Skip to main content
24 мая, 2024

Сравнение ЛОГОС и ANSYS в решении задач с деформируемыми сетками

В инженерных задачах часто встречаются движущиеся или деформирующиеся элементы, которые влияют на картину течения. Примеры таких задач включают:

— Перемещение поршня в цилиндре (автомобильная промышленность);
— Расширение и сжатие сосудов (медицина);
— Открытие и закрытие закрылков самолета (авиационная промышленность);
— Движение морских судов и плавучих платформ (судостроение).

Для корректного учета перемещения подвижных частей необходимо деформировать расчетный домен. Один из способов это сделать – перемещение и деформация ячеек сеточной модели для «поглощения» движения тела. В расчетном пакете Ansys Fluent этот метод называется «Smoothing».

В отечественном программном продукте для газодинамических расчетов ЛОГОС Аэро-Гидро также предусмотрена возможность деформации сеточной модели, называемая «Движение твердого тела».

В данной статье будет рассмотрен процесс решения задачи с перемещением поршня в цилиндре (рис. 1) в расчетных пакетах Ansys Fluent и ЛОГОС Аэро-Гидро.

Описание задачи

Необходимо провести анализ процессов сжатия и расширения воздуха, вызванных движением поршня в цилиндре. Задача является нестационарной, то есть параметры изменяются во времени. Скорость движения поршня составляет 0,1 м/с. Для воздуха применяется модель идеального газа.

Подготовка геометрии и сеточной модели

Расчетная геометрия
Рис. 2 Расчетная геометрия

Для подготовки геометрии использовался пакет Spaceclaim. Внутренний объем конструкции был извлечен (рис. 2) и назначены основные границы для расчета. Цилиндрические границы будут деформироваться, а поверхности поршня – перемещаться.

Сеточная модель для расчета в Fluent была подготовлена с помощью Fluent Meshing, для расчета в ЛОГОС Аэро-Гидро – в собственном сеточном построителе. В обоих случаях использовался тетраэдрический тип элемента (рис. 3 и рис. 4).

Результаты расчета

Обработка результатов в Ansys Fluent проводилась в встроенном пост-обработчике, в ЛОГОС – в пост-процессоре ScientificView. На рис. 5 и 6 показаны поля давлений в конструкции при движении поршня вверх. В верхней части давление повышается (происходит сжатие), в нижней – понижается (происходит расширение). Также можно заметить, что в обоих пакетах деформированная сетка выглядит очень похоже, из чего можно сделать вывод, что ЛОГОС Аэро-Гидро можно использовать для решения подобных задач.

Сеточная модель Fluent
Рис. 3 Сеточная модель Fluent
Сеточная модель ЛОГОС
Рис. 4 Сеточная модель ЛОГОС
Поле давлений в Fluent
Рис. 5 Поле давлений в Fluent
Поле давлений в ЛОГОС
Рис. 6 Поле давлений в ЛОГОС

На рис. 7 и 8 представлены контурные графики скоростей (в направлении Y) в сечении для Fluent и ЛОГОС Аэро-Гидро. Можно заметить, что характер распределения и величины также очень похожи.

Контур скоростей в Fluent
Рис. 7 Контур скоростей в Fluent
Контур скоростей в ЛОГОС
Рис. 8 Контур скоростей в ЛОГОС

Заключение

По итогам проведенных расчетов можно сделать вывод, что отечественный продукт ЛОГОС Аэро-Гидро может служить аналогом Ansys Fluent в части расчетов с деформируемыми сетками (метод «Smoothing»).

Получить консультацию

Заполните форму прямо сейчас,
и мы свяжемся с Вами!

* Обязательные поля для заполнения

Нажимая кнопку «Отправить», я даю согласие на обработку моих персональных данных и согласен с политикой конфиденциальности

Другие материалы в данной рубрике