אופטימיזציה של ערכת פאות ותכונות מים באמצעות Cfd ב Ansys Fluent

מה זה CFD ולמה להשתמש ב- ANSYS Fluent for Water Features?

Fluid Dynamics (CFD) הוא המדע של חיזוי זרימת נוזל, העברה חום, והעברה המונית באמצעות שיטות ואלגוריתמים מספריים.עבור מהנדסים עיצוב כריות, תכונות מים אינטראקטיביות, ואלמנטים משחק מימי, CFD מספק מעבדה וירטואלית כדי לבדוק ביצועים הידראוליים לפני צינור יחיד מותקנת. על ידי פתרון משוואות נ-Stokes על פני אלפי או שליטה, נפחים, cD מראה את המהירות, כלומר, הם מנטראקטיבית, חומרים מנטראקטיביים, חומרים מנטראקטיביים, חומרים מנטראקטיביים, חומרים מנטראקטיביים, חומרים מנטרטיים, כלומר, חומרים מתואמים, הם רקמות, חומרים מנטרלים, חומרים מנטראקטיביים, חומרים מנטרטיים, כדי למדוד את דפוסי נוחות, כדי למדוד באופן ידני, כדי למדוד באופן ידני, חומרים מנטרטיים, כדי למדוד את דפוסי נוחות, כדי למדוד באופן ידני, כדי למדוד את דפוסי נוחות, כדי לתקן באופן ידני, כדי לתקן באופן ידני, כדי לפתור את התרגילים, כדי לפתור את התרגילים, חומרים מתואמים, כדי לתקן את התרגילים, כדי לפתור את התרגילים באופן ידני, כדי לפתור את המשתנים, כדי לפתור את התרגילים באופן ידני, כדי לפתור את המשתנים, כדי לפתור את התרגילים באופן ידני, כדי לפתור את ה

ASYS Fluent בולטת בין חבילות CFD בשל הארכיטקטורה המפת שלה, מודלים פיזיים נרחבים, ממשק ידידותי למשתמש מותאם במיוחד עבור זרימת מים רב-phase. תכונות מים כרוכות באופן טבעי אינטראקציות מים - הפסקות, תרסיסים, סילון נופל, וגלי משטח של תאים לענות על נפח של פלויד (VOF) מלוכד את הממשק בין אוויר למים באופן מדויק, בעוד שלב הדיסקרטי שלו (DR) יכול גם לעמוד בתקני עיבוד אינטראקטיביים כגון מחסנים (R) או תאים אינטראקטיביים).

Fluid Dynamics ב- Splash Pads

כריות Splash מציגות אתגרים דינמיים ייחודיים של נוזל.בניגוד בריכות שחייה שבו מים כמעט quiescent, כריות מתיזים כוללים מטוסי קרב בשפע, סניפי מים, וזרימים מחוסנים כי חייב להיות גם מרגש ובטוח.

• (FLT:0)Jet Breakup and droplet Creation: ההרחבה 1 (בשעה שהמים יוצאים מהמבול, מתח פני השטח וכוחות אווירודינמיקה גורמים למטוס להערים על טיפות.זה קובע את דפוס ההתזות והצליל.
• (FLT:0) ,Impingement ו מתיז: FIRLT:1 ווטר בולט משטח קשה מייצר טיפות משניות שיכולות לעוף ללא משפט.CD מודלים ההשפעה דינמיקה למנוע גבהים מתיזים גדולים שעלולים לגרום לפציעות עיניים.
• (FLT:0) אימון ואווירה: בועות אוויר 1 (Feloph 1) הופכות למעורבות בזרימת המים, המשפיעות על אסתטיקה חזותית וצמצום צפיפות המים האפקטיבית.
• אזורי מילואים:0 (FLT:103) אזורי מים סטרנטיננט מאחורי או סביב תכונות יכול לספק חיידקים אם לא כראוי שטף. CFD מסייע לזהות אזורים מתים ומודיע מיקום נושל כדי להבטיח מחזור של כל משטח רטוב.

אפשרויות ל-Tronbulence Modeling

בחירת מודל הזעזוע המתאים הוא קריטי עבור סימולציה של מתיז.מודל סטנדרטי k-epsilon הוא לעתים קרובות מספיק עבור זרמי חינם כמו סילון, אבל זרימה בשפע קיר ליד משטחים מתיזים עשוי לדרוש מודל k-omega SST ללכוד שכבת גבול. עבור straling מאוד, מודל מתח ריינולדס (RS) מציעה דיוק גבוה יותר עלות של זמן חישובי רבים לאחר מכן להתחיל סימולציה קריטית (SD) עם סימולציה קריטית של סימולציה) עם סימולציה קריטית של סימולציה (SD) עם סימולציה) עם סימולציה קריטית של סימולציה) עם סימולציה (SDST).

הבחירה של Mesh משפיעה גם על רזולוציה של זעזועים.ערך y+ של בערך 1 הוא אידיאלי עבור טיפול ליד קיר בעת שימוש במודל k-omega. עבור מספר גבוה של ריינולדס (Re > 1e5), פונקציות קיר יכול להפחית את ספירת האלמנט תוך שמירה על דיוק מקובל עבור תבניות שדה רחוק.

עיצוב מקיף של עיצוב זרימה באמצעות ANSYS Fluent

זרימת העבודה המורחבת הבאה הופכת פריסת כריית כריית מושגית לתוך מתקן מותאם, בטוח ויעיל.

שלב 1: הכנת גיאומטריה וסימולציות

צור מודל 3D באמצעות תוכנת CAD כגון SolidWorks או Autodesk Inventor.המודל צריך לכלול את כל nozzles, צינורות (המודגש כמו inlets), משטחים מתישים (decks, פסלים), וכל המכשולים כמו מקומות ישיבה או מערכי צל.תכונות מים לעתים קרובות יש צורות אורגניות מורכבות; פשטות היא מקובלת כל עוד הנתיבים העיקריים ומשטחי ירכיים נשמרים על הגיאומטריה בשםMocaster, או מילוי של עיצוב, או תצורה של קירות קטנים, או , או ריצוף, או ריצוף, או ריצוף קטן, שם אתה יכול לתאים, או מילוי, סימולציות, או ריצוף תיבות של עיצובים, או ריצוף, או ריצוף, או ריצוף, או ריצוף, או ריצוף, או סימולציות, או ריצוף, או ריצוף, כגון ריצוף ריצוף ריצוף סימולציות, כאשר אתה יכול לעתים קרובות, כגון ריצוף ריצוף מחסנים, כגון סימולציות חלל, כגון ריצוף ריצוף קטן, כגון סימולציות, או סימולציות חללים, כגון סימולציות, כגון סימולטים, כגון סימולציות חללים, כגון סימולציות חלל, יש לעתים קרובות יש לעתים קרובות יש לעתים

שלב 2: אסטרטגיית הדור השני

מרש באיכות גבוהה הוא הבסיס של תוצאות CFD מדויקות.שימוש ב- ANSYS Meshing כדי ליצור מרש לא מובנה עם שכבות אינפלציה על קירות ומשטחי מתיז, לסימולציות של כריות, ריכוז בטרכיות סילון ואזורי השפעה.מודל מרופת טיפוסי עשוי לדרוש 5-15 מיליון תאים.

שלב 3: קביעת מודל ה- Multiphase ב Fluent

(הופנה מהדף [[1924]] ו[[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] ו[[1924]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]] [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]], [[[[1924]]]] [[[[1924]]]]]]]] [[[[1924]]]]]]]] [[[[1924]]]]]] [[[[1924]]]]]] [[[[1924]]]]]] [[[[1924]]]]]]]]]] [[[[[[1924]]]]

שלב 4: תנאים ראשונים ופופולריים

לחתום על סוגי הגבול הבאים:

• (FLT:0)Velocity-inlet at nozzles:cioFLT) 1 , 1 , קיבולת מהירות מים וכיוון. עוצמת טיבולנס ניתן להעריך כ 5% של האנרגיה הקינטית של האינטנסיבי.
• (FLT:0) סיקור-outlet ב ניקוז: ריצוף 1 ( Set סטטי לחץ שווה לאטמוספירה.If ניקוז הם תת-מרנים, ציין את הראש הרדיפתי.
• (ב) [ה] [ה]] [ה]] [ה]] [ה]], [ה], [ה], [ה], [ה], [ה],] לציפוי הגומי יש מגוחות" (0.5 מ"מ).
• (ב) [15] , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
• (ב) ⁇ :0) ⁇ : ⁇ 1 (FLT:1 ), כל התחום עם אוויר (חלק בינוני = 0) למעט אזור מים קטן ליד איונים כדי לעזור להתכנסות.

שלב 5: הגדרות Solver ליציבות

השתמש בתוכנית של הפיכה בלחץ-העוצמה, אשר מטפלת בזרמים מרובים-phase transient. Set the time Step Size כדי להשיג מספר קבוע (CFL) פחות מ 1 באזורי מים.עבור 5 מ"מ עם מהירות מים של 5 מ"מ / s, שלב של 0.001 הוא נקודת התחלה בטוחה.

שלב 6: פוסט-Processing and Analysis

השתמש ב- ANSYSD-Post כדי להציג תוצאות:

• (ב) ,0) , כרך ריבועי מים (FLT) 1 על קיצוץ מטוסים דרך מטוסי סילון חושפים גיאומטריה וחילוץ אוויר.
• (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
• (ב) [15] ,0) ,Wall Shearrea מדגישה את פני השטח של הסיפון, מצביע על אזורים בעלי השפעה גבוהה - סיכון לילדים שנעלמו.
• (ב) ,0) ,PthlinessFLT:1 צבעוני על ידי זמן מגורים חלקיקים לזהות אזורי stagnant.
• (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

השווה את גובה ההתזות המדומה נגד סף ASTM של 1.2 מ' עבור אזורי משחק ציבוריים.אם מתרחשים מעברים, לעצב מחדש זוויות נוזל או שערי זרימה מחדש את הסימולציה.

מחקר: תיקון עירוני

פארק עיר בינוני חווה תלונות על מים מתזזז לתוך שבילים הסמוכים, יצירת סיכונים חלקה.המחסל המקורי היה שישה מטוסי סילון ברמה הקרקעית מכוונת למעלה מ -90 מעלות, כל אחת מ -40 L /min. סימולציה של סימולציה משתנה באמצעות זרימת העבודה לעיל גילה כי הסניפים הגיעו לגובה של 1.8 מ"מ - לא מקובל על ידי התאמת הנטייה המנוזה ל -60 מעלות אופקית ולהפחית את זרימת ה- 30 / ריצוף ל -2 $, לאחר ירידה עד גובה הניסוי, לאחר ירידה של 2 ס"מ"מ, לאחר ירידה במשקל, 000 $ עד 0, 000, 000, 000, 000 עדיין ירידה עד 0, 000 סימולציה עדיין ירידה עד 0, 000 $ עד 0, 000 סימולציה ירידה עד 0, 000 סימולציה עדיין ירידה עד 0, 000 סימולציה ירידה במשקל, 000 סימולציה ירידה של ירידה עד 0, 000 סימולציה לאחור, 000 $ עד 0, 000 $ עד 0, 000 $ עד כדי ירידה עד 0, 000 $ עד כדי ירידה ירידה ירידה במשקל, 000 סימולציה ירידה במשקל, 000 $ עד כדי ירידה במשקל, 000 סימולציה עד 0, 000 $ עד 0, 000 סימולציה ירידה של ירידה של ירידה של ירידה של ירידה של ירידה במשקל, 000 000 000 000

טכניקות מתקדמות לתכונות מים אסתטיות

עבור מזרקות נוי, סילון נוי, ואת תצוגות מים כוריאוגרפיה, CFD הולך מעבר בטיחות כדי לייעל משיכה חזותית.

Multi-Jet SynSyncization

כאשר מספר מטוסי סילון יורים באופן משמעותי, האינטראקציה בין הצנרת יכולה לייצר וילונות מים בלתי צפויים.הסימולציה הטרנסנדנטלית של פלונט עם העברת מרש (למשל, באמצעות רשתות ממושכות עבור ננול מסובבים) מנבאת את ה-שלב הגורם מיזוג או פערים. מעצבי יכולים להתאים את התזמון הסונואידים כדי להשיג מעברים חלק ללא ערבוב טורים סוערים.

שליטה על השפעות Luminous

מעצבי תאורה דורשים לעתים קרובות עמודות מים מאוישות ליצור תצוגות בהירים, מעוררות. על ידי מודל הנפח האוויר שבריר לאורך מסלול סילון, מהנדסים יכולים לכוון קוטר nozzle ומהירות כדי לזרז את האוויר הרצוי 10-20% על ידי נפח.מודל VOF של פלורנט מפיץ את השבריר האוויר בכל תא, ומאפשר ישירות עם אור פיזור יעילות.

חידוש רעש

רעש כריכת ממים נופלים יכול להפריע מגורים סמוכים. CFD בשילוב עם אנלוגיה אקוסטית (למשל, Ffowcs Williams-Hawkings מודל) צופה רמות לחץ קולי במרחק. על ידי שינוי דפוס הפסקת סילון משטח מרקם, רמות רעש ניתן להפחית על ידי 3-6 dB ללא שינוי צריכת מים.

טיהור כלכלי ובטיחות ל-CFD

העלות של סימולציה CFD עבור כריתת מתיז (licensing, זמן הנדסי, מחשוב) בדרך כלל נע בין 5,000 $ ל $20,000. לעומת, אבטיפוס פיזי יחיד שנבנה מ סיבים וצנרת יכול לעלות $50,000 $ - 000 $ 100,000, לא כולל שינויים באתר. CFD להפחית את מספר אבטיפוס לאחד או אפס.

המונחים:

ASTM F2376 ו-International Play Equipment יצרנים Association (IPEMA) הנחיות ההתייחסות ל-CDCD כשיטת ניתוח מקובלת.איגוד הלאומי של הפארק (NRPA) מעודד את השימוש במודל חישובי לאזורי משחק קונטיים חדשים.

מלכודות נפוצות וכיצד להימנע מהם

• (FLT:0) גיאומטריה פשוטה: FLT:1 הזנחה תכונות קטנות כמו שפתים נוזל או מדרונות שינויים מתיזים דפוסים. השתמש בפשטות בינונית, אך משמר את הנתיב העיקרי של זרימה.
• (FLT:0) אבחון תופעות רוח: FLT:1ir מתיחות בחוץ חשופים לחוויית הרוח מתזזות סימטריות. פלורנט מאפשר מהירות רוח כתנאי גבול בדומיינים.
• (FLT:0) בהנחה של זרימת מצב יציבה: קיד 1 (SaferLT:1) כריות Splash הם transient - סילון מים מתחיל, לעצור, ולקבוע.תמיד להפעיל סימולציות טרנספורמטיביות למשך לפחות 10 שניות של זמן אמיתי כדי ללכוד תנודות.
• (FLT:0) שימוש במשבות באזור פני השטח החופשי:Felo:1 ממשק המים האוויר דורש פתרון בסדר (לפחות 10-15 תאים מעבר לקוטר סילון) מתפתל הסתגלות יכול באופן אוטומטי לחדד את אזור הממשק.
• (FLT:0) איסוף הכימיה של מים: FLT:1 בעוד CFD לבדו אינו מודל תגובות כימיות, חלוקת מהירות זרימת הדם משפיעה על זמן מגע chlorine חיטוי כלור.

אימות מודל CFD שלך

לפני שמאמינים תוצאות סימולציה, לאמת נגד נתונים ניסיוניים.לבנה נוקשות קטנה עם משטח חד פעמי ו מתיזז.מד מתיז גובה באמצעות וידאו מהיר וקצב זרימה עם חיישן משטחים. ייבוא הגיאומטריה של הבדיקה לתוך פלורנט ולנהל את אותם תנאים.גובה החיזוי מתיז צריך להתאים בתוך ± 10%scale.אם מכשולים עולים על זה, לבדוק את מודל ההפרעות, פתרון או לחץ על פני השטח כראוי ניתן לאמת הגדרות.

המונחים: rightation case

חוקרים ב-FLT:0) בניין בינלאומי ואמפ; החברה ההידרומית של החברה FLT 1 פרסם מחקר של ציון מידה שבו 12 מ"מ קוטר nozzle ב 3 מ"מ /s הפיק עמודה מים בגובה של 0.6 מ"מ.

מגמות עתידיות: תאומים דיגיטליים ושילוב IoT

הגבול הבא עבור אופטימיזציה של מתיחות הוא התאום הדיגיטלי - מודל CFD חי המסנכרן עם חיישנים משובצים בפארק בפועל.לחץ טרנסנפצים ומים זורמים נתונים לסימולציה מבוססת ענן אשר מאמת את הפעולות בזמן אמת. לדוגמה, אם הרוח אוספת, ה-HTC החדש מחדש מתעתגת דפוסים בטוח ו- tzzttles מסוימים באופן אוטומטי מושג זה, המשמש כבר ב- high-end מים נגישים כמו שותפים.

בנוסף, מודלים של למידת מכונה שהוכשרו על מאות סימולציות CFD יכול לספק תחזיות מיידיות של גובה מתיז מבוסס על מזג אוויר ופרמטרי זרימה.זה מקטין את הצורך בעיבוד CFD בריצה ומאפשר בקרים משובצים.

מסקנה

תכנון כריות ותכונות מים הוא כבר לא ניסיון משפטי וטרור. Computational Fluid Dynamics ב- ANSYS Fluent מעצימה מהנדסים לחקור אינספור חלופות עיצוב במהירות, הבטחת בטיחות, הנאה אסתטית ויעילות תפעולית. על ידי ביצוע זרימת עבודה שיטתית - גאומטריה יצירה, השמצה, ריבוי משימות, סימולציה חולפת ואימות - מתרגלים יכולים לספק תכונות מים כיטטיביים משתמשים תוך עמידה בתנאי פיתוח קפדני של כלי ניתוח אוטומטי, כמו תקן ביטוחי תיבות של ביטוחי תיבות של ביטוח רכב נמוך יותר, רק עבור עלויות הסמכה של ביטוח רכב נמוך יותר, רק לאחר ניתוח קיסרי, רק עבור ביטוח פורמליות.

לקריאה נוספת, ה- 0ANSYS Water & דף שפכים של שפכים 1 מציע מחקרים מקרה בתעשייה, ואת FLT:2World Fluid Research Council EvolutionFLT 3: מפרסם את מיטב ההנחיות בפועל עבור סימולציות מרובותphase זרימה. Embrace CFD להפוך את החפיסה שלך למציאות בטוחה, מתיזה.