22 października 2021


Generacja siatki na potrzeby symulacji komputerowej przepływu jest istotnym elementem w całym procesie przygotowania modelu. Od jakości i gęstości siatki zależy jakość uzyskanych w symulacji wyników, jednocześnie proces generacji siatki może być bardzo pracochłonny, w wielu przypadkach określając efektywność danego projektu. Programy do generacji siatek obliczeniowych oferują różne podejścia i możliwości, próbując skrócić zarówno czas manualnej pracy z modelem jak i czas jaki potrzebują same algorytmy siatkujące. Jednym z nich jest program ANSYS Fluent Meshing (następca TGrid).

Adam Piechna

Razem z wydaniem ANSYS Workbench w wersji 15.0, TGrid stał się integralną częścią programu Fluent, jednocześnie zostało do niego wprowadzonych szereg nowych opcji. Jedną z ważniejszych nowości w programie jest możliwość bezpośredniego wczytania geometrii w jednym z formatów CAD (w TGrid formatem wejściowym była powierzchniowa siatka trójkątna). Obecnie program Fluent stał się platformą, w której mamy możliwość przygotowania modelu do analizy, bez korzystania z dodatkowych programów.

Naszym celem będzie generacja siatki powierzchniowej fragmentu katalizatora samochodu osobowego. Dostarczona geometria w formacie CAD przedstawiona jest na rysunku 1.

Model-CAD-katalizatora-samochodowego
Rys. 1  Model CAD katalizatora samochodowego

Pierwszym etapem pracy jest import geometrii do programu ANSYS Fluent Meshing. Podczas importu program dokonuje teselacji (fasetowania) geometrii, w wyniku której powstaje powierzchniowa siatka trójkątna. Przy ustawieniach domyślnych stworzona siatka powierzchniowa będzie stosunkowo rzadka (podobny efekt można uzyskać przy eksporcie geometrii fasetowej z programu Gambit) i służy do obejrzenia modelu i identyfikacji rozmiaru elementów istotnych z punktu widzenia symulacji. Po inspekcji modelu jako minimalny rozmiar elementów przyjmujemy 0,5 mm, a jako maksymalny 16 mm. Dokonujemy ponownego importu, tym razem z włączoną opcją Conformal Tesselation. Kontroluje ona dokładność odwzorowania geometrii za pomocą Funkcji Rozmiaru (Size Function), zagęszczając siatkę na krzywiźnie i w szczelinach. Jako kąt zagęszczenia krzywizn (Curvature Normal Angle) podajemy 15o (co odpowiada dużej dokładności odwzorowania krzywizny). Dodatkowo zaznaczamy opcję Edge Proximity i wpisujemy 1, jako liczbę komórek w szczelinie. Ustawienia zagęszczania siatki zapisujemy zaznaczając Save Size Field. Wykorzystamy je ponownie w poźniejszej części ćwiczenia. Po ponownym imporcie uzyskujemy znacznie dokładniejszą siatkę trójkątów odwzorowującą kształt katalizatora (Rys. 2). Należy zwrócić uwagę, że nie jest to jeszcze siatka, którą możemy wykorzystać na potrzeby analizy CFD.

 

cały artykuł dostępny jest w wydaniu 10 (85) październik 2014