Angewandte Strömungssimulation
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Angewandte Strömungssimulation 3. Praktikum Stefan Hickel CFD mit ANSYS ICEM CFD CFX - Pre CFX - Solve CFX Post Stefan Hickel - Angewandte Strömungssimulation – Gittergenerator – Pre-Prozessor – Strömungslöser – Post-Prozessor 3 Programm für Heute Erstellung eines Videos der turbulenten Zylinderumströmung Visualisierung von Stromlinien und Export von Bildern Analyse des cp-Verlaufes um den Zylinder und Export von Diagrammdaten Vergleich der unterschiedlichen Domaingrößen und Randbedingungen Stefan Hickel - Angewandte Strömungssimulation 4 CFX - Starten Start Alle Programme ANSYS ANSYS 14.5 Fluid Dynamics Working Directory angeben: H:\... > CFX 14.5 CFX-Pre Stefan Hickel - Angewandte Strömungssimulation CFX Solver CFX-Post 5 CFX-Post - Ergebnis laden Ergebnis wie beim letzten Mal laden Erstellen Sie eine XY-Plane bei Z = 0.05 m (Mitte der Domain in Tiefenrichtung) namens Schnittebene und stellen Sie die Geschwindigkeitsverteilung dar Wählen Sie eine geeignete Ansicht Stefan Hickel - Angewandte Strömungssimulation 6 CFX-Post – Animation vorbereiten (1) Farbpaletten anpassen Range: User Specified Min: 0.0 m/s Max: 0.75 m/s Stefan Hickel - Angewandte Strömungssimulation 8 CFX-Post – Animation vorbereiten (2) Legende anpassen Doppelklick auf Default Legend View 1 Register Appearance Text Parameters: Precision: 2 Fixed Value Ticks: 4 Stefan Hickel - Angewandte Strömungssimulation 9 CFX-Post – Animation vorbereiten (3) Ansicht schön einstellen (Domain frei und groß) Stefan Hickel - Angewandte Strömungssimulation 10 CFX-Post – Animation erstellen (1) Animation definieren Klick auf Keyframe Animation Stefan Hickel - Angewandte Strömungssimulation 11 CFX-Post – Animation erstellen (2) Animation definieren 2. Klick auf 1. Klick auf Stefan Hickel - Angewandte Strömungssimulation 12 CFX-Post – Animation erstellen (3) Letzte Dateinummer feststellen und eintragen Letzter Zeitschritt Ganz unten Full - Final Stefan Hickel - Angewandte Strömungssimulation 13 CFX-Post – Animation erstellen (3) Auswahl des ersten Zeitschrittes als Startpunkt » Die Initialisierung wird sichtbar 2: 1: Doppelklick auf den ersten Zeitschritt Stefan Hickel - Angewandte Strömungssimulation 14 CFX-Post – Animation erstellen (3) Ende erstellen 1: Klick auf 2: Doppelklick Stefan Hickel - Angewandte Strömungssimulation 15 CFX-Post – Animation erstellen (3) Ende erstellen 2 3: 1: Doppelklick auf den letzten Zeitschritt Stefan Hickel - Angewandte Strömungssimulation 16 CFX-Post – Animation erstellen (3) Video erstellen 1: Doppelklick auf den KeyframeNo1 Dateiname Endung: wmv Save Movie aktivieren Windows Media Video Stefan Hickel - Angewandte Strömungssimulation 17 CFX-Post – Animation erstellen (4) White Background aktivieren Image Size: Use Screen Size Stefan Hickel - Angewandte Strömungssimulation 18 CFX-Post – Animation erstellen (5) Frame Rate: 25 Quality: Highest Stefan Hickel - Angewandte Strömungssimulation 19 CFX-Post – Animation erstellen (6) Tipp: Vor Erstellung des Video das 3D-Fenster nach links vergrößern, um ein bildschirmfüllendes Video zu erhalten. 1: 2: Warten, während das Video erstellt wird, anschließend Stefan Hickel - Angewandte Strömungssimulation 20 CFD-Post – Stromlinien (1) Insert » Streamline Stefan Hickel - Angewandte Strömungssimulation 21 CFD-Post – Stromlinien (2) Type: Surface Streamline Mode: Constant Auf das Farbfeld klicken, bis schwarz erscheint Surfaces: Schnittebene # of Points: 60 Stefan Hickel - Angewandte Strömungssimulation 22 CFD-Post – Stromlinien (3) Das Ergebnis sollte dann etwa so aussehen. Dieses Bild wollen wir im Folgenden exportieren und speichern, um es dann anderweitig verwenden zu können Stefan Hickel - Angewandte Strömungssimulation 23 CFD-Post – Bild exportieren File » Save Picture Name und Speicherort PNG White Background Empfehlenswert für den Ausdruck Stefan Hickel - Angewandte Strömungssimulation 24 CFD-Post – Polyline erstellen (1) Verschneidungslinie zwischen Zylindermantelfläche und Schnittebene Location » Polyline Stefan Hickel - Angewandte Strömungssimulation 25 CFD-Post – Polyline erstellen (2) Polyline definieren » Geometry Tab Method: Boundary Intersection Zu verschneidende Randbedingung: Schnittelement: Zylinder Schnittebene Stefan Hickel - Angewandte Strömungssimulation 26 CFD-Post – Variable cp erstellen (1) Zur Erstellung einer Variable muss zunächst eine Expression erstellt werden (ähnlich CFX-Pre) Der Druckbeiwert cp errechnet sich folgendermaßen: 0 p−p∞ cp = 0.5ρ∞ u∞ 1,185 kg/m³ aus den CFX Materials Stefan Hickel - Angewandte Strömungssimulation 27 CFD-Post – Variable cp erstellen (2) Insert » Expression Name: cpexp Pressure/(0.5*1.185 [kg m^-3]*uref^2) Stefan Hickel - Angewandte Strömungssimulation 28 CFD-Post – Variable cp erstellen (3) Nun wird die Variable cp erstellt und mit der Expression cpexp verknüpft Insert 1: Name: cp » Variable 3: Expression 4: cpexp Stefan Hickel - Angewandte Strömungssimulation 2 5 29 CFD-Post – Diagramm erstellen (1) Wir wollen den cp Verlauf auf der Zylindermantelfläche visualisieren 1: Klick auf Data Series Tab 2 3 4: Series 1 auswählen 5: Location Polyline1 Stefan Hickel - Angewandte Strömungssimulation 30 CFD-Post – Diagramm erstellen (2) X Axis Tab und Y Axis Tab 8 6 10 7: Variable X Stefan Hickel - Angewandte Strömungssimulation 9: Variable cp 31 CFD-Post – Diagramm exportieren (1) Das Ergebnis sollte etwa so aussehen… Diese Kurve wollen wir nun exportieren, um sie bspw. in Excel verwenden zu können Stefan Hickel - Angewandte Strömungssimulation 32 CFD-Post – Diagramm exportieren (2) Name vergeben Stefan Hickel - Angewandte Strömungssimulation 33 CFD-Post – Diagramm exportieren (3) Die Datei liegt nun im CSV-Format vor und kann mit jedem Editor geöffnet werden Bsp: Stefan Hickel - Angewandte Strömungssimulation 34