Szczegóły: Kategoria: ANSYS FLUIDS

ANSYS CFX

pozwala na modelowanie wszelkich zjawisk związanych z przepływami (spalanie, turbulencja, przepływy wielofazowe, reakcje chemiczne, przewodzenie ciepła, radiacja itp.). ANSYS CFX z nowoczesnym interfejsem użytkownika, zintegrowany na platformie Workbench daje ogromne możliwości prowadzenia szybkiej i wydajnej optymalizacji produktu.

Zaczynając od powiązania modelu w systemie CAD ze środowiskiem Workbench użytkownik może w wydajny sposób przygotować geometrię do potrzeb symulacji a następnie korzystając z zaawansowanych narzędzi przygotować siatkę odpowiednią do symulowanego zjawiska. Po zdefiniowaniu modelu, dzięki wydajnej technice zrównoleglenia obliczeń możemy szybko otrzymać wyniki. Zaawansowany postprocesor pozwala w dowolny sposób uzyskać konkretne dane liczbowe jak i przedstawić wyniki w sposób graficzny. Zaczynając od obrazków, animacji, raportów do generacji interaktywnych modeli 3D, możliwych do przeglądania w darmowej przeglądarce. Co więcej powiązanie z oprogramowaniem firmy ANSYS do obliczeń wytrzymałościowych mamy możliwość prowadzenia symulacji interakcji pomiędzy przepływem i ciałem stałym (FSI).

Integracja programu w środowisku Workbench pozwala także na wykorzystanie narzędzi do optymalizacji parametrycznej (DesignXplorer). Szerokie spektrum zastosowań od przeliczenia wielu przypadków obciążeń do poszukiwania najlepszej wartości parametrów wejściowych w funkcji celu znacznie podnoszą wydajność narzędzi do symulacji.

Numeryczna Mechanika Płynów

(ang. CFD)

na stałe weszła do zastosowań nie tylko naukowych ale także przemysłowych. Wraz ze wzrostem wydajności obliczeniowej komputerów oraz rozwojem metod numerycznych, zwiększa się również zakres zastosowań CFD w przemyśle.
Symulacje przepływów jako nowoczesne narzędzie stały się integralną częścią procesu projektowego wielu firm. Możliwość przewidywania wydajności i specyfikacji produktu zanim zostanie on wyprodukowany znacznie skraca czas projektowania oraz ogranicza ilość budowanych prototypów. Symulacja procesów daje możliwość optymalizacji już istniejących konstrukcji a także testowanie rożnych rozwiązań oraz wpływu zmian na charakterystykę produktu.

Wszystkie te zastosowania przekładają się na wymierne korzyści finansowe (jakość, cena produktu) oraz poprawiają konkurencyjność firmy.

CFX posiada budowę modułową. W połączeniu z integracją ze środowiskiem WB użytkownik może przechodzić kolejne etapy prowadzenia symulacji w poszczególnych modułach:

DesignModeler - budowa/przygotowanie geometrii
ANSYS Meshing - budowa siatki
CFX-Pre - definicja modelu
CFX-Solver - moduł rozwiązujący
CFD-Post - postprocesor

Dodatkowo CFX pozwala na dostosowanie programu do wymagań użytkownika. Program występuje w dwóch wersjach: pakiet CFD-Flo z podstawowym solwerem (Basic Capability Solver) oraz ANSYS CFX z pełnym solwerem. Dodatkowo od wersji 12 pojawiła się nowa licencja ANSYS CFD, pozwalająca na korzystanie z programu ANSYS CFX oraz ANSYS Fluent.

Pełny solwer w stusunku do pakietu CFD-Flo posiada powiększoną funkcjonalność o poniższe moduły:

Multi-Phase Flows - przepływy wielofazowe (mieszanie, przemiany fazowe, kawitacja, śledzenie cząsteczek, erozja, kolumny, atomizacja, itp.)

Multiple Frames of Reference - obliczenia maszyn wirnikowych (pompy, turbiny, wentylatory itp.)

Reacting and Combusting Species - reakcje chemiczne i spalanie

Advanced Turbulence Models - zaawansowane modele turbulencji (m.in. Transition Model, SAS)

Radiation Models - zaawansowane modele radiacji (m.in. MonteCarlo)

Wszystkie solwery ANSYSa można rozbudować o możliwość obliczeń rozproszonych (parallel) poprzez licencję ANSYS HPC.

ANSYS CFX jako niekwestionowany lider w zastosowaniach symulacji przepływów w maszynach wirnikowych posiada wiele dedykowanych narzędzi. Użytkownicy poszukujący zaawansowanych narzędzi najwyższej jakości mogą korzystać ze specjalnie przygotowanej ścieżki i narzędzi do prowadzenia symulacji:

BladeModeler - program do specjalistycznego tworzenia skomplikowanej geometrii łopatek. Posiada wbudowane narzędzia do szybkiego tworzenia pierwszego modelu na bazie zadanej charakterystyki pracy łopatki jak i na zaawansowaną modyfikację modelu.

TurboGrid - program pozwalający na wydajne tworzenie najwyższej jakości siatek strukturalnych hexahedralnych dla kanałów przepływowych maszyn wirnikowych.

Turbo-Pre - specjalnie przygotowany kreator w CFX-Pre dedykowany do definiowania symulacji dla maszyn wirnikowych. Dzięki specyficznej budowie oraz bazując na automatycznym rozpoznawaniu modelu znacząco przyspiesza i usprawnia definicję modelu.

Turbo-Post - zestaw predefiniowanych narzędzi do obróbki wyników. Poza przygotowanym zestawem najczęściej używanych narzędzi do obróbki wyników posiada także przygotowane kompletne raporty przygotowane dla specyficznych maszyn wirnikowych (pomp, turbin, wentylatorów itp.).

FSI i mechanika- integracja CFX z ANSYSem pozwala na bezpośredni transfer danych (ciśnienia i/lub temperatury) do ANSYSa. Dzięki temu możliwe jest rzeczywiste obciążenie modelu i lepsze odwzorowanie warunków w symulacji. ANSYS posiada także specjalistyczny pakiet Rotor Dynamics, który pozwala prowadzić zaawansowane analizy wytrzymałościowe z uwzględnieniem specyficznych zjawisk zachodzących w maszynach wirnikowych.

Fluid Stucture Interaction (FSI)

polega na powiązaniu symulacji przepływów z analizami wytrzymałościowymi. Stosowane jest wszędzie tam gdzie płyn znacząco wpływa na strukturę i na odwrót. Technologia FSI pozwala na wierniejsze oddanie rzeczywistości, dzięki czemu z powodzeniem jest stosowana w takich dziedzina jak: biomechanika (odkształcenia żył, stentów itp.), przemysł lotniczy (wibracje i odkształcenia wywołane przez przepływ powietrza) czy budownictwo (obciążenie budynku wiatrem).
Technologia ANSYS FSI dostarcza projektantom najwydajniejsze i najbardziej zaawansowane narzędzie powiązujące ze sobą przepływy i analizy wytrzymałościowe dostępne na rynku.

Generalnie FSI można podzielić na dwa poziomy: One-way i Two-way.

One-way FSI - polega na uzyskiwaniu bardzo zbliżonych do rzeczywistości danych do jako danych wejściowych do innej analizy. Bardzo często jest wykorzystywane w analizach, w których ważne są naprężenia termiczne. Dzięki symulacji przepływów możemy uzyskać dokładne warunki brzegowe do analizy wytrzymałościowej.

Two-way FSI - polega na sprzęgnięciu pracy solwera CFD i FEA w czasie rzeczywistym. Jest stosowane wszędzie tam gdzie płyn znacząco wpływa na strukturę (np. powoduje odkształcenia) a reagująca struktura znacząco wpływa na przepływ (np zmiana geometrii przepływu).

Od wersji 11 oprogramowania ANSYS definiowanie symulacji FSI stało się bardzo proste i wręcz naturalne. Nie potrzebne jest operowanie na plikach, interpolowanie wyników itp.. Użytkownik po prostu wybiera z wielu dostępnych opcji np. CFX Pressure. Sam proces importowania i obciążania ciśnieniem z programu CFX odbywa się automatycznie.