Angewandte Strömungssimulation

Transkript

1 Angewandte Strömungssimulation 3. Praktikum Stefan Hickel

2 CFD mit ANSYS ICEM CFD CFX - Pre CFX - Solve CFX Post Gittergenerator Pre-Prozessor Strömungslöser Post-Prozessor Stefan Hickel - Angewandte Strömungssimulation 3

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

4 CFX - Starten Start Alle Programme ANSYS ANSYS 14.5 Fluid Dynamics > CFX 14.5 Working Directory angeben: H:\... CFX-Pre CFX Solver CFX-Post Stefan Hickel - Angewandte Strömungssimulation 5

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

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

7 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

8 CFX-Post Animation vorbereiten (3) Ansicht schön einstellen (Domain frei und groß) Stefan Hickel - Angewandte Strömungssimulation 10

9 Klick auf CFX-Post Animation erstellen (1) Animation definieren Keyframe Animation Stefan Hickel - Angewandte Strömungssimulation 11

10 CFX-Post Animation erstellen (2) Animation definieren 2. Klick auf 1. Klick auf Stefan Hickel - Angewandte Strömungssimulation 12

11 CFX-Post Animation erstellen (3) Letzte Dateinummer feststellen und eintragen Letzter Zeitschritt Ganz unten Full - Final Stefan Hickel - Angewandte Strömungssimulation 13

12 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

13 CFX-Post Animation erstellen (3) Ende erstellen 1: Klick auf 2: Doppelklick Stefan Hickel - Angewandte Strömungssimulation 15

14 CFX-Post Animation erstellen (3) Ende erstellen 2 3: 1: Doppelklick auf den letzten Zeitschritt Stefan Hickel - Angewandte Strömungssimulation 16

15 CFX-Post Animation erstellen (3) Video erstellen 1: Doppelklick auf den KeyframeNo1 Save Movie aktivieren Dateiname Endung: wmv Windows Media Video Stefan Hickel - Angewandte Strömungssimulation 17

16 CFX-Post Animation erstellen (4) White Background aktivieren Image Size: Use Screen Size Stefan Hickel - Angewandte Strömungssimulation 18

17 CFX-Post Animation erstellen (5) Frame Rate: 25 Quality: Highest Stefan Hickel - Angewandte Strömungssimulation 19

18 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

19 Insert» Streamline CFD-Post Stromlinien (1) Stefan Hickel - Angewandte Strömungssimulation 21

20 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

21 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

22 CFD-Post Bild exportieren File» Save Picture Name und Speicherort PNG White Background Empfehlenswert für den Ausdruck Stefan Hickel - Angewandte Strömungssimulation 24

23 CFD-Post Polyline erstellen (1) Verschneidungslinie zwischen Zylindermantelfläche und Schnittebene Location» Polyline Stefan Hickel - Angewandte Strömungssimulation 25

24 CFD-Post Polyline erstellen (2) Polyline definieren» Geometry Tab Schnittelement: Schnittebene Method: Boundary Intersection Zu verschneidende Randbedingung: Zylinder Stefan Hickel - Angewandte Strömungssimulation 26

25 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 cp= p p 0.5ρ u 1,185 kg/m³ aus den CFX Materials Stefan Hickel - Angewandte Strömungssimulation 27

26 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

27 CFD-Post Variable cp erstellen (3) Nun wird die Variable cp erstellt und mit der Expression cpexp verknüpft Insert» Variable 1: Name: cp 3: Expression 4: cpexp 2 5 Stefan Hickel - Angewandte Strömungssimulation 29

28 CFD-Post Diagramm erstellen (1) Wir wollen den cp Verlauf auf der Zylindermantelfläche visualisieren 1: Klick auf Data Series Tab 3 2 4: Series 1 auswählen 5: Location Polyline1 Stefan Hickel - Angewandte Strömungssimulation 30

29 CFD-Post Diagramm erstellen (2) X Axis Tab und Y Axis Tab : Variable X 9: Variable cp Stefan Hickel - Angewandte Strömungssimulation 31

30 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

31 CFD-Post Diagramm exportieren (2) Name vergeben Stefan Hickel - Angewandte Strömungssimulation 33

32 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