Altair CFD – AcuSolve 2021.2 Yeni Özellikler

Altair CFD çözümlerinden genel amaçlı çözücü Altair AcuSolve 2021.2 versiyonunda öne çıkan yeni özellikleri bu yazımızda bulabilirsiniz.

Altair EDEM Bağlantısı: Küresel olmayan parçacık kaldırma ve tork modelleri

Altair EDEM / Altair AcuSolve bağlantısındaki parçacıklar, cam boncuklardan küçük kayalara, yapraklara, samanlara ve çimenlere, tabletlere ve ince tozlara ve daha fazlasına kadar değişebilir. Bu tip parçacıkların çoğu, doğası gereği küresel değildir ve çevreleyen bir akış alanı ile etkileşime girdiklerinde, uygulanan aerodinamik kuvvetler onların şeklini hesaba katmalıdır. Altair AcuSolve 2021.2 ile EDEM / AcuSolve bağlantısı artık küresel olmayan parçacıkları daha doğru bir şekilde modellemek için özel olarak tasarlanmış kaldırma ve tork için yeni modelleri desteklemektedir.

Yeni kaldırma modellerinden ilki olan “nonspherical_lift“, partikülün yaklaşan akışa göre oryantasyonu nedeniyle kaldırma üzerindeki etkiyi içerir. İkinci model, “Saffman_Magnus_nonspherical_lift“, ek olarak, “Saffman kaldırma kuvveti” olarak bilinen ortam akışındaki kesme nedeniyle oluşan kaldırmayı ve Magnum kaldırma kuvveti olarak bilinen bir serbest akış akışında parçacık dönüşü nedeniyle oluşturulan kaldırmayı açıklar. Kaldırmanın “Saffman” bileşeni, duvar sınırlarından kaldırılan parçacıkların doğruluğunu büyük ölçüde artıracak ve kaldırmanın “Magnus” bileşeni, dönme altındaki parçacıkların hareketinin doğruluğunu artıracaktır.

Altair AcuSolve 2021.2 versiyonuna üç yeni tork modeli eklenmiştir. “Ofset torku” olarak da bilinen ilk model “pitch_torque“, parçacığın basınç merkezine etki eden kaldırma ve sürükleme kuvvetlerinin kümülatif etkisinden kaynaklanan torktur. İkinci model, “rotational_torque“, parçacığın birincil ekseni etrafındaki torku modeller. Üçüncü model, “pitching_rotational_torque“, adından da anlaşılacağı gibi, ilk iki tork modelinin birleşimidir.

Endüstriyel düzeyde simülasyon, günümüzün CFD analistleri için olağandır ve fiziksel testleri doğru tam ölçekli modelleme ile tamamlama ihtiyacı hiç bu kadar büyük olmamıştı. Örneğin, bu ölçekte simülasyonda yer alan toz ve tozların parçacık modellemesi, hesaplama ve geri dönüş sürelerini doğrudan etkileyen gerçek zorluklar doğurabilir.

Bu tür sonuçların daha hızlı elde edilmesi gerektiğinde, EDEM / AcuSolve bağlantısı, genel momentum üzerindeki etkiyi korurken partikülleri bir araya getirme yeteneği sağlar. Net etki, partikül sayısında ve dolayısıyla geri dönüş süresinde bir azalmadır. Yığılmış parçacıkların varlığı nedeniyle sıvı üzerinde eşdeğer bir net etki sağlamak için kullanıcılar “edem_force_scale_factor” parametresini ayarlayabilir.

Altair EDEM Bağlantısı: Parçacık Kütle Transferi

Püskürtme teknolojisi, termal yönetimden soğutmayı geliştirmeye, gıda işleme sırasında küf oluşumunu engellemeye veya kaplama uygulamaya kadar çok çeşitli üretim süreçlerinde kullanılır. EDEM / AcuSolve bağlantısı ile püskürtme işlemi EDEM içinde gerçekleşir ve sprey partiküllerini yüzeylere bırakır. Birikmiş sıvı hacmi, püskürtme aşaması simülasyonu sırasında her bir parçacık üzerinde izlenir. Kurutma ve soğutmanın ısı ve kütle transferi, birleştirilmiş simülasyon sırasında gerçekleşir.

Topoloji Optimizasyonu

Son otuz yıldır Altair’in optimizasyon çözümleri, her gün gördüğünüz ve kullandığınız birçok ürünün yenilikçi, hafif ve yapısal olarak verimli tasarımlarını yönlendirdi. Son yıllarda eklemeli üretime yoğun bir şekilde odaklanma, topoloji optimizasyonuna ve üretken tasarıma destek vererek alternatifleri keşfetme konusunda daha fazla özgürlük sağladı. Altair, tasarıma termal, elektromanyetik ve sıvı akışı gibi çoklu fiziği dahil ederek teknolojiyi yenilemeye devam ediyor. Altair AcuSolve – Altair Optistruct ile birleştiğinde – mühendislerin girişleri, çıkışları ve çözücünün çalışabileceği izin verilen alanı basitçe tanımlayarak optimum şekli bulmasını sağlar. AcuSolve’ün gradyan tabanlı topoloji optimizasyon yöntemi, minimum çabayla sıvı akışları sağlamak için en az dirençli yolu hızlı ve verimli bir şekilde bulacaktır.

Akışkanınızı A noktasından B noktasına ulaştırmanın en etkili yolu nedir? Tasarımınızı olumsuz etkilemeden kanalınızı veya manifoldunuzu nasıl şekillendirirsiniz? Bu tasarım için sahip olduğunuz çalışma alanı çok karmaşık olabilir. Tüm bu sorunlar, Altair AcuSolve’nun yeni topoloji optimizasyon özelliği ile çözülebilir. 2021.2 versiyonuna eklenen ve Altair SimLab arayüzü üzerinden sunulan AcuSolve’nin en son çözücüyle entegre optimizasyon özelliği, size büyük bir güç katacaktır.

Aşağıdaki senaryoda, sıvıyı üstteki tek girişten alttaki dört çıkışa dağıtacak bir manifold tasarım problemini düşünelim. Çalışma alanı, hareket edemeyen başka bir taşıma bileşeni tarafından kesintiye uğradı. Altair SimLab arayüzünde tasarım ve tasarım dışı hacimleri hızlı ve kolay bir şekilde seçebilir, akış hızı ile giriş ve çıkışlarını belirleyebilir ve çözümü başlatabilirsiniz. Gerekli mekanik enerjiyi en aza indirmeye yönelik optimizasyon kriterlerini karşılayan güzel simetrik şekil, aşağıda ilk animasyonda gösterilmektedir.

Akışkanı A noktasından B1’den B4’e kadar olan noktalara en verimli şekilde iletmek için çalışma alanınızı değiştirebilir ve aşağıdaki ikinci animasyonda gösterilen simetrik olmayan manifold şekline hızlı ve kolay bir şekilde ulaşabilirsiniz.

Her senaryoda süreç basittir: nihai tasarımınızın var olması için geçerli bir alan olan bir çalışma alanı tanımlayın ve seçin. İsteğe bağlı olarak, topoloji optimizasyonu adımında dikkate alınmayacak tasarım dışı hacimleri seçebilirsiniz. Ardından, uygun akış hızlarına sahip giriş ve çıkışları belirleyin ve çözümü başlatın. Konsept şekil daha sonra tasarım alanında ortaya çıkacaktır.

Detaylı bilgi için Topology Optimization Considering Fluid Flows başlıklı web seminer kayıdını izleyebilirsiniz.

Gözenekli ortam fiziksel hızı

Hesaplamalı akışkanlar dinamiğinde gözenekli ortam modelinin birçok farklı faydalı uygulaması vardır. Genel olarak, geometrik modelleme çok hantal veya maliyetli olduğunda gözenekli bir ortam modeli kullanılır. Çevreleyen daha geniş akış alanı üzerindeki etkiye ihtiyaç duyuluyor ancak iç akışın ayrıntıları gerekmiyorsa, gözenekli bir ortam modeli doğru seçimdir. Filtreleri veya elekleri gözenekli ortam olarak modellemek yaygındır, ancak ızgaralar veya kafes benzeri yapılar gibi diğer bileşenler de olası adaylardır. Varsayılan olarak AcuSolve, belirtilen basınç düşüşü bilgisi ve modellenen geometri ile ilişkili yüzeysel hızı çözecektir. Bu, akış hızının basınç gradyanı ile orantılı olduğunu belirten Darcy Yasasına dayanan hızdır. Hesaplanan, esasen, akış yönündeki hızdaki değişimdir, sanki sadece basınç gradyanını deneyimliyormuş gibi. Ancak, gözenekli ortamın iç kısmında akışkanın izlediği gerçek yol oldukça farklı ve kaotik olabilir. Malzemenin gözenekliliği, hacme göre sıvı boşluğun katı boşluk oranını tanımlar. Sayı ne kadar küçükse, sıvının izleyeceği yol o kadar dolambaçlı olabilir. Akışkan tarafından kaplanacak bu ek zemin ve akış yolundaki daralma, daha yüksek dahili akış hızlarına neden olacaktır. Buna fiziksel hız denir.

Gözenekli ortam boyunca yüzeysel hız soldaki ekran görüntüsünde gösterilmiştir. Sağdaki görüntü, 0,4’lük bir gözeneklilik için hızlandırılmış fiziksel hızı göstermektedir. Grafik, her modeldeki basınç düşüşünü gösterir. Her ikisi için de aynı basınç düşüşü ve akış hızı bilgisi kullanıldığından, basınç düşüşü her biri için aynıdır.

Altair CFD 2021.2 versiyonu kurulum dosyasını Altair ONE Marketplace veya CONNECT adreslerinden indirebilirsiniz.