Крупномасштабные модели в RWIND и их оптимизация для расчета

Учитывая многомерные масштабы больших моделей, требуется разделение на более мелкие части и местный доступ. Далее вы увидите, как разделить модель на части, задать детали сетки и использовать измельчение сетки и зоны. Это будет показано на примере, показанном на рисунке 01, который представляет собой здание с солнечными батареями на крыше. Сфокусируемся на ветровой нагрузке, действующей на панели, и вы увидите следующее:

• Разбиение модели на части
• Определение параметров упрощения модели
• Придание зон частям модели
• Проверка созданной термоусадочной сетки
• Изучение результатов по зонам

Модель

Разделение модели на части

Разделение большой модели на части позволяет нам вручную настроить качество сетки для каждой части, оптимизировать следующую сгенерированную сетку для упаковки в термоусадочную пленку и смоделировать ее в соответствии с нашими потребностями. Чтобы разделить модель на части, вы должны использовать опцию «Обрезать объект» (Рисунок 02).

Обрезка модели

Сама разбивка должна основываться на ваших требованиях и потребностях и относиться к той части модели, которая вас интересует больше всего. В данном случае это солнечные панели на крыше. Поэтому модель делится на три части: модель № 1, которая включает в себя только панели, модель № 2, которая представляет собой кровлю под панелями, и модель № 3, которая представляет собой остальную часть модели (Рисунок 03). Обратите внимание, что модель № 2 вводится для обеспечения плавного перехода между мелкой и крупной сеткой.

Разделение модели на три части

Параметры упрощения модели

Следующим шагом является установка соответствующего уровня детализации для частей здания. Это можно сделать в окне «Изменить модель», показанном на Рисунке 04. Поскольку в центре нашего внимания находятся солнечные панели (то есть модель 1), цель состоит в том, чтобы сделать эту модель как можно более точной, чтобы наилучшим образом смоделировать ветровую нагрузку. Масштаб детализации (1-4) может быть недостаточным, поэтому мы можем использовать «Размер детализации» и ввести значение вручную.

Упрощение модели

Поэтому уровень детализации устанавливается в порядке убывания: от модели 1, которую мы хотим быть максимально точной, дается наивысший уровень детализации, к приблизительной модели 3, которая нас интересует меньше всего. Модели 2, которая связывает наиболее точную модель с грубой моделью, назначается средний уровень детализации, поскольку мы хотим добиться хорошей непрерывности в последовательно созданных термоусадочных сетках.

При этом необходимо учитывать, что размер детали не универсален и зависит от расчетной модели и изучаемого явления. К каждой проблеме необходимо подходить индивидуально, критически учитывая, какая часть модели вас интересует, размер всей модели, доступные вычислительные мощности и время. Теперь вы можете подумать, что модель с максимально возможной детализацией - лучший вариант, поскольку она охватывает все детали модели. Это правда лишь отчасти; высокий уровень точности охватывает все детали модели, но может потребовать больших усилий (в некоторых случаях даже непредсказуемо) с точки зрения вычислительного оборудования или времени. Поэтому подбирать размер детали нужно с учетом всего того, что мы только что обсудили.

Обратите внимание, что если вы не упрощаете модель, программа отправляет точную модель в моделирование без упаковки в термоусадочную пленку, тогда расчет основывается на точной геометрии и может потребовать значительных вычислительных ресурсов. В этом случае модель должна быть геометрически правильной (она не должна содержать открытых кромок и кромок, не являющихся многообразием), что требует корректировки геометрии в программах CAD. RWIND также включает в себя проверку правильности геометрии. Если после отключения упрощения модель не является правильной, мы получим предупреждающее сообщение, но если мы продолжим расчет, мы можем ожидать ошибок или недействительных результатов.

Присвоение зон частям модели

Как упоминалось ранее, модель была разделена на отдельные части (модели), как показано на рисунке 05. На этом этапе вы можете назначить зоны моделям для получения еще более точных результатов. Это позволяет вам применять локальные уточнения сетки, как показано на рисунке 06. Учтите, что для получения сетки наилучшего качества необходимо назначить измельчение сетки той части модели, которая вас интересует больше всего. В данном примере это первая деталь, то есть модель №1 (Рисунок 06).

Зоны в модели

Zone Mesh Refinement

Проверка созданной термоусадочной сетки

После применения измельчения сетки необходимо просмотреть созданную сетку. Делать это нужно с учетом необходимости добиться плавных переходов сетки между отдельными частями модели. Термоусадочная сетка, созданная для модели в этой статье, показана на рисунке 07.

Shrink-wrapping Mesh Around the Model

В этом примере мы хотели бы проверить, что термоусадочная сетка не обернула ' t части модели для обтекания при моделировании, то есть солнечные панели на крыше. Задача состоит в том, чтобы вокруг панелей была сетка, которая могла бы вместить все важные детали. Если это не так, необходимо выбрать меньший размер детали, восстановить сетку и снова проверить ее.

Coarse Mesh Around the Panels

Fine Mesh Around the Panels

Результаты для зон

Наконец, вам следует взглянуть на результаты для зон, полученные с помощью расчета. Они показаны на Рисунке 10 и содержат все результаты потока, включая давления, скорости, коэффициенты Cp и т.д., а также геометрические данные области.

Результаты для зон