Zusätzliche Netzadaptionsparameter

Zusätzliche Adaptionssteuerungen ergänzen die primären Optionen zur Definition von Netzadaption.

Diese Steuerungen stehen in der Registerkarte Adaption im Dialogfeld Lösung zur Verfügung. Um sie anzuzeigen, erweitern Sie die Liste Zusätzliche Adaption.

Ablösen/Rezirkulation

Vorgabemäßig adaptiert die Netzadaption das Netz auf Grundlage von Feldvariablen (Geschwindigkeit, Druck und Temperatur). Um die Auflösung in Bereichen mit großen Mengen an Strömungstrennung und/oder Durchflusskreisläufen zu verbessern, aktivieren Sie Ablösen/Rezirkulation.

Freie Scherschichten

Freie Scherschichten entstehen an Schnittpunkten zwischen der freien Strömungsgeschwindigkeit und einer viel langsameren Strömung wie etwa einem Rückstrom oder einem Ablösungsbereich. Sie zeichnen sich durch einen signifikanten Geschwindigkeitsgradienten aus, und die viskosen Scherspannungen sind wichtig.

Im Gegensatz zu einer Scherschicht innerhalb einer Randschicht, die an eine feste Randbedingung angrenzt, kommen freie Scherschichten innerhalb der Strömung vor. Für eine präzise Strömungsprognose ist es wichtig, dass die Netzverteilung fein genug ist, um den hohen Geschwindigkeitsgradienten innerhalb der freien Scherebene einzufangen.

Aktivieren Sie "Freie Scherschichten", wenn Sie den Verdacht haben, dass Geschwindigkeitsgradienten dieses Ausmaßes in Ihrer Strömung vorkommen werden. In der folgenden Strömung in einer Biegung entsteht im Innenradius des Rohrs ein Trennungsbereich, und der Kern der freien Strömung wird an den Außenradius gedrückt.

In der folgenden Abbildung ist das Netz nicht für freie Scherschichten adaptiert, und die Strömung in diesem Bereich ist nicht exakt definiert:

In dieser Abbildung ist das Netz für freie Scherschichten adaptiert. Beachten Sie den großen Unterschied beim Geschwindigkeitsgradienten zwischen freier Strömung und dem Trennungsbereich.

Externe Strömung

Aktivieren Sie Externe Strömung, wenn Sie vermuten, dass Freie Scherschichten in Strömungen auftreten werden, die nicht eng durch Wände oder andere Strukturen begrenzt werden. Die Option "Externe Strömung" passt die Netzadaption an, um das Netz in Bereichen mit Hochgeschwindigkeitsgradienten zu verfeinern, die zwischen viskosen und Freiflussströmungen in großen, unbegrenzten Strömungsbereichen wie jenen, die zur Simulation aerodynamischer Strömungen verwendet werden, auftreten.

Stöße

Um das Netz auf der Position und den Gradienten einer Stoßwelle bei Analysen von kompressiblen Strömungen zu konzentrieren, aktivieren Sie die Option "Stöße". In der folgenden Abbildung wird eine Stoßbildung stromaufwärts vom Objekt dargestellt, aber da die Option "Stöße" deaktiviert wurde, wurde das Netz nicht für die Stoßwelle adaptiert, was zu unscharfen Gradienten geführt hat:

Wenn "Stöße" aktiviert ist, wird das Netz auf Grundlage der Stoßbildung adaptiert und seine Position wird deutlich definiert:

Transiente Features

Wenn Ihre Strömung "dynamische" Bereiche wie Strömungswiederanlegung oder Wirbelablösung enthält, aktivieren Sie Transiente Features.

Dadurch werden vor jedem Fortschritt zur nächsten (engeren) Kriterienebene drei Adaptionen pro Fehlerkriterium durchgeführt. Als Ergebnis sind die statischen Strömungsbereiche nicht übermäßig adaptiert, und die dynamischen Features werden besser aufgelöst.

Anmerkung: Die Gesamtzahl der Adaptionszyklen entspricht der dreifachen Anzahl der Zyklen.

Y+ Adaption

Viele turbulente Strömungen, insbesondere solche mit externen oder aerodynamischen Strömungen, werden von der Dicke der Randelemente beeinflusst. Der Parameter, der dies kennzeichnet, ist "Y+", ein nichtdimensionaler Abstand zwischen einer Wand und dem entsprechenden Nachbarknoten. Es ist eine Komponente des Turbulenzwandgesetzes.

Damit die Dicke des Randelements mit jedem Adaptionszyklus variieren kann, aktivieren Sie Y+ Adaption. Der Vernetzungsalgorithmus überprüft den Y+-Wert im gesamten Modell und reduziert die Dicke des Randelements dort, wo die Werte zu hoch sind.

Die Dicke der Randschicht ändert sich am Ende des ersten Adaptionszyklus nicht, wenn die Simulation zuvor mit einer deaktivierten Y+ Adaption durchgeführt wurde:

Wenn Sie eine vorläufige Simulation ohne Adaption durchführen möchten, gefolgt von einer Reihe Adaptionszyklen, die die Y+-Adaption einschließen, führen Sie vor der ersten Simulation folgende Schritte aus:

1. Öffnen Sie das Dialogfeld Start, und klicken Sie auf die Registerkarte Adaption.
2. Aktivieren Sie das Kontrollkästchen Adaption aktivieren.
3. Aktivieren Sie das Kontrollkästchen Y+ Adaption.
4. Deaktivieren Sie das Kontrollkästchen Adaption aktivieren.

Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die erforderlichen Daten zur Dicke der Randschicht gespeichert werden und die Dicke der Randschicht sich am Ende des ersten Zyklus anpasst.

Anmerkung: Diese Art der Adaption gleicht vom Konzept her der Automatischen Schichtadaption, aktiviert mit Randschichtnetz. Im Gegensatz zur automatischen Schichtadaption jedoch aktualisiert die Y+-Adaption die Dicke des Randelements am Ende eines jeden Adaptionszyklus und nicht nach jeder Iteration. Diese beiden Optionen sollten nicht gleichzeitig aktiviert sein.

Max. Y+

Laut dem Turbulenzgesetz für die Wand und verschiedenen Studien liegt der ideale Bereich für Y+ zwischen 35 und 350. Die vorgegebene Obergrenze für Y+ Adaption liegt bei 300. In einigen anspruchsvollen Fällen (z. B. bei Hochgeschwindigkeitsaerodynamik) kann es erforderlich sein, Max Y+ zu reduzieren, um die gewünschte Genauigkeit zu erzielen.

Verwandte Themen

Die folgenden Themen beschreiben weitere Parameter im Dialogfeld "Adaption":

Adaptive Vernetzung

Erweiterte Netzadaptionsparameter

Um die Auswirkung der Netzadaption auf die Simulation eines industriellen Ventils zu sehen, klicken Sie hier.

Beispielmodell für die Verwendung von Netzadaption ...