Medeniyetin İlkeleri
C ⁇ ağ rafinerisi, aerodinamik güç tahminlerinin doğruluğunu doğrudan belirleyen hesaplamalı akışkan dinamiklerinde temel bir tekniktir. Süreç, akanlık özelliklerinin fiziksel gradients doğru şekilde yakalaması için daha yüksek çözünürlük gerektirdiği bölgelerde, sıvı hareketi yöneten ve sürüklenen sıcaklıkların yaklaşık olarak binlerce ila yüz milyonlarca hücreden oluşan bir hesaplama ağın doğruluğunu belirler.
Dış aerodinamikte, akış nadiren üniformalıdır. Büyük baskı gradients, öncü ve izodik kenarlarda veya akış tabakalarının sabit yüzeyler boyunca gelişerek, iyi bir şekilde çözülebilir bir ağ geçidi, aynı alanda yüzlerce hücreyi temsil edebilir, sonuçta bir akış ve eğim içinde düzeltme ve enerji değişimlerini takip etmek imkansız hale getirebilir.
Fiziksel sezgi ve sayısal en iyi uygulamalar üzerinde ne kadar rafinerinin çizileceğini ve mühendislerin beklenen büyük bir lisanslama noktası ile alanları tespit etmeleri: sabit nokta, sınır tabakaları, kanat uçları ve hassas alanlarda, vortex'e olan güvenleri azaltan ve nihai tasarıma duyarlı hale getiren bir durum daha azaltılır.
Meygunluk türleri
Tüm rafineri stratejileri eşit değildir. Üç klasik aile h-refinement, p-refinement ve r-refinement, her biri kendi uygulama bilgilerini aerodinamik güç tahminine etkileyen farklı güçlü ve zayıf yönleriyle.
- [FONT=0]Q-refinement:[[FONTT:1] En yaygın strateji, h-refinement, sınır tabakalarında duvar-normal yön olarak daha fazla hücre eklerken, polinomik formlar sabit ve açık kaynaklı elektivite veya anisotropic h-refinement, akış özelliklerine bağlı olarak, sınır tabakalarında eşit karar gerektirir.
- [FONT:0]p-refinement:[Dönetici:[Dönetici:0])) Süreklilik için bir araya gelmenin yerine her elementteki interpolasyon işlevlerini artırın. Bu, düz problemler için bir araya gelir ve genellikle yüksek süreli uygulama için sonlu uygulama yöntemlerinde kullanılır. p-refinement, yüksek çözünürlükte yüksek siparişli akış özelliklerini düzeltmek için caziptir.
- [FONT:0]r-refinement:[Dönetici:[Dönetici:0))) Mevcut ağ düğümlerini, toplam hücre sayısını değiştirmeden önce sabitlenmiş veya genişletilebilir.
Aerodinamik uygulamalarda, h-refinement hakimler, genellikle yakın duvar bölmeleri ile bir araya gelir; eklenmiş sınır tabakaları için, yapılı ve yapılandırılmamış hücreler, ayrı bölgeler için sınır tabakalarını yakalamak için izin verir.
Aerodinamik Kuvvet Prediction için Meşru Kararını Bağlamak
Asansör ve sürükleme, bir vücut yüzeyi üzerinde baskı ve viskous stres dağılımının entegre sonuçlarıdır. Bu dağıtımlarda küçük hatalar bile kuvvet katsalarında önemli hatalara karışabilir.Bir koarse ağ tamamen yanlış bir şekilde sürüklenebilir, potansiyel olarak bir uçak tasarımının yerinin düşmesini tahmin edebilir.
İntraksiyona olan viskous katkısı özellikle de ağzaman çözümüne duyarlıdır. Skin drag, duvara yüksek çözünürlükte çözümleyicidir ve doğruluk, duvarda yeterince iyi bir ağa sahip olmalıdır.[DNS) Boyutlu duvar mesafe:0+[FLT) standart bir ölçüm için standart bir ölçüm için kullanılır: duvar-öneticileri için alt üst düzeye kadar doğru bir şekilde sabit olmayan bir şekilde ayarlanırsa, yüksek çözünürlükte bulunan bir yüzeysel simülasyonu (DNS) veya doğrudan doğruya doğrultulacaktır.
Basınç sürüklenme eşit derecede talep edilir. Düzlemler etrafında akış ayrılık yakalama, iniş dişlisi veya bir aracın aft kısmı, ters baskı ve baskı katını çözme yeteneğine bağlıdır.Kayıtlı bir uçak için, tahmin edilen bir tıkırıklıkta çok fazla miktarda dolar çevirmek, kutupta kutupların sayısal olarak veya baskı altında tutulmasına neden olacaktır.
Farklı Kuvvetler Nasıl Reddetmeye Yanıt Verilir
Asansörün tüm bileşenleri ve ağ geçidinin aynı oranda yakınlaşmadığı için, asansörün büyük ölçüde baskı kuvvetleri tarafından yönetilmekte ve kanat uçlu vortex'e bağlı olarak, vücut etrafında genel dolaşım doğru şekilde ele alınacaktır. Bu bazen uygulamacılar erken bir şekilde bir ağlatma işlemine yol açar, çünkü asansör maçları rüzgar-tunnel veriler, zayıf yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş
Transonik arsada dalga geçiyor, şok dalgaları tarafından yaratılan, ağ geçidine ek talepler getiriyor. Bir şok, keskinliği korumak için mümkün olan birkaç hücrede ele alınmalıdır, ancak bu hücreler, bu tür bir adaptasyon yetenekleri olmadan, mühendisler, bu zaman alıcıları yapay olarak genişletmelidir ve hataların düzeltilmesine eğilimlidir.
Vaka Çalışmaları: Eylemde Medeniyeti
Yaygın olarak mevcut kriterler, RANS tabanlı aerodinamik tahminler için zorlayıcı kanıtlar sağlar.In the deep effect of network rafineriment on aerodinamik tahminler.In theÜye Olmayanlar İçin Gerekli Sonuçlar[Dönemli Olmayanlar İçin Tıklayınız) Bu tür yüksek çözünürlükte yapılan ve doğrudan doğrulanmış olan bu tür yüksek çözünürlükte bulunan ve sabit disklerin bulunduğu çeşitli modüller için yapılan analizler için yapılan analizler için yapılan analizler için.
Motorsport, arsacıklı arkadan gelen bir akış, alttaki eğimli bir bölgeye çok fazla koarse olduğunda, bu türdeki katlama noktalarının fiziksel olarak tamamen kaçırıldığı veya zayıfladığı, aşırı derecede zayıfladığı bir şekilde, aşırı sağlanmış bir baskı ve güçlü uzun süre boyunca sürüklenmelerin yüksek oranda azaltıldığı anlamına gelir.
Üçüncü bir öğretici durum helikopter rotor simülasyonlarından geliyor.Seks tipine neden olan bıçak uçarak, ancak vortex çekirdeği yapay olarak büyük görünür ve erkenden gelen kanat bağlantılarından kaçınmak için uyanıktır.Bu yüklerdeki gecikmelerin maliyeti tamamen ağır titreşimler veya hatta yapısal başarısızlıklar olabilir.
Meşturma ve Refinement için en iyi uygulamalar
Şerefli tahminlerde ağ kalitesinin derin etkisi göz önüne alındığında, bir disiplinli bir iş akışı önemlidir.Başlangıç noktası, Richardson ekstrapolasyona ve hesaplamalı bir sonuca dayanan bir hataya dayanan bir sistemdir.GCI) metodolojisi, Roache tarafından önerilen, ancak aşağıdaki sayısal bir şekilde bir çözüm, tasarım kararlarına güven sağlamak için aşağıdaki ikiden daha fazla değer elde etmek için bir miktara sahip olmak için bir ölçümdür.
Doğru bir ağ bağımsız çalışması gerçekleştirmek için, en az üç ağ gereklidir: koarse, orta ve iyi. Her bir ağ, her boyutta sürekli bir faktör tarafından geliştirilmelidir (örneğin, √2 (1.414) for isotropic rafineriment, or by anonymosis in cell volume.
Ağ geçidi bağımsızlık çalışması sadece küresel güç katlarını incelemeli, ancak aynı zamanda tasarım noktasında yeterli olan yerel baskı ve cilt sürtünme dağıtımları da belirli bir noktada baskı dağıtımlarında önemli fizikleri yakalamaya devam edebilir.Bu nedenle, ağ duyarlılığı tüm işletim aralıksızlığı veya şok hareketleriyle birlikte değerlendirmeye devam etmelidir.
Kontrol etmek için kaliteli totriks
Hücre sayımının ötesinde, birkaç kalite ölçümleri doğrudan güç tahminlerinin doğruluğunu etkiler.
- [FONT:0)Orthogonalite ve skewness: [DFLT:1] Duvarın yakınında bulunan hücreler mümkün olduğunca dikdörtgene yakın olmalıdır; büyük skewness sayısal diffüzyon ve degradlar hear stres tahmini sunar. 10 derecenin altında bir ortogonallik açısı arzu edilir, özellikle de sınır tabakada.
- [FONT=0)Aspect oranı:[Dönetici:[Dönetici: 0 3) Sınır tabakada, hücreler sert veya daha düşük Courant numaralarına ihtiyaç duyan yüksek riskli hücreler için devre dışı bırakılmalıdır.
- [FONT:0)Cell-size geçiş oranı:[Dönetici: 1) Hücre büyüklüğünde ani bir atlayış, belirgin yansımalar veya interpolasyon hataları yaratmalıdır. Adjacent hücreler, düzgün gradientler korumak için% 20'den fazla hacimde farklı olmamalıdır.
- [FONT=0)Volume değişimi:[[Dönetici: Negatif hacim hücreleri veya yüksek çarpık elementler, çalıştırmadan önce ayrıntılı bir kontrol zorunlu, yerleşik teşhisleri ağlayan yazılımlarda kullanmak.
- [[Dönetici:0)Aspect oranı varyasyonu:[Döneticileri kabul edilebilir bir özellik olsa bile, bir hücreden diğerine hızlı bir şekilde bir değişiklik, sayısal hataları ortaya çıkarabilir. geçiş özellikle sınır tabaka kenarındaki kademeli olmalıdır.
Bu ölçümler son ağ için kontrol edilmeli ve ideal olarak, rafineri sürecinde izlenmeli. Birçok ticari ağ jeneratörü, manuel düzeltme için bayrak sorunlu bölgelerinin kaliteli raporları sağlar.
Sayılama Hatası: Uygulamada Grid Convergence Index
Grid Convergence Index (GCI), farklı çalışmalardan diskretme hataları karşılaştırmak için yaygın olarak kullanılan bir yöntemdir.Bu, Patrick Roache tarafından geliştirildi ve Amerikan Mekanik Mühendisler Topluluğu (ASME) ve AIAA for CFD doğrulama için. GCI, farklı çalışmalardan diskretme hataları karşılaştırmak için tek bir yol sunar.
GCI[DÜ:0)[[DÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜT:0)[[Üye: 1)[Üye/Üye/Üye/Üye/Üye/Üye/Üye/Üye/Üye/Üye/DÜye/Üye/Üye/Üye/Üye)
İyi ve orta çözümler arasındaki göreceli değişim nerede, r rafineri oranıdır, p doğrulamanın gözlemli sırasıdır ve F)[Döneticiler için bir faktör (tipsiz üç boyutlu çalışmalar için 1,25) Dikkatsiz bir şekilde, uygulamanın beklenen değerden çok daha iyi olması gerekir, ağ geçidin daha fazla doğrulanmış olması gerekir.
Pratikte mühendisler, GCI değerlerinin asansör ve sürüklenme katlarını herhangi bir yayın veya tasarım incelemesinde rapor etmelidir. Bu şeffaflık, sonuçların güvenilirliğini değerlendirmelerini sağlar. rutin endüstriyel uygulamalar için,% 3'ün altındaki bir GCI genellikle kabul edilebilir kabul edilebilir, ancak sertifika veya yüksek oranlarda tasarım kararları için, daha düşük değerler gereklidir.
C ⁇ Maliyeti vs. Fidelity: Dengelemenin Striking
Her bir ağ yoğunluğu maliyetle gelir. Bir RANS simülasyonunda, hücre sayısı doğrudan doğrusal sistemin boyutunu etkiler ve gerekli olan hafızayı gerektirir.Modern çözücüler HPC kümelerinde iyi ölçeklendirirken, hücre sayılarını iki faktörden fazla arttırılabilir çünkü en küçük hücre boyutunun bir Courant-Fririch’in altında tutması gerekir.
Mühendisin görevi, beklenen değerin% 5'ini bulmaktır, tek bir sürüklenme yapısal bir değişikliği haklı çıkarabilir, çok ince bir ağ geçidi ve daha yüksek sipariş turbulans modellemesi gereklidir. Belirsizlik oluşturmak için tek yol, beklenen değerin% 5'ini oluşturmak için yeterlidir - sadece tam tasarım alanından bir alt setini haklı çıkar.
Maliyet otomasyon ve akıllı rafineri ile azaltılabilir. Modern pre-işlem araçları otomatik olarak kullanıcı tanımlı rafineri bölgeleri ve kalite eşleri ile tanımlı ağ geçidinin aynı ağ üstolojiye uygulanmasına izin verir. Birçok durumda, en iyi şekilde incelenen 20 milyon hücreli bir şekilde incelenebilir ve en iyi şekilde incelenebilir.
Gelişmiş Adaptive Me Refinement Teknikleri
Statik ağ rafinerisi, mühendislikteki hataların düzeltilmesine dayanan, her iki akademide ve endüstride hızla trafiğe hakimdir. Ancak, Adaptif bir ağ rafinerisi (AMR) - Hessian otomatik olarak eşiği bir hata göstergesine dayanan, doğrudan doğrulayıcı ve kontrol altında olan bir kontrole odaklanabilir.AMR, hızdaki hız artışlarının büyüklüğüne odaklandığında, Hessian'ın aynı dereceden yüksek orandaki etkisini etkiler.
Uygulamada, AMR süpersonik jetleri, şok-kanış-katıl etkileşimleri ve yerine gelen vortex, genel olarak ince bir şekilde ağlayan bir ağ geçidine kıyasla dramatik azaltmaktadır.Bir transonik kanat için, bir yanlı otomatik olarak algılayabilir ve şok ayağı, ayrılık balonu ve kanat-tipi vortex, ve daha kötü bir şekilde karmaşık bir şekilde çözülürken, sonuç iyi bir şekilde bir şekilde bir kriptolojik bir algoritmaya karşılanır.
Turbulence Modeling in Me Hassasiyet
Meşrutluk ve türbülans modellemesi derinden iç içe geçmiş durumda. RANS simülasyonlarında, türbülanslı model, kontrasesyon ve doğruluk, üretimin doğru şekilde temsil edilmesi yeteneğine bağlıdır, ağların önemli ölçüde karmaşık olması gerekir, özellikle de bu diskoparlama katmanına dayanan birçok model (örneğin, 5 tane) uygun olan 10/200 ile (örneğin) arasındaki yüksek çözünürlükte olan (örneğin, yüksek çözünürlükte) bir şekilde sabitlenebilir.
Hibrit RANS-LES yöntemleri, Gecikmiş Detached Eddy Simülasyonu (DDES) veya Stresli Eddy Simülasyonu (SBES), ağdaki daha büyük talepler.Bu yöntemler sadece duvardaki geçişin teşvik edilmesi için daha fazla talep eder.Eğer bu bölgelerde de, model RANS modunda kalır ve büyük çalkantılı yapılarda kalır.
Tüm durumlarda, bir türbülans modeli için optimize edilmiş bir ağ başka model için uygun olmayabilir.Farklı modellerden sonuçları karşılaştırdığında veya deneysel verilere karşı ölçümlemede - ağ duyarlılığı tekrarlanmalıdır.A NPARC Alliance Verification and Validation learning) gibi, grid kalitesi ve yakınlık değerlendirme konusunda pratik tavsiyeler sunar.
Sonuç ve Future Outlook
Hesaplamalı ağ tasarımının basitleştirilmesi ve sürüklenme kuvvetlerinin etkinliği sadece "daha fazla doğruluk" değildir. Karar, sayısal hata, türbünleme modeli ve hesaplama bütçesi arasındaki farklı bir şekilde yapılır.GCI kullanarak bir ağ bağımsızlığı çalışmasına başladığında, sınır tabaka diskretme, izleme kalitesi ölçümlerine saygı göstermek ve mümkün olan en iyi uygulamaları sağlamak - sürekli olarak daha yüksek sadakat tahminleri sunar.
Önümüzdeki birkaç trend, ağ nesil ve rafineri yükünü azaltmaya söz verir. Makine-öğrenme tabanlı hata göstergeleri bir gün en iyi kullanıcı girişleriyle optimal hücre dağıtımını tahmin edebilir, önceki simülasyonlardan gelen optimizasyona izin verir. GPU-accelerated çözücüler, her tasarıma uygun bir sayısallaştırma seviyesiyle değerlendirilecektir.
Bu arada, temeller değişmeden kalır. İyi yapılandırılmış bir ağ yapısı, makul görünen tahminlerin fiziksel olarak yanlış olduğunu tahmin etmeye yol açar.Bu temelin altında - performans garantileri ile karşı karşıya kalan uçaklar, otomatik ağ geçidinin ardına veya uzun süre boyunca çalışan türler için otomatik olarak yapıştırılır.