Авиамоделирование в bCAD

>>То-то и оно. В трубе в конечном итоге хотя бы в интегральных харакетристиках можно быть уверенными, вроде сил и моментов, действующих на модель в целом.

Тоже дело тонкое - методических экспериментов немного сейчас проводится, вот народ при обработке результатов продувок и колдует...

101>Ну ка поподробнее: опиши деление CFD пакетов на легкие-средние-тяжелые. Какие типы задач решает каждая группа?

Вообще-то общепринятой классификации нет. Примерно можно разбить так:

Легкие - решают только уравнения Навье-Стокса, модели турбулентности - одна-две (обычно k-epsilon), учет сжимаемости может быть, а может и не быть. Возможностей по "тонкой настройке" решателя обычно нет.

Средние - имеют дополнительные возможности по моделированию дополнительных особенностей течения, т.е. что-то типа течений со свободными поверхностями, горением, и т.п. Как правило таких "особенностей" две-три. Моделей турбулентности уже побольше. Учет сжимаемости обязательно присутствует. Есть возможности по изменению параметров решателя.

Тяжелые - считают все Ну, почти все, по заверению производителей Таких пакетов немного - Fluent, Star-CD, CFX-TascFlow, линейка продуктов AVL и все. Ну, может, еще кого одного-двух забыл. Джентельменский набор дополнительных возможностей: течения в пористых средах, сопряженный теплообмен (тело в жидкости/газе с расчетом поля температур как жидксоти, так и в теле) с учетом лучистого энергообмена, многокомпонентные потоки с химическими реакциями и горением, двухфазные течения с дисперсной фазой (пыль в жидкости/газе, аэрозоль в газе, пузыри в жидкости), течения со свободной поверхностью (границей раздла жидкость/газ), кавитация, расчет на подвижных/деформируемых сетках. С решателем можно делать что угодно, можно добавлять свои подпрограммы и т.п.

101>В полной комплектации в районе 10-11000 вечно зеленых. Плюс возможны доработки по желанию заказчика.
Хммм... Дороговато. Хотя "возможность доработки" может, того и стоит...

101>В демо-версии единственное ограничение 15000 ячеек.
Ни фига себе "единственное ограничение"!

Anton>>Только что закончил считать профиль NACA0012 - докритическая поляра (закритическую часть еще не считал) совпадает с продувами NACA с точностью до 1%

Zeus>Ха! Вот уж этот профиль наверняка из любви к искусству

Ессессно

gals> Основная проблема ведь в выборе модели турбулентности. Не зря ведь расчеты в рамках идеального газа критикуют за отсутствие учетов вязкостных эффектов, а любой расчет в рамках уравнений Навье - Стокса ругают за используемую конкретную модель турбулентности...

Лучший выход - DNS. Примерно настолько лучший, насколько топор - лучшее лекарство от головы Потому как вычислтельные мощности нужны огромные, и потребный размер ячейки обратно пропорционален числу Рейнольдса в эээ... не помню в какой степени LES-модели - тоже хорошо, но их настройка в данном конкретном случае - большая морока. Более практичный выход - использовать старые добрые двухпараметрические модели накапливать статистику типа "В течениях типа А лучшее совпадение с экспериментом дает модель типа Б со слдующими параметрами..."

>>101>В демо-версии единственное ограничение 15000 ячеек.


Ну, это только для плоских задачек, да и то геометрия убогая.

Несколько слов насчет "навороченных" пакетов - имел случаи сравниться кое с какими. Как правило, хороший интерфейс, неплохой аппарат построения вычислительных сеток, а вот под маркой Навье - Стокса впаривается что-то немного отличающееся от старого доброго Эйлера. Во всяком случае, сравнение с дренажным экспериментом покказывает примерно одинаковое качество результатов. Так что при приобретении пакетов надо очень хорошо тестировать. Это насчет цены т.н. информатики и фундаментального образования.

О.К.
Да лучистый теплообмен это хорошо. Если правильно понял у наших (у Флоувижн)это называлось радиация.

Да вроде все что было перечисленно в той софтине присутствует (кажется. уточню). Особенно там хорошо удался генератор сетки. Не так требователен к ресурсам. В общем, скачай дему, если есть возможность, если нет то могу хотя-бы документацию кинуть.

А насчет ограничения про 15000 ячеек... это хорошо или плохо?

Для тестирования на 2d задачах, должно более-менее хватить.

Вопрос gals. Какой сейчас уровень ПОНИМАНИЯ причин турбулентности (математически, физически,структурно). Видел на сайте чего-то вроде ООО "Вихреволновые технологии" мнение, что глубокого понимания нет, уравнения Навье-Стокса не работают, т.е. модели турбулентности из уравнений прямо не вытекают. Сам в гидро и газо не специалист, но по своим задачам чувствую, что это мнение справедливо. Налицо взаимосвязанный процесс, математика в данном случае работает плохо. Занимаюсь колебаниями пружин, есть аналит. решение (не мое, я разв.) - простр. продольные колеб. переходят с ростом номера гармоники в пространств. поперечные колебания (это все по сдвиговой деформ.). Но задача математически (геометрически) нелинейна, а физически линейна (работаем в зоне до предела пропорциональности - все-таки пружина). Для гидрогазодинамики это нереально.
Без серьезного понимания процессов можно напороться на неожиданные неприятности, особенно в нестандартных случаях.

>>Какой сейчас уровень ПОНИМАНИЯ причин турбулентности


Судя по множественности моделей, ясного понимания нет. Я тоже ничего не скажу определенного.Интересно, конечно, напрямую уравнения Больцмана использовать, но это пока что за пределами выч. техники.
Сам работаю в невязком газе - для оценок основных аэродинамических характеристик и некоторых процессов, например интерференции при разделении ступеней на сверхзвуке, результаты получаются неплохие. Над включением вязкости начали работать. Так что предстоит окунуться детальнее в эти самые турбулентности.

то 101: не можете пару картин с упомянутыми сеточками подбросить? Можно прямо сюда или мне на мыло.

А, вот еще одна CFD программа :http://www.cadfem.ru/program/star_cd/star_cd.htm
А, на счет геометрии, на мой взгляд приятнее в Кате работать, хотя, на вкус и цвет...

Здравствуйте, уважаемые.

У меня просьба злободневная. Небходима программа расчёта решетчатых крыльев или, даже лучше, методика, книжка.

Хочу предварительно (срочно!) посчитать простую решетчатую систему для распорного устройства рыболовецкого трала — доски, взамен традиционной. Пожалуйста, дайте совет. Знаю есть монография самого Белоцерковского о решетчатых крыльях, но как её достать не ведаю, у нас в городе её, очевидно, нет.

Дмитрий Журко, с надеждой.

>>У меня просьба злободневная. Небходима программа расчёта решетчатых крыльев или, даже лучше, методика, книжка.

На работе есть книжка по расчету решетчатых стабилизаторов, если надо, то в понедельник-вторник постараюсь сообщить название.

PoliAndrei>Вопрос gals. Какой сейчас уровень ПОНИМАНИЯ причин турбулентности (математически, физически,структурно). Видел на сайте чего-то вроде ООО "Вихреволновые технологии" мнение, что глубокого понимания нет, уравнения Навье-Стокса не работают, т.е. модели турбулентности из уравнений прямо не вытекают.

Уравнения Навье-Стокса работают. А вот модели турбулентности из них действительно никак не вытекают. Есть большой класс моделей (RANS - Reynolds Averaged Navie-Stokes, уравнения Нвье-Стокса, осредненные по Рейнольдсу), построенные на нескольких предположениях: 1) при описании турбулентности можно разделить среднюю ("медленно" меняющуюся) составляющую скорости (вообще-то ще и давления, и энтальпии...)и пульсационную ("быстро" меняющуюся) составляющую скорости, провести осреднение по времени, выкинуть некоторые члены порядка квадрата пульсационной составляющей и получить уравнения, в которые войдут шесть новых переменных - компоненты тензора турбулентных напряжений, через которые и выражаются пульсационные составляющие, 2) для новых переменных можно записать уравнения переноса; здесь встают вопросы - почему это мы думаем, что для них можно записать уравнения переноса? и откуда мы возьмем коэффициенты? 3) как правило идут еще дальше, и предполагают, что турбулентность у нас изотропная, т.е. пульсации примерно одни и те же по всем направлениям (что весьма неверно в реальных течениях) и вместо шести новых величин можно ввести всего две; для этих новых величин записывают опять какие-нибудь уравнения с какими-нибудь коэффициентами. В итоге мы оказываемся довольно далеко как от уравнений Навье-Стокса, так и от турбулентности

С пониманием ПРИЧИН турбулентности в последнее время вроде бы все нормально, по крайней мере с математической точки зрения. Это потеря устойчивости ламинарного решения и возникновение каскада бифуркаций. Но я эту математику знаю не настолько хорошо, чтобы это понять и объяснить Если интересно, есть ИМХО неплохая книжка в PDF (два файла по 1,5Мб) П.Г.Фрик "Турбулентность: модели и подходы. Курс лекций".

Возвращаясь к уравнениям Навье-Стокса. Поскольку они-таки всесильны (ну не отменял еще никто законы сохранения импульса-момента импульса-энергии! ), то возможна такая вещь, как DNS, которую я тут уже упоминал. Смысл ее в том, что мы делаем ну ооочень мелкую сетку, настолько мелкую, чтобы на ней можно было "разрешить" самые мелкие из турбулентных вихрей (с физической точки зрения турбулентность представляют как совокупность вихрей разных масштабов - большие распадаются на мелкие, мелкие могут сливаться обратно в большие, а могут распадаться дальше, при этом есть нижний предел размера, когда вихрь "рассасывается" из-за вязкости) и запускаем полностью трехмерный (обязательно!) нестационарный (тоже обязательно!) расчет с очень мелким шагом по времени, позволяющим отследить все эволюции этих вихрей. Как показывает опыт, посл недели расчетов на суперкомпьютере какой-нибудь фигни, типа круглого цилиндра на весьма малом числе Рейнольдса, мы получаем просто прекрасное совпадение с экспериментом

pikers01>А, вот еще одна CFD программа :http://www.cadfem.ru/program/star_cd/star_cd.htm
Ну так я ее тоже упоминал. Я ведь с ней уже как-никак два года работаю

pikers01>А, на счет геометрии, на мой взгляд приятнее в Кате работать, хотя, на вкус и цвет...
Все "тяжелые" пакеты поддерживают импорт геометрии и готовых сеток из различных CAD-систем.

>>Возвращаясь к уравнениям Навье-Стокса. Поскольку они-таки всесильны (ну не отменял еще никто законы сохранения импульса-момента импульса-энергии! ), то возможна такая вещь, как DNS, которую я тут уже упоминал.


АНТОН, на одной из конференций прозвучало следующее: проводили эксперименты по вязкой тематике, при этом точность измерений удалось очень здорово повысить. Результаты были таковы, что УН-С - не всесильны, а при уменьшении масштабов и повышении точности на первый план начинают вылезать уравнения Больцмана... Я могу уточнить конкретнее, насчет чего шел разговор, просто все это было больше года назад.

gals> УН-С - не всесильны, а при уменьшении масштабов и повышении точности на первый план начинают вылезать уравнения Больцмана

А, теперь понял о чем речь. Все правильно, когда мы уменьшаем масштаб, с определеного момента перестает работать гипотеза сплошности на которой основаны уравнения Н-С. Чтобы учесть дискретно-молекулярную природу реальной среды действительно нужны уравнения Больцмана. Я даже где-то читал про CFD коды, основанные именно на них. Но ИМХО тут могут быть те же проблемы, что и с моделями турбулентности, поскольку вывод уравнений Больцмана основан на осреднении и предположениях о законах распределения. Или я что-то путаю?

Да нет, все именно так. Просто УБ, конечно, более универсальны, но их применение напрямую требует ну очень мощных ЭВМ... Хотя кое-что, используя метод Монте-Карло считают. А распределения из стат. физики известны достаточно хорошо.

Anton>А, теперь понял о чем речь. Все правильно, когда мы уменьшаем масштаб, с определеного момента перестает работать гипотеза сплошности на которой основаны уравнения Н-С. Чтобы учесть дискретно-молекулярную природу реальной среды действительно нужны уравнения Больцмана. Я даже где-то читал про CFD коды, основанные именно на них.

ага, вот есть интересный продукт:
PowerFLOW

ab>А вот как будет с накоплением ошибок округления после недели расчетов на супере на мелкой сетке?
Поставим точность DOUBLE и будем считать не неделю, а две
Ошибки округления будут в любом дискретном методе, но что-то я уже давно не слышал, чтобы расчеты "разваливались" именно из-за них. Если у нас изменения какой-то величины имеют порядок ошибки округления, то, спрашивается, они нам нужны, эти изменения? Есть, конечно, специфические случаи, например, свободная конвекция при малой разности температур. Там изменнеия плотности, "запускающие" процесс, очень малые и вкулючать двойную точность надо обязательно. Не хватит двойной - включим четверную (почти все CFD-коды написаны на Фортране, а там кроме DOUBLE есть еще и QUAD)

pikers01>А, на счет геометрии, на мой взгляд приятнее в Кате работать, хотя, на вкус и цвет...

Насчет CATIA- очень нужно (и срочно) книжку по CATIA начиная с V5R5, еще лучше V5R7 на русском. Или хотя бы сидюк с русским хэлпом. Никто не поможет?

Это сообщение было давно:
Anton>Если интересно, есть ИМХО неплохая книжка в PDF (два файла по 1,5Мб) П.Г.Фрик "Турбулентность: модели и подходы. Курс лекций".
И тема давно обсуждалась, но меня она на данный момент очень интересует.
И возможно ли как то получить данную литературу?