تولیدهندسه، شبکه و شبیه‌سازی جریان، حول استوانه در CFX-بخش ۲

با غیر فعال کردن Base 1 و Base 2 دو طرف استوانه باز می‌ماند . در واقع طرفین استوانه در داخل جامد قرار می‌گیرد و ارتباطی با منطقه سیالی ندارد، بنابراین نیازی به تولید هندسه و شبکه آن نیست. بر روی Surface در نمودار درختی Geometry، کلیک راست نموده و گزینه Show Full را تیک بزنید . نمودار درختی در سمت چپ صفحه قرار گرفته و بالاترین سرشاخه آن Model است که حاوی کلیه زیربخش‌هاست. با افزودن هر بخش به مدل، شاخه آن نیز در نمودار درختی فعال می‌شود. به طور مثال با تولید اولین نقطه، بخش Geometry و در ذیل آن Points افزوده می‌شود. توجه به این نکته ضروری است که ممکن است بخشی مانند خط یا صفحه را تولید کرده باشید ولی به صورت پیش‌فرض و یا با تغییر کاربر، نمایش آن در نمودار درختی غیر فعال شده‌باشد. برای فعال و یا غیر فعال‌سازی هر نمایش، کافی است تیک کنار هر بخش در نمودار درختی انتخاب و یا غیر فعال شود.

پس از آن می‌بایست استوانه دیگری به عنوان فضای بی‌نهایت حول استوانه مرکزی در نظر گرفته شود . فاصله مرز بی نهایت از جسم می‌بایست در حدی باشد که جریان برروی آن بر اثر عبور جریان از استوانه مرکزی، کاملاً دست نخورده و یکنواخت باشد. دست نخورده ماندن جریان به این معنی است که در اثر عبور جریان بر روی استوانه، بر روی مرز مورد نظر سرعت و فشار تا حد ممکن تغییر نکرده باشد و بتوان فرض شرایط یکنواخت بر روی آن را در نظر گرفت. با در نظر گرفتن استوانه‌ای با شعاعی ۱۵ برابر قطر استوانه داخلی، این شرط برآورده خواهد شد. مجدداً از همان دو نطقه اول به عنوان محور برای تولید استوانه‌ای به شعاع ۶ استفاده می‌شود. در مورد مرز بی‌نهایت می‌توان از هندسه‌هایی به شکل C، D و یا مستطیل نیز استفاده کرد، لیکن در اینجا به دلیل سادگی برای کاربران مبتدی و همچنین تضمین کیفیت تعامدی سلول‌ها، از استوانه هم‌مرکز با استوانه داخلی استفاده شده ‌است. کیفیت تعامدی معیاری است که برای سلول‌های چهارگوش در دو بعد بهترین آن مربوط به زاویه قائم و برای مثلث‌ها نیز بهترین آن مربوط به زاویه ۶۰ درجه است. این معیار کیفیت، تاثیر بسیار بالایی بر روند همگرایی و دقت نتایج دارد.

Geometry—>Create/Modify Surface—>Standard Shapes—>Cylinder
Radius 1: 6 <> Radius 2: 6 <> Base 1: unchecked <> Base 2: unchecked

نکته : مهم است ترتیب انتخاب نقاط”Two axis Point” به همان صورتی باشد که برای استوانه کوچک انجام شد . در غیر اینصورت در مرحله بعد ( بستن طرفین دامنه حل ) با مشکل مواجه خواهیم شد . پس از آن نوبت به بستن طرفین دامنه حل می‌رسد . بدین منظور ابتدا با استفاده از نقاط موجود برروی طرفین استوانه‌های داخلی و خارجی، دو خط مستقیم ایجاد می‌شود .

Geometry —>Create/Modify Curves—>From Points

 

نکته : دو خط طرفین می‌بایست جداگانه تولید شوند .

حال با دوران این دو خط حول دو نقطه مرکزی ( تولید شده در ابتدای کار ) به عنوان محور دوران، سطوح جانبی طرفین استوانه بسته می‌شود. نکته: در نمایش شکل پایین، برای بهتر دیده‌شدن سطوح، در نمودار درختی بر روی Surface کلیک راست شده و گزینه Solid برای نمایش انتخاب شده است. این عمل برای ادامه کار ضروری نیست.

Geometry—>Create/Modify Surface—>Surface of Revolution
Start Angle: 0 <> End Angle: 360 <> Apply

شکل ۷- صفحات جانبی دامنه حل

پس از آن، با تولید Body ، به فضای بین صفحات، حجم نسبت داده می‌شود و بدین ترتیب هندسه تکمیل می‌شود. در واقع Body نظیر فضای بین صفحات و یا همان حجم سیال است. در صورتی که Body تولید نشود مانند این است که فضای داخل دامنه حل خالی از سیال است. برای کسانی که پیش از این با نرم‌افزار Gambit کار کره‌اند، این مرحله نظیر تولید حجم با استفاده از صفحات است. قابل ذکر است در نسخه‌های جدید ICEM-CFD در بسیاری از مواقع، در صورت عدم تولید Body، نرم‌افزار به صورت خودکار یک Body تولید می‌کند، با این وجود توصیه می‌شود، برای کنترل بیشتر بر روند تولید شبکه، در تمامی پروژه‌ها، این امر توسط کاربر صورت پذیرد.

 

نویسنده: آقای مهندس احسان سعادتی

طراحی و پشتیبانی : آسان پرداز