущение сетки. В данном примере обеспечивается, что свободная поверхность за один шаг всегда перемещается в пределах сетки с одинаковым размером ячеек и таким образом не создаются паразитные возмущения, связанные с перестроением сетки на самой поверхности.

Adaptation by condition                    
Рис. 5

Отметим, что для организации подобной «следящей» сетки с самого начала расчета, нужно помимо настроек на рис.5 выполнить ещё следующие действия:

  • Так как адаптация по условию опирается на результат решения, она не может быть применена до конца первого шага. Поэтому, необходимо создать адаптацию по поверхности объекта, в котором задаются начальные условия для переменной VOF
  • Задать Адаптацию, сливающую ячейки, чтобы не оставлять лишние ячейки, созданные предыдущими положениями свободной поверхности.

Приповерхностные сетки

Выше было отмечено, что настройки приповерхностной сетки, так же как и адаптаций по ГУ перенесены в 3.10.01 из свойств ГУ внутрь раздела «Расчетная сетка» (рис. 6). Кроме того, стало возможным задавать приповерхностную сетку на нескольких ГУ, а при нажатии на созданную «Приповерхностная сетка #0» эти ГУ подсветятся в интерфейсе (рис.6). Однако, создать несколько приповерхностных сеток, на данный момент нельзя (точнее интерфейс это позволит, но активной останется только одна). Приятной мелочью является также отображающееся теперь количество ячеек приповерхностной сетки в окне «статус» (рис. 6).

Calc. cells of OBL

Рис.6

Кроме того, появилась возможность выставить максимальный «Уровень адаптации» в котором построится приповерхностная сетка. В примере на рис.7 приповерхностная сетка не будет строится в тех местах, где к поверхностям, на которых строится адаптация, будут прилегать ячейки выше 3го уровня адаптации.  Это может быть полезно, если на какой-то части поверхности необходимая дискретизация достигается за счет сгущения основной расчетной сетки (например в отрывных зонах), а на остальной при помощи приповерхностной сетки.

OBL adaptation level
Рис.7

Особенности конвертации проектов, созданных в предыдущих версиях

К сожалению, не представляется возможным сделать полную конвертацию настроек из проектов, созданных в предыдущих версиях. Поэтому:

!!! при открытии такого проекта в новой версии, настоятельно рекомендуется проводить проверку настроек расчетной сетки.

А ещё лучше провести настройки заново, тогда алгоритм построения расчетной сетки будет более оптимальным и максимально надежным. Однако, из-за иного порядка построения сетки, в таком случае, не стоит рассчитывать, что полученная расчетная сетка будет абсолютно идентичной и кол-во расчетных ячеек будет в точности совпадать.

Основные закономерности конвертации следующие:

  • Для каждого объекта адаптации, будь то ГУ или геометрический Объект, будет создан отдельный подраздел «Адаптация #..» и/или «Приповерхностная сетка #..», содержащий только 1 объект адаптации (рис. 8). В данном случае, для оптимизации построения расчетной сетки рекомендуется сгруппировать объекты адаптации с одинаковыми настройками в общий для них раздел «Адаптация #..». Например, на рис.8 можно в «Объекты» раздела Адаптация #2» добавить граничные условия «Конус1» и «Конус2», если настройки для них те же, что и для ГУ «Цилиндр».

Adaptation coversion

Рис. 8

  • Активность адаптаций конвертируются достаточно сложным и неочевидным образом, поэтому:

!!! Обязательно проверяйте параметры активности всех адаптаций при открытии проекта в новой версии 31001

  • Головной раздел «Адаптация» в 31001 наследует свои настройки активности из раздела «Адаптация» в последней из подобластей проекта 30905 (рис.9, черная стрелка)

Conversion of adaptation

Рис. 9.

  • Индивидуальные настройки активности подразделов «Адаптация #» в проекте 31001 наследуются из соответствующих подразделов в проекте 30905 (рис. 9, зеленая стрелка).

 

 

Об авторе
Виктор Акимов
Author: Виктор Акимов
Инженер первой категории
к.т.н., МГТУ им. Баумана Экспертиза в областях: CFD, двигатели внутреннего сгорания, суперкомпьютеры