Funzionalità di simulazione

Superficie libera

Autodesk Simulation CFD 2014 aggiunge la possibilità di simulare dinamicamente l'interfaccia tra liquidi e gas. Questa capacità è essenziale per la modellazione di molti flussi che si verificano in natura, nonché in un'ampia gamma di applicazioni ingegneristiche.

Esempi di applicazioni Superficie libera

È possibile utilizzare Superficie libera per simulare molte applicazioni diverse. Di seguito vengono elencati alcuni esempi:

• Spostamento di liquido all'interno di serbatoi
  • Sciabordio: movimento di un liquido in un contenitore riempito parzialmente.
  • Agitazione: comportamento di un liquido in un serbatoio con agitatori sommersi o parzialmente sommersi, valvole e/o più ingressi e uscite o in base al movimento del serbatoio. (Esempi di movimento del serbatoio includono effetti sismici e serbatoi mobili in transito.)
  • Miscelazione: concentrazione di diverse specie di liquidi.

  

• Infrastruttura e trasporto acqua
  • Strutture civili: dighe, fogne, canali di scarico e chiuse.
  • Valvole: flusso di canale aperto.
  • Serbatoi d'acqua: cicli di riempimento/estrazione o afflusso e deflusso continuo.

  

Impostazione Superficie libera di base

Durante la costruzione e la configurazione del modello, considerare il modello in termini del liquido. Accertarsi di includere le regioni del liquido nel modello CAD. Assegnare materiali e condizioni al contorno in base solo al liquido. Considerare le regioni occupate da gas (aria) come prive di liquido.

1. Assegnare un materiale liquido alle parti che contengono o che conterranno fluido. Non assegnare un materiale gassoso a una parte se contiene attualmente o conterrà del liquido. Simulation CFD non consente di assegnare più materiali alla stessa parte.
2. Per indicare il punto in cui il liquido entra nel dominio, specificare una condizione al contorno del flusso (velocità, portata volumetrica).
3. Se il dominio è pieno o parzialmente pieno al tempo = 0, specificare una condizione iniziale HOF per indicare la posizione iniziale del liquido. Creare la geometria in modo che esista un volume distinto per il livello di liquido iniziale.
4. Se il serbatoio è vuoto al tempo = 0, assegnare il materiale liquido al volume, ma non assegnare un condizione iniziale HOF. Il liquido entra nel dominio a causa delle condizioni al contorno del flusso specificate.
5. Creare mesh di tutte le parti del fluido e delle parti che verranno occupate dal liquido, anche parzialmente. Il requisito di mesh per le simulazioni di superficie libera è elevato. Assegnare una mesh fine all'interfaccia liquido-gas.

Simulation CFD esegue simulazioni superficie libera come transitorio e calcola automaticamente il passo temporale.

Per abilitare Superficie libera:

1. Aprire la finestra di dialogo Risolvi (Imposta(scheda) > Simulazione (gruppo) > Risolvi).
2. Fare clic su Superficie libera nella scheda Proprietà fisiche.
3. Nella finestra di dialogo Superficie libera, selezionare Abilita superficie libera.
4. Specificare le forze di accelerazione che agiscono sul liquido impostando il vettore Gravità. È anche possibile specificare più componenti di accelerazione con le impostazioni Accelerazione. Questi comandi sono utili per la simulazione di forze del corpo, ad esempio in un serbatoio in movimento.

Per visualizzare il volume di liquido risultante:

• Fare clic con il pulsante destro del mouse sul modello e selezionare Superficie libera.

• Visualizzare la grandezza dei risultati VOF. Un valore di 0,5 indica il contorno liquido-gas.

• Per visualizzare il movimento del liquido, visualizzare VOF come una superficie ISO con vettori:

Per ulteriori informazioni sulla superficie libera, fare clic qui.

Modelli di turbolenza avanzati

Per migliorare la precisione e ridurre la dipendenza da mesh per alcuni tipi di simulazioni, Simulation CFD 2014 contiene diversi nuovi modelli di turbolenza:

• SST k-omega
  • Si consiglia di usare questo modello di turbolenza per flussi con separazione o distacco nonché per gradienti di pressione sfavorevoli.
  • Inoltre, questo modello è adatto per un'ampia gamma di tipi di flusso.
  • Per utilizzare questo modello in modo efficace, utilizzare una mesh fine nella regione del layer di contorno. È possibile aggiungere fino a dieci layer con la finestra di dialogo Miglioramento mesh.
• Simulazione turbolenta distaccata (SST k-omega DES)
  • Ibrido tra SST k-omega e simulazione turbolenta di grandi dimensioni (LES).
  • Produce risultati accurati per applicazioni di flusso aerodinamiche esterne Reynolds separate.
  • Questo modello utilizza una notevole capacità di calcolo ed è sensibile alla distribuzione della mesh. Per sfruttarlo al meglio utilizzare una distribuzione della mesh uniforme.
• Simulazione adattiva in scala (SST k-omega SAS)
  • Si consiglia di utilizzare questo modello per applicazioni di flusso transitorio (dipendenti dal tempo).
  • Per utilizzare questo modello in maniera efficace, definire una mesh fine nella regione del layer di contorno. È possibile aggiungere fino a dieci layer con la finestra di dialogo Miglioramento mesh.

Per abilitare i seguenti modelli:

1. Aprire la finestra di dialogo Risolvi (Imposta (scheda) > Simulazione (gruppo) > Risolvi).
2. Fare clic su Turbolenza nella scheda Proprietà fisiche.
3. Selezionare dal menu Modello turb.

Per ulteriori informazioni su questi modelli di turbolenza, fare clic qui.

Miglioramenti precisione resistenza distribuita

In risposta ai commenti degli utenti, la formulazione di resistenza distribuita in Simulation CFD 2014 è migliorata per simulare meglio le due seguenti situazioni:

• Regioni di resistenza di forma radiale (incluse grandi variazioni nei valori K direzionali e regioni non allineate con gli assi cartesiani)
• Regioni piane non allineate a un asse cartesiano

In entrambi i casi, la formulazione consente di prevedere in modo più accurato la caduta di pressione e la distribuzione di velocità, in particolare per bassi valori di K. Le modifiche di formulazione in Simulation CFD 2014 producono risultati più precisi e uniformi rispetto alle versioni precedenti.

Non esistono modifiche all'interfaccia utente o al flusso di lavoro per supportare questi miglioramenti.

Nota: Per disabilitare questo metodo e ripristinare la formulazione utilizzata in Simulation CFD 2013, modificare il valore del flag no_difu_tensors in 1.

Miglioramenti dei risultati relativi alla temperatura nei materiali PCB

Simulation CFD 2014 è in grado di calcolare con maggiore precisione la distribuzione di temperatura nei materiali per circuiti stampati non allineati con gli assi cartesiani.

Nota: Per disabilitare questo metodo e ripristinare la formulazione utilizzata in Simulation CFD 2013, modificare il flag no_difu_tensors in 2. Per ripristinare la formulazione utilizzata in Simulation CFD 2013 per le resistenze distribuite e i materiali PCB, modificare il valore di questo flag in 3.

Funzionalità rimossa

Simulation CFD 2014 non contiene più i due modelli di trasferimento termico Convezione rapida.