Technikai áttekintés SimDay H. Tóth Zsolt FEA üzletág igazgató

Átírás

1 Technikai áttekintés SimDay 2013 H. Tóth Zsolt FEA üzletág igazgató

2 Next Limit Technologies Alapítva 1998, Madrid Számítógépes grafika Tudományos- és mérnöki szimulációk Mottó: Innováció 2

3 Kihívás Technikai háttér Modellezés Alkalmazási lehetőségek 3

4 A hagyományos CFD kihívásai A hagyományos háló-alapú megközelítés során a modellezés során jelentős (legtöbb) idő a háló előkészítésével telik a megbízhatóság nagyban függ a háló minőségétől a tartomány (domain) változásai, mozgó testek/falak, szilárd-folyadék kölcsönhatás (FSI) kapcsán számos nehézség merül fel 4

5 Kihívások - válaszok Klasszikus CFD a megbízhatóság a modellek megfelelő kombinációjának kiválasztásán múlik XFlow motivációja a hagyományos problémákon való felülkerekedés 5

6 XFlow CFD Az XFlow egy olyan CFD szoftver, amely kifejezetten az összetett rendszerek, erősen tranziens áramlások és mozgó szerkezeti egységek szimulálására alkalmas. Robosztussága leginkább azokon a területeken nyilvánul meg, ahol a hagyományos VE/VT rendszerek nehézségekbe ütköznek. 6

7 Kihívás Technikai háttér Modellezés Alkalmazási lehetőségek 7

8 Diszkretizációs módszer Euler-féle leírás Lagrange-féle leírás Háló alapú Részecske alapú Molekuláris Mezoszkopikus Makroszkopikus Véges térfogat Navier-Stokes Direct Simulation Monte-Carlo Rács-Boltzmann Boltzmann SPH* VPM** Navier-Stokes *SPH Smoothed Particle Hydrodynamics (Realflow) **VPM Vortex Particle Method 8

9 Megoldási metódus Folyadék modellezése Mezoszkopikus méretben A részecskék a rácséleken mozognak, egymással ütköznek. Részecske: eloszlásfüggvény f(r, v,t) anyagi csomag Boltzmann egyenlet megoldása Ütközés Terjedés Makroszkopikus mennyiségek számítása: ρ, v Boltzmann Eq. Navier- Stokes Eq. Euler Eq. 9

10 Turbulencia numerikus kezelése Direkt numerikus szimuláció (DNS) + Pontos -3D-ben a szükséges cellák száma ~ Re 9/4 kis Re-számoknál jó Nagyörvény szimuláció (LES) Magas Re-számú turbulens áramlások: kis skálán játszódó folyamatok univerzálisak, a nagy skálán játszódó folyamatok az adott problémától függenek. Reynolds-átlagolt Navier-Stokes szimuláció (RANS) + Összetett geometriájú áramlások modellezhetők - Nincs általános érvényű turbulencia modell 10

11 Adaptív finomítás Rács automatikus, adaptív sűrítése a falak és az örvények mentén Octree rácsszerkezet - minden réteg kétszeres finomságú az előzőhöz képest 11

12 Kihívások - válaszok Klasszikus CFD Geometria egyszerűsítése Hálózás időigényes Mozgó testek - újrahálózás, mozgó háló Eredmények pontossága függ a háló minőségétől Megfelelő modell kiválasztása - nagy hozzáértést igényel Modell konstansok kalibrálása XFlow Nem kell a geometriát egyszerűsíteni Nincs háló - gyors modellezés Mozgó testek - nincs háló, könnyű kezelés Eredmények pontossága csak a rács felbontásától függ (automatikus adaptív sűrítés örvények és falak mentén) - könnyű kezelés Nagyörvény szimuláció 12

13 Skálázhatóság SMP DMP 13

14 Kihívás Technikai háttér Modellezés Alkalmazási lehetőségek 14

15 Modern grafikus felhasználói felület 15

16 Egyszerű modellezés 16

17 Egyszerű modellezés 17

18 Eredmények folyamatos kiértékelése Markerek Szenzorok Nyomvonalak (Trace) Vágósíkok Izofelületek Testre ható erők, nyomatékok Felületekre, testekre integrált adatok folyamatosan a számítás alatt 18

19 Kihívás Technikai háttér Modellezés Alkalmazási lehetőségek 19

20 Alkalmazási lehetőségek Külső- és belső áramlás Nyílt felszínű áramlás Többfázisú áramlás Termikus analízis: hővezetés, hőszállítás, hősugárzás, hőátadás Áramlás porózus médián keresztül Nem-newtoni folyadékok áramlása Mozgó testek, kényszerített mozgás, kontakt, többtest-dinamika 20

21 Petronas ikertornyok 21

22 Nagy sebességű vasút 22

23 Repülőgép szárnyprofil 23

24 Virtuális szélcsatorna 24

25 KTM X-Bow 25

26 Komplex aerodinamikai vizsgálatok 26

27 Szabadfelületű áramlás 27

28 Szabadfelületű áramlás 28

29 Hullámerőmű 29

30 Többfázisú / diszkrét-fázisú áramlás 30

31 FSI - MSC NASTRAN és Adams csatolás 31

32 Xflow PPU Pay Per Use 32

33 Köszönöm figyelmüket!