Angewandte Strömungssimulation

Angewandte Strömungssimulation
3. Praktikum
Stefan Hickel
CFD mit ANSYS
ICEM CFD
CFX - Pre
CFX - Solve
CFX Post
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– 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
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4
CFX - Starten
Start
Alle Programme
ANSYS
ANSYS 14.5
Fluid Dynamics
Working Directory
angeben: H:\...
> CFX 14.5
CFX-Pre
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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
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CFX-Post – Animation vorbereiten (1)
Farbpaletten anpassen
Range: User Specified
Min: 0.0 m/s
Max: 0.75 m/s
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CFX-Post – Animation vorbereiten (2)
Legende anpassen
Doppelklick auf
Default Legend View 1
Register Appearance
Text Parameters:
Precision: 2 Fixed
Value Ticks: 4
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CFX-Post – Animation vorbereiten (3)
Ansicht schön einstellen (Domain frei und groß)
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CFX-Post – Animation erstellen (1)
Animation definieren
Klick auf
Keyframe
Animation
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CFX-Post – Animation erstellen (2)
Animation definieren
2. Klick auf
1. Klick auf
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CFX-Post – Animation erstellen (3)
Letzte Dateinummer feststellen und eintragen
Letzter Zeitschritt
Ganz unten
Full - Final
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CFX-Post – Animation erstellen (3)
Auswahl des ersten Zeitschrittes als
Startpunkt
» Die Initialisierung wird sichtbar
2:
1: Doppelklick auf
den ersten Zeitschritt
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CFX-Post – Animation erstellen (3)
Ende erstellen
1: Klick auf
2: Doppelklick
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CFX-Post – Animation erstellen (3)
Ende erstellen
2
3:
1: Doppelklick
auf den
letzten Zeitschritt
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CFX-Post – Animation erstellen (3)
Video erstellen
1: Doppelklick auf den
KeyframeNo1
Dateiname
Endung: wmv
Save Movie
aktivieren
Windows Media Video
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CFX-Post – Animation erstellen (4)
White Background
aktivieren
Image Size:
Use Screen Size
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CFX-Post – Animation erstellen (5)
Frame Rate: 25
Quality: Highest
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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
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CFD-Post – Stromlinien (1)
Insert
» Streamline
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CFD-Post – Stromlinien (2)
Type: Surface Streamline
Mode: Constant
Auf das Farbfeld klicken,
bis schwarz erscheint
Surfaces: Schnittebene
# of Points: 60
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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
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CFD-Post – Bild exportieren
File
» Save Picture
Name und Speicherort
PNG
White Background
Empfehlenswert für den Ausdruck
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CFD-Post – Polyline erstellen (1)
Verschneidungslinie zwischen Zylindermantelfläche
und Schnittebene
Location
» Polyline
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CFD-Post – Polyline erstellen (2)
Polyline definieren
» Geometry Tab
Method: Boundary
Intersection
Zu
verschneidende
Randbedingung:
Schnittelement:
Zylinder
Schnittebene
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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
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CFD-Post – Variable cp erstellen (2)
Insert
» Expression
Name: cpexp
Pressure/(0.5*1.185 [kg m^-3]*uref^2)
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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
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5
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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
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CFD-Post – Diagramm erstellen (2)
X Axis Tab und Y Axis Tab
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6
10
7: Variable X
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9: Variable cp
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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
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CFD-Post – Diagramm exportieren (2)
Name vergeben
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CFD-Post – Diagramm exportieren (3)
Die Datei liegt nun im CSV-Format vor und kann mit
jedem Editor geöffnet werden
Bsp:
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