Лекция_2 Магистры

Структурированная и неструктурированные сетки

Структурированная сетка (упорядоченная):
накладывает ограничения на форму элементов, структуру

Получение независящего от сетки решения для структурированной и неструктурированной сетки

Ф

Структурированную сетку следует строить в случаях, когда лимитирующим фактором для получения

Примеры структурированной и неструктурированной сетки

Структурированная гексагональная сетка

Неструктурированная сетка

Пример смешения нескольких типов сеток в одной модели

Призматический подслой в тетраэдрической

Примеры использования призматических слоев

Призматические структурированные подслои чаще всего используют в пограничной

II. Методы построения сеток

1. Метод граничной коррекции
Разработан Марком Шепардом и Марком

Пошаговая визуализация метода граничной коррекции:
1. Построение "первичной" сетки
1.1. Разбиение на

1.2. Разбиение на треугольники / тетраэдры

"Классический" набор шаблонов для разбиения квадратов

2. Корректировка "первичной" сетки
2.1. Удаление элементов, полностью выходящих за границу

Метод граничной коррекции используется приложением Meshing в методе построения сетки Mesh

2. Метод «продвижения фронта» (Advancing Front)

Впервые идея метода предложена Рейнальдом Лонером

Пошаговая визуализация метода «продвижения фронта»

1. Отправной точкой алгоритма является начальная дискретизация

4 – 5. Поиск оптимального узла С для каждой грани/ребра АВ.
6.

7- 8. Задание радиуса поиска узлов r. Поиск других узлов в

11. Переход к следующей итерации.

11

Методы «продвижения фронта» универсальны и могут быть

Метод «продвижения фронта» используется приложением Meshing в методе построения сетки Mesh

+ Сетки обладают неплохим качеством.
+ Наиболее эффективны, если изначально задана дискретизация

3. Сетки на основе критерия Делоне (Delaunay Mesh)
Впервые предложены Чарльзом Лоусоном

Критерий Делоне: треугольная сетка на плоскости удовлетворяет критерию Делоне, если внутрь

Пошаговая визуализация метода на основе критерия Делоне
1. Формирование множества U -

3. Разбиение на треугольники с учетом критерия Делоне с вершинами на

3.3

3.4

4. Удаление из сетки всех треугольников, среди вершин которых были вспомогательные

Достоинства и недостатки метода на основе критерия Делоне:
+ оптимальное разбиение расчетной

Архитектура комплекса ANSYS CFX

CAD
DesignModeler
(Создание геометрии)

ANSYS Meshing
ANSYS ICEM CFD
(Генерация сетки)

CFX - Pre
(Препроцессор
физики)

CFX

Структура взаимодействия информационных потоков в ANSYS CFX

ANSYS CFX

Начальные
условия

Граничные
условия

Выходные данные:
поля скоростей,
давлений и

Общий подход к моделированию гидро-, газодинамики

Гидро-, газодинамика – это раздел механики,

В основе моделирования многофазных потоков лежит численное решение системы дифференциальных уравнений,

1. Уравнение неразрывности (уравнение сохранения масс):

где – плотность среды;
– время;

2. Уравнение движения (сохранения количества движения):

Это три уравнения для компонент вектора

Проекция на ось х:

3. Полное уравнение сохранения энергии
(учитывает теплообмен и сжимаемость среды):

– полная энтальпия,

4. Уравнение состояния:

– удельная теплоёмкость

Методы решения систем уравнений

Метод конечных разностей;
Метод контрольных объемов;
Метод конечных элементов;
Метод сглаженных

Метод контрольных объемов

Дискретизация – преобразование непрерывной функции в дискретную.
ANSYS CFX использует

Все переменные решения и свойства текучей среды хранятся в узлах Node

Методология метода конечного объёма

Для иллюстрации методологии метода конечного объема рассмотрим уравнения

Методология метода конечного объёма

где V и S соответственно, объемные и поверхностные

Объемные интегралы дискретизируются в каждом секторе Sector сеточного элемента Element и