Nowa wersja oprogramowania ANSYS 2020 R1 dostarcza wiele usprawnień do oferowanych produktów, w tym narzędzi do analiz przepływowych. W niniejszym artykule zostały przedstawione wybrane nowości dotyczące ANSYS Fluent.

Fluent Meshing

Zaczynając omówienie od generatora siatek Fluent Meshing, Anys konsekwentnie kontynuuje rozszerzanie funkcjonalności predefiniowanych szablonów pracy. Wprowadzona operacja Identify Deviated Faces, dostępna w szablonie Fault-tolerant, służy do kontroli jakości odwzorowania oryginalnej geometrii przez wrapping (rys. 1).

Rys. 1. Kontury różnic pomiędzy powierzchniami

W obu szablonach, zarówno Watertight Geometry jak i Fault-tolerant, użytkownik otrzymał możliwość przypisania różnych parametrów warstwy przyściennej do dowolnie wybranych powierzchni. Kolejne usprawnienia dotyczą jakości, niezawodności i skalowalności generacji siatek Poly-Hexcore (rys. 2) i Tet-Hexcore w trybie równoległym.

Przechodząc do solvera Fluenta, w najnowszej wersji wiele uwagi poświęcono przepływom wielofazowym. W przypadku podejścia Euler znacznie usprawniono proces definiowania modelu poprzez zebranie potrzebnych ustawień w jednym oknie. Jedną z zakładek wspomnianego okna jest model Population Balance, pozwalający modelować zmienność rozkładu średnic cząstek fazy rozproszonej. Model ten był wcześniej dostępny jedynie poprzez interfejs konsolowy. W podejściu Euler zaimplementowano również model Algebraic Interfacial Area Density (AIAD), pozwalający z większą precyzją uchwycić przejście pomiędzy przepływem rozwarstwionym a pęcherzykowym/dyspersyjnym.

Poly-Hexcore

Rys. 2. Siatka typu Poly-Hexcore

Wśród usprawnień dotyczących modelu Volume of Fluid należy podkreślić wprowadzenie predefiniowanych kryteriów adaptacyjnego zagęszczania siatki (rys. 3) oraz proponowanych ustawień solvera dobranych pod kątem poprawy stabilności symulacji (rys. 4).
VOF

Rys. 4. Predefiniowane ustawienia solvera pod kątem stabilności modelu VOF

Rys. 3. Predefiniowane ustawienia adaptacyjnego zagęszczania siatki

Kolejną nowością jest opcja High-Resolution Tracking dostępna dla modelu Discrete Phase (DPM). Pozwala ona zwiększyć dokładność śledzenia fazy dyskretnej w przypadku małych cząstek, o niskim czasie charakterystycznym. Zobrazowano to przykładem modelowania erozji walcowej przeszkody pokazanej na rys. 5. Opcja High-Resolution Tracking zapewnia bardziej realistyczny rozkład erozji mimo zdecydowanie mniejszej liczby śledzonych cząstek.

Rys. 5. Erozja walcowej przeszkody, wpływ liczby śledzonych cząsteczek na wynik

Zmiany dotyczą również domyślnego formatu zapisu plików. Format *.cas.h5 / *.dat.h5 zapewnia poprawę wydajności, zwłaszcza w przypadku złożonych modeli uruchomionych w trybie równoległym. Na podstawie prób przeprowadzonych dla modeli o złożoności od 4 milionów do 150 milionów komórek obliczeniowych przy zastosowaniu od 40 do 1280 rdzeni, średnia poprawa wydajności względem formatu *.cas / *.dat wyniosła:

  • 10-20x w przypadku zapisu pliku case,
  • 50-100% w przypadku odczytu pliku case,
  • 5x w przypadku zapisu skompresowanego pliku data,
  • 15-30% w przypadku odczytu pliku data.

Nowa wersja Fluenta wprowadza nowe efekty renderowania, takie jak cienie czy odbicia, które zwiększają atrakcyjność generowanych wizualizacji. Samo okno graficzne można dodatkowo powiększyć, zwijając widok konspektu i konsolę do krawędzi okna programu (rys. 6).
Powiększone okno graficzne modelu

Rys. 6. Powiększone okno graficzne modelu

Użytkownicy przyzwyczajeni do wykonywania postprocessingu we Fluencie docenią usprawnione narzędzie do tworzenia płaszczyzn (rys. 7). Wprowadzono uchwyt, który pozwala na manipulowanie płaszczyzną bez konieczności wpisywania współrzędnych tworzących ją punktów. Dodane zostały także dwa rodzaje wykresów: Data Sources pozwalający na łączenie danych z różnych źródeł oraz Cumulative Plot do wykreślania skumulowanych wartości sił czy momentów wzdłuż wybranej osi.
Nowe narzędzie do definiowania płaszczyzn

Rys. 7. Nowe narzędzie do definiowania płaszczyzn

W artykule przedstawiono jedynie fragment nowości, które przyniosła nowa wersja oprogramowania. Użytkowników zainteresowanych wszystkimi wprowadzonymi zmianami zachęcamy do zapoznania się z dokumentacją lub do bezpośredniego kontaktu z naszymi ekspertami.