Ansys minicurso e aplicações, Esquemas de Mecânica

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Minicurso – Ansys

Fluent

Nível Básico

Módulo IV

Nível Básico

◦ Fluent Solution

◦ Fluent Solution

◦ Fluent Solution

Ajuste do Domínio: Check Mesh:

◦ Fluent Solution

◦ Quality Mesh:

◦ Fluent Solution

Ajuste das Características Físicas: Modelos

Energy : Quando há transferência de calor deve-se ligar a equação de

energia;

Radiation: quando ocorrer fenômenos de radiação , geralmente

convergência mais demorada;

Viscous: efeitos de turbulência;

Species, Discrete Phase : modos específicos para estas ocasiões.

◦ Fluent Solution

Entrar com T nas condições de contorno

Entrar com condutividade, convecção ou temperatura nas condições de contorno

Número de Reynolds

◦ Fluent Solution

Incompressíveis – ρ constante Incompressíveis – ρ (T), piecewise-polynomial Incompressíveis – gás idel ρ = P (^) op/RT Compressíveis – gás ideal ρ = P (^) abs/RT, para Número de Mach baixo ajustar P (^) op para próximo da pressão média a fim de evitar erros de arredondamento.

◦ Fluent Solution

Ajuste das Características Físicas: Zonas

- Células e Contornos

• Podem ser grupos de um ou mais elementos finitos (células);
• São limitadas por faces;
• As faces são agrupadas em zonas e algumas estão nas regiões de contorno que são chamadas zonas de contorno.

Editar “cell zone” – definir como porosa; fonte de energia; peças rotativas.

◦ Fluent Solution

Condições de Contorno – Soluções únicas

• Definir fluxos de momento, massa e energia no domínio;
• Identificar corretamente o tipo, localização e dados necessários da condição de contorno;
• A geometria, disponibilidade da dados e considerações numéricas influenciam na determinação das condições de contorno
• Condições de contorno externas: pressao de entrada e saída para fluxos em geral, velocidade de entrada para fluxos incompressíveis, vazão mássica para fluxos compressíveis, parede e simetria.
• Condições de contorno internas: parede, radiador, interior;

Situação a ser evitada

◦ Fluent Solution

Condições de Contorno – Melhores Práticas

Velocidade de entrada e pressão de saída - Mais robusta Taxa de vazão mássica na entrada e pressão na saída – robusta Pressão total na entrada e pressão na saída – Sensível para tentativa inicial; Pressão total na entrada e Vazão na saída – não deve ser usada; Vazão na entrada e vazão na saída – não deve ser usada; Velocidade na entrada e velocidade na saída – instável numericamente;

◦ Fluent Solution

Solution Methods

1. Métodos para acoplamento da solução da pressão-velocidade;
   • SIMPLE – eficaz para maioria dos casos incompressíveis;
   • PISO – utilizado normalmente para casos transientes;
   • SIMPLEC – Método SIMPLE Consistente utilizado mais em interesses acadêmicos;
   • COUPLED – usado para fluidos compressíveis; em fluidos imcompressíveis com rotação e flutuabilidade, usado para corrigir problemas de convergência de fluidos incompressíveis.
2. Métodos de discretização: usar o padrão para Gradient, Pressure, Momentum, Turbulent Kinetic Energy, Specific Dissipation Rate. Em casos de convecção natural com gravidade ativada, mudar para PRESTO! ou Body-Force Weighted.

Solution Controls

1. Fatores relaxação: usados para estabilizar as iterações para solução no solver pressured-based;
2. A convergência não depende destes fatores, somente há redução de iterações ou não de acordo com o fator definido;
3. Os ajustes padrões do Fluent são ideais para a maioria dos casos; podem ser reduzidos quando necessário.
4. Em casos transientes, pode-se ajustar o Número de Courant.
5. Courant pode ser reduzido de 10 a 20 em casos de dificuldade de convergência, problemas multifásicos e de combustão;
6. Normalmente, Courant baixo torna a solução mais estável, enquanto altos valores permitem que a solução alcance a convergência rapidamente. Valores muito elevados ocasionará divergência na solução;
7. Assim como fatores de relaxação, valores ótimos podem ser aprendidos com a experiência.

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