تولیدهندسه، شبکه و شبیه‌سازی جریان، حول استوانه در CFX-بخش ۳

در این مرحله دو نقطه دلخواه از مجموعه نقاط موجود انتخاب می‌شود که مرکز آن دو در فضای داخلی دامنه حل باشد. نرم‌افزار نقطه میانی دو نقطه معرفی‌شده را در نظر می‌گیرد و از اتصال سطوح اطراف این نقطه به یکدیگر، حجم تولید می‌کند. دو نقطه می‌تواند از بین چهار نقطه قرار گرفته بر روی دو استونه به صورت متقابل (یکی بر روی یک استوانه و نقطه طرف دیگر بر روی استوانه دیگر) باشد.

Geometry —>Great Body—>Material Point—>Centroid of 2 Points

نکته : پیش از فشردن کلید Apply و یا کلید وسط موس نام Part را به Fluid تغییر دهید .

شکل ۸- Body تولید شده درون دامنه حل

تولید بلاک شبکه سازمان‌یافته

در این مرحله جهت تولید شبکه زمان سازمان‌یافته با کیفیت بالا بر روی استوانه، یک مجموعه بلاک تحت عنوان Multi-Block به هندسه اختصاص داده می‌شود . بلاک‌ها وظیفه کنترل و هدایت شبکه سازمان‌یافته برروی هندسه اصلی را بر عهده دارند و به نوعی مسیر راهنمای شبکه نهایی‌اند. برای درک بهتری از شبکه‌های سازمان‌یافته می‌بایست در نظر داشت، در حال کلی، آدرس‌دهی سلول‌های مجاور یکدیگر در شبکه‌های سازمان‌یافته به صورت ماتریسی انجام می‌شود. به طور مثال سلول i,j دارای سلول‌های همسایه i+1,j و i-1,j و i,j+1 و i,j-1 می‌باشد. شکل زیر نمایی از سلول‌های همسایه یکدیگر در شبکه سازمان‌یافته را نشان می‌دهد.

شکل ۹- آدرس‌دهی سلول‌های مجاور در شبکه سازمان‌یافته

بنابراین تمامی شبکه‌های سازمان‌یافته در حالت دوبعدی و سه‌بعدی، می‌بایست به صورت ماتریس باشند. این ماتریس می‌تواند متقارن نباشد، یعنی تعداد سطرهای و ستون‌های آن با یکدیگر مساوی نباشند. لیکن مساله‌ای که در شبکه‌ سازمان‌یافته می‌بایست به آن توجه داشت، لزوم کامل بودن هر سطر و یا ستون است. به طور مثال یک سطر نمی‌تواند دارای ۱۲ سلول باشد و سطر دیگر ۱۱ سلول داشته ‌باشد. شکل‌هایی که در پی می‌آیند، نمونه‌هایی از شبکه‌های سازمان‌یافته را نشان می‌دهند. در شبکه‌های سازمان‌یافته زیر نقاط گوشه با E مشخص شده‌اند. هر ضلع ماتریس فرضی در شبکه سازمان‌یافته، بین دو نقطه انتهایی یا گوشه قرار گرفته ‌است. گوشه نقطه‌ای است که از آن هیچ یک از خطوط داخلی شبکه نمی‌گذرد و تنها بین دو ضلع هندسه قرار گرفته‌است. بدین معنی که تنها دو خط خارجی شبکه از آن گذشته ‌است. خط خارجی شبکه خطی ‌است که تنها یک سمت آن دامنه حل است و سمت دیگر آن بیرون دامنه حل است. این نقاط بهتر است زاویه‌ای بین ۳۰ تا ۱۲۰ درجه داشته ‌باشند تا کیفیت خوابیدگی شبکه شبکه دچار مشکل نشود. در نرم‌افزار Gambit، زمانی که هدف تولید یک شبکه سازمان‌یافته دو بعدی باشد، کافی است چهار نقطه گوشه داشته ‌باشیم.

این نقاط ممکن است توسط نرم‌افزار به صورت خودکار انتخاب شوند و یا توسط کاربر به اجبار به نرم‌افزار معرفی شوند و بهتر است در صورتی که توسط کاربر معرفی می‌شوند، دارای مشخصات زاویه‌ای نزدیک به معیار ذکر شده در بالا باشند. سایر نقاط مورد استفاده در هندسه که از آن‌ها تنها یک خط داخلی شبکه گذشته ‌است، به عنوان نقاط جانبی در نظر گرفته می‌ شوند و هیچ‌گونه نقش و اهمیتی در آرایش شبکه ندارند و به نوعی نادیده گرفته می‌شوند. برخی از این نقاط در شکل‌های زیر با حرف S نشان داده‌شده‌اند. لیکن تمامی نقاط دیگر نیز که یک خط داخلی از آن‌ها می‌گذرد از نوع S هستند، هر چند که در هیچ یک از معادلات تولید شبکه هیچ گونه نقشی ندارند. در تعریف نقاط نوع S در شبکه‌های سازمان‌یافته چندبخشی ، این نکته قابل ذکر است که تشخیص نقاط S بر اساس تعداد خطوط داخلی عبور داده شده از آن در هر بلاک تعریف می‌شود. بدین معنی که در هر بلاک و بدون در نظر گرفتن بلاک‌های همسایه آن، می‌بایست از نقطه E صفر خط داخلی و از نقطه S نیز تنها یک خط داخلی گذشته‌باشد.

در حالت سه‌بعدی می‌بایست شکل دارای ۸ گوشه و ۶ وجه باشد. در واقع یک ماتریس سه‌بعدی دارای ۶ وجه جانبی است. در نرم‌افزار ICEM-CFD، شبکه سازمان‌یافته با استفاده از بلاک‌ها تولید می‌شود. در اصل بلاک نماینده ماتریس حافظه شبکه است. بلاک‌ها در دو بعد ۴ ضلع و در سه بعد ۶ وجه دارند. به این بلاک‌های پایه، بلاک‌های نوع H گفته می‌شود. در اصل نام‌گذاری بلاک‌ها بر اساس مشابهت آن‌ها با حروف انگلیسی انجام می‌شود و به دلیل بالاترین شباهت این بلوک با حرف H، این نام را بر آن‌ گذارده‌اند. بلوک‌های دیگر مانند O، D، C و J نیز بسته به کاربرد، مورد استفاده قرار می‌گیرند. در این فصل بلوک نوع O نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد.

شکل ۱۰- نمونه‌ای از شبکه سازمان‌یافته دو‌بعدی

شکل ۱۱- نمونه‌ای از شبکه سازمان‌یافته دو‌بعدی

در شبکه‌های نوع مالتی‌بلاک، شبکه از چندین ماتریس تشکیل شده است که در کنار یکدیگر، آرایش‌های نوع دیگر مانند O را تشکیل می‌دهند. شکل زیر مثالی از شبکه O در داخل یک دایره را نشان می‌دهد. شبکه O نشان‌داده شده، از ۵ بلاک نوع H تشکیل شده‌است. برای تشخیص بلاک‌های نوع H، کافی است در ذهن، نقاط E نشان‌داده شده را به صورت چهارگوش به یکدیگر متصل کنید. یک نمونه از این چهار بلاک در شکل، با خطوط فرضی پررنگ و عدد ۱ درون آن، نشان‌داده شده‌است. بلاک O از یک بلاک مرکزی و چهار بلاک در اطراف آن، به صورت پهلو به پهلو تشکیل شده است. این نوع بلاک، برای هندسه‌هایی مناسب‌ است که دارای زوایای باز و غیر تیز هستند. گوشه‌های باز را می‌توان گوشه‌هایی فرض کرد که دارای زوایای بزرگ‌تر از ۱۲۰ درجه هستند.

 

نویسنده: آقای مهندس احسان سعادتی

طراحی و پشتیبانی : آسان پرداز