Frage:
Welche Netzgröße soll für eine numerische Windströmungsanalyse eingestellt werden?
Antwort:
Die Dichte und Qualität des Finite-Volumen-Netzes wirken sich erheblich auf die Genauigkeit der Ergebnisse aus. Je dichter das Netz ist, desto genauer sind die Ergebnisse. Gleichzeitig steigen jedoch mit einem dichteren Netz die Rechenzeit und die Anforderungen an den Arbeitsspeicher des Computers.
Die Vernetzung von RWIND-Simulation kann in 3 Kategorien eingeteilt werden:
Kategorie - Netzdichte - Netzzellen - Berechnungszeit - Hochleistungsrechner
A - niedrig - ≤ 1 Million - mehrere Minuten - ≤ 4 GB RAM
B - mittel - 1 - 10 Millionen - mehrere Stunden - ≤ 16 GB RAM
C - hoch - 10 - 50 Millionen - mehrere 10 Stunden - ≤ 64 GB RAM
In RWIND Simulation ist die Netzdichte global in dem Dialog "Parameter der Simulation" organisiert. Die Netzdichte kann im Bereich zwischen 10 % und 100 % festgelegt werden.
Das Programm erzeugt aber zur Steigerung der Berechnungseffizienz in dem Windkanalraum kein Netz mit einer konstanten Netzdichte, sondern generiert automatisch im nahen Umfeld der windumströmten Modelle ein feineres Netz als im restlichen Bereich.
Die Größe der Netzverdichtung je Modell ist mithilfe von 5 Detailstufen in dem Dialog "Modell bearbeiten" kontrolliert. Das Verdichtungsniveau kann hier mit den Stufen 0-4 festgelegt werden.
Standardmäßig gibt das Programm eine globale Netzdichte von 20 % mit einer Stufe 2 Netzverdichtung zum Modell hin vor. Mit dieser Einstellung ergibt sich in der Regel eine Netzverteilung der Kategorie A mit 300 bis 700000 Zellen. Mit dieser grobmaschigen Kategorie A Konfiguration ergibt das Programm innerhalb kürzester Zeit eine grundlegende Darstellung des Strömungsfelds und der Druckverteilung auf das windumströmte Modell.
Nach Überprüfung aller Eingabedaten und Druckreaktionen auf dem Modell kann in den erwähnten Dialogen mit Erhöhung der Netzdichte und des Netzverdichtungsniveaus zur Ermittlung eines qualitativ hochwertigeren Ergebnisses schnell auf eine Kategorie B Vernetzung umgestellt werden.
Mit Nutzung der feineren Netzverdichtungsoptionen und Verdichtungsniveaus kann auch eine Vernetzung der Kategorie C erreicht werden.
Während der Entwicklung des Programms RWIND Simulation haben wir solche Netzkonfigurationen (≥ 50 Millionen) auf einem entsprechenden Computer erfolgreich getestet. Diese Konfiguration empfehlen wir derzeit jedoch noch nicht, da die dabei gewonnene erhöhte Ergebnisgenauigkeit nicht mit der dazu benötigten Rechneranforderung im Gleichgewicht steht. In einer nächsten Ausbaustufe von RWIND Simulation planen wir zur vollen Nutzung der Kategorie C Vernetzung ein angepasstes Netz in der Grenzschicht zu verwenden und instationäre Strömungsmodelle mit genaueren Turbulenzmodellen anzubieten.
