Trình tự tính toán của bài toán lưu chất flotran trong Ansys

hqdefault
Bài toán FLOTRAN điển hình gồm bảy bước chính: xác định miền bài toán, xác định chế độ dòng chảy, tạo mạng lưới phần tử hữu hạn, đặt các điều kiện biên, thiết lập các thông số tính toán FLOTRAN, giải bài toán và phân tích kết quả.

• Bước 1: xác định miền bài toán.
Người giải cần xác định miền thích hợp cho mỗi bài toán. Xác định vị ưí các điều kiện biên đã biết của bài toán. Nếu các điều kiện biên này không biết chính xác và buộc phải giả thiết về chúng, thì không đặt các điều kiện biên quá gần với khu vực quan tâm hoặc với khu vực có sự biến thiên nhiều của các ẩn cần giải.
Đôi khi người giải có thể không nhận ra những sự biến thiên lớn xảy ra quá gần chỗ thóat hay ở một số khu vực khác cho đến khi nhận được kết quả tính. Trong trường hợp này, ta nên tính lại bài toán với một miền khác.
• Bước 2: xác định chế độ dòng chảy.
Người giải cần đánh giá đặc trưng của dòng chảy. Đặc trưng là hàm số của các thuộc tính lưu chất, hình học, và độ lớn xấp xỉ của trường vận tốc. Các lưu chất được giải ưong FLOTRAN gồm chất khí và lỏng, các thuộc tính của chúng có thể thay đổi đáng kể theo nhiệt độ. Các dòng khí được giới hạn là các khí lý tưởng, cần xác định ảnh hưởng của nhiệt độ đến tỷ trọng, độ nhớt và tính dẫn nhiệt của lưu chất có quan trọng không. Trong nhiều trường hợp, ta có thể nhận các kết quả thích hợp với các thuộc tính lưu chất không đổi.
Để đánh giá có cần dùng mô hình rối của FLOTRAN không, ta định số Reynolds của dòng chảy. Số Mach được dùng để xác định rằng mô hình lưu chất nén có cần dùng không. Số Mach ở một điểm trong lưu chất là tỷ số của lưu chất và tốc độ âm thanh. Khi số Mach lớn hơn 0,3 cần xem xét việc dùng thuật giải lưu chất có tính nén. Có sự khác nhau đáng kể về kết quả của mô hình không nén và có thể nén khi số Mach lớn hơn 0,7.
• Bước 3: tạo mạng lưới phần tử hữu hạn.
Trước hết cần xác định các vị trí có sự biến thiên cao nhất của các đại lượng cần giải, việc này giúp chỉnh lý mạng lưới phần tử. Thí dụ, nếu bạn đang dùng mô hình chảy rối thì vùng gần tường phải có mạng lưới mịn hơn so với trường hợp dùng mô hình chảy tầng. Nếu mạng lưới quá thô, nó không thể phát hiện các tác động đáng kể xảy ra do những sự biến thiên cao trong lúc giải. Trái lại, các phần tử có thể có hệ số hình dáng rất lớn với cạnh dài dọc theo hướng có sự biến thiên rất nhỏ.
Để có những kết quả chính xác nhất nên dùng các chia lưới có hoạch định (mapped meshing). Phương pháp này giúp tạo ra mẫu lưới thích hợp ở biên. Người sử dụng có thể thực hiện phép chia lưới theo cách này bằng lệnh MSHKEY hoặc giao tiếp đồ họa Main Menu > Preprocessor > Meshing-Mesh > Entity-Mapped.
• Bước 4: đặt các điều kiện biên.
Các điều kiện biên có thể được định nghĩa trước hay sau khi mạng lưới bài toán được tạo. Điều kiện biên có thể được thay đổi giữa những lần khởi đầu lại. Nếu bạn cần thay đổi điều kiện biên hoặc bỏ sót nó, bạn không cần khởi đầu lại tính toán trừ phi sự thay đổi gây ra các bất ổn định trong quá trình giải.
• Bước 5: thiết lập các thông số tính toán FLOTRAN.
Để dùng mô hình chảy rối hay giải phương trình nhiệt đồng thời, người sử dụng phải kích hoạt chúng. Các đối tượng cụ thể được thiết lập, như các đặc trưng lưu chất, là một chức năng của loại bài toán.
• Bước 6: giải bài toán.
Người sử dụng có thể giám sát sự hội tụ và ổn định của lời giải bài toán bằng cách quan sát tốc độ thay đổi của lời giải và ứng xử của các biến phụ thuộc thích hợp. Các biến này bao gồm vận tốc, áp suất, nhiệt độ, và các đại lượng rối (nếu cần thiết) như động năng (bậc tự do ENKE), tốc độ tiêu hao động năng (ENDS), và độ nhớt tương đương (EVIS).
• Bước 7: phân tích kết quả.
Các kết quả xuất có thể được hậu xử lý và phân tích trong những file xuất. Người giải sử dụng khả năng đánh giá kỹ thuật của mình khi phân tích kết quả để ước lượng độ tin cậy và tính vững chắc của toàn bộ phép giải, cách thức các đặc tính riêng được dùng, và những điều kiện áp đặt.
a4Capture

Leave a Reply