شبیه سازی جریان و ردیابی ذرات در سیستم تنفسی انسان- بخش۸

بررسی کیفیت شبکه

از مسیر زیر کیفیت شبکه حجمی کل دامنه حل مورد بررسی قرار می‌گیرد.

Global Control ——> Examine Mesh

Display Type: Range <> 3D Elements: Hex, wedge

شکل ۳۱- کیفیت شبکه حجمی دامنه حل

هیستوگرام کیفیت بر حسب معیار پیش‌فرض خوابیدگی المان‌ها، نشان ‌دهنده وضعیت شبکه حجمی از نظر زوایای تند است.

هر چه این معیار به صفر نزدیک‌تر باشد، شبکه از نظر عدم حضور گوشه‌های تیز، دارای کیفیت بالاتری‌ است.

همچنین با فشردن کلید Show Worst Element، المان سه‌بعدی دارای پایین‌ترین کیفیت نشان داده‌شده و خوابیدگی آن در پنجره Transcript گزارش می‌شود.

در خصوص شبکه تولید شده، مشاهده می‌شود بیشترین خوابیدگی در کل دامنه حل ۴۲۵/۰ است.

در صورتی که  بزرگ‌ترین خوابیدگی کوچک‌تر از ۰/۸ باشد، کیفیت شبکه از این منظر قابل قبول بوده و هر چه این‌ عدد کوچک‌تر باشد، شبکه دارای کیفیت بالاتری ‌است.

تجربه نشان داده، در شبکه‌های دارای خوابیدگی بالا (به طور معمول بالاتر از ۰/۹۵ ) علاوه بر نتایج غیر قابل اعتماد، امکان وقوع مشکلات همگرایی و طولانی شدن زمان شبیه‌سازی نیز وجود دارد.

البته این مشکل در نسخه‌های جدید نرم‌افزار و با بهبود پایداری حل و همچنین روش تصحیح خوابیدگی در متد کوپل فشار-سرعت PISO تا حد زیادی برطرف شده‌است.

قابل ذکر است، در اینجا تنها کیفیت سلول‌ها از نظر زوایا مورد بررسی قرار گرفت و در مورد ابعاد سلول‌ها و تناسب آن‌ها با گرادیان‌های حل بهتر است مطالعاتی در نرم‌افزار FLUENT و خصوصا در زمان Grid Adaption صورت پذیرد.

البته در مورد شبیه‌سازی‌های دارای مدل DMM، به دلیل وابستگی حل به زمان و همچنین حساسیت روش‌های تجدید شبکه به نقاط غیر مشترک بین سلولی (Hanging Nodes) که در زمان ریزتر کردن شبکه به روش تطابق (Grid Adaption) تولید می‌شوند، این مطالعه با مشکلاتی مواجه می‌شود.

از مسیر زیر می‌توان اطلاعات تصویری نشان‌ داده‌ شده در هیستوگرام را به صورت عددی نیز مشاهده نمود.

Mesh ——> Volume ——> Check Volume Mesh

برای گزارش‌گیری، کلیه احجام انتخاب شده و کلید Apply فشرده می‌شود.

سپس با کلیک بر روی فلش رو به بالای کنار پنجره Transcript، این پنجره به صورت کامل باز شده و می‌توان گزارش عددی کیفیت شبکه را مشاهده نمود.

شکل ۳۲-گزارش کیفیت شبکه حجمی در پنجره Transcript

 

در صورتی که حداکثر خوابیدگی بالاتر از ۰/۹۸ باشد، شبکه برای شبیه‌سازی در نرم‌افزار قابل استفاده نخواهد بود.

پس از تولید شبکه، می‌بایست مرزهای دامنه حل جهت تفکیک و استفاده در نرم افزار FLUENT معرفی شوند.

Zones ——> Specify Boundary Types

  • صفحات انتخابی: کلیه سطوح خارجی دامنه حل به غیر از صفحات تخت (جمعا ۴۴ صفحه دارای انحنا)

شکل ۳۳- نمایی از صفحات انتخابی در مرز Alveolar Walls

 

  • صفحات انتخابی: کلیه سطوح خارجی تخت مستطیلی شکل (جمعاً ۲۲ صفحه تخت)

۲٫ Name: Symmetry <> Type: Symmetry

شکل ۳۴- نمایی از صفحات انتخابی در مرز Symmetry

 

  • صفحه انتخابی : نیم‌دایره ورودی

۳٫ Name Inlet <> Type: Pressure Inlet

  • صفحه انتخابی نیم‌دایره انتهای داکت بلند

Name End –wall <> Type: Wall

  • صفحات انتخابی: کلیه صفحات میانی ۴۵ درجه حبابچه ها و صفحات تخت با شکل دایره ناقص بر روی صفحه تقارن (۵ صفحه در هر حبابچه)

۵- Name: Alveolar-Sectional <> Type: Wall

شکل ۳۵- نمایی از صفحات انتخابی در مرز Alveolar Sectional

 

File ——> Export ——>Mesh

 

 

نویسنده: آقای مهندس احسان سعادتی

برای مشاهده رزومه مدرس کلیک کنید

طراحی و پشتیبانی : آسان پرداز