Ansys_workbench: Cálculo de la interacción estructura-fluido térmico CFX de mallado

Actualmente estoy trabajando en el diseño de mi tesis de graduación, que involucra problemas de transferencia de calor de compuestos fluido-sólidos, como la conducción de calor sólido y la transferencia de calor por convección de fluidos. Revisé el libro para encontrar el software CFX que sea más adecuado para este tipo de análisis. Después del primer intento de usar ICEM para dibujar una malla no estructurada normalmente, los resultados del cálculo CFX nunca se mostraron normalmente y no hubo ningún cambio de temperatura en el fluido. Muchos intentos fueron infructuosos. Al principio pensé que era un problema de dibujo de cuadrícula y no podía encontrar una solución, así que usé una cuadrícula de banco de trabajo para resolverlo. Al buscar información, descubrí que hay muy pocos tutoriales de este tipo. Aquí hay una introducción simple al proceso.

¿Versión de software, ANSYS_19.0

? Solidwork dibuja el dominio sólido y el dominio fluido respectivamente. Debido a que mis cálculos solo involucran el acoplamiento fluido-sólido en una superficie, y las otras superficies adoptan el supuesto de paredes adiabáticas lisas, no existe una superficie de pared lateral sólida. No es necesario utilizar dibujos de montaje al modelar, pero deben dividirse en dos partes. La salida del modelo generalmente elige el formato igs (el archivo fuente de Solidwork también debe guardarse en caso de cambios futuros en el modelo).

Por un lado, es porque el autor es muy vago y, por otro lado, no sé mucho sobre el método de dibujo de cuadrícula estructurada. Así que elija el método de generación automática. Los pasos específicos son los siguientes:

Abra el banco de trabajo, seleccione la malla en Component_Systems y colóquela en el espacio de trabajo. Después de importar la geometría al modelo, haga clic derecho en DesignModeler.

En DesignModeler, no se requiere mucha operación. Sólo necesita cambiar el nombre de los dos campos de entidad del cuerpo y fusionarlos en Form_new_part. Para operaciones específicas, puede hacer clic derecho en dos geometrías para seleccionar formas_nuevas_partes en el árbol de operaciones.

Luego ingrese el mallado en el banco de trabajo. El funcionamiento aquí es similar al del icem. Es muy importante crear un nombre seleccionando una cara (mantenga presionada la tecla Ctrl para verificar) y haga clic derecho en "Crear selección con nombre". Otras superficies funcionan de manera similar. En la interfaz, solo configuro la interfaz en un lado del dominio fluido. Finalmente, al importar CFX, la superficie de dominio sólido correspondiente se selecciona automáticamente. (No sé si tiene algún impacto)

Una vez completadas las configuraciones, se completa el dibujo de la cuadrícula. Primero seleccione el algoritmo de malla tetraédrica, haga clic derecho en la malla en el árbol del proyecto y seleccione el método de inserción y selección. Seleccioné Tetrahedron en la configuración del método y Patch_conforming en el algoritmo. Un libro dice que los métodos tetraédricos y de escaneo que se ajustan a parches se pueden combinar para generar porciones multicuerpo de mallas de tipo *.

Después de seleccionar la grilla, hay una serie de menús secundarios debajo. Las propiedades físicas calculadas se configuran con la configuración predeterminada, se selecciona CFD y el solucionador es CFX (Fluido, etc.). La idea básica de configurar los parámetros de tamaño de la cuadrícula en el menú de tamaño es consistente con la configuración en icem. En el control de tamaño, la función de tamaño puede elegir entre cinco opciones: Adaptativo, Cercano y Curvatura, Curvatura, Aproximado y Uniforme)5.

Finalmente, haga clic en Actualizar para generar la cuadrícula. Después de seleccionar la escala de calidad, podrá ver la distribución de calidad de la cuadrícula. Hmm ~ No hay mallas negativas y el puntaje de calidad promedio es 0,84. Guárdalo.

Regrese al banco de trabajo e ingrese CFX. Configure los parámetros correspondientes en CFX de acuerdo con los parámetros establecidos previamente. El método de configuración específico no se expande, pero debe verificar Transferencia de calor en la configuración de la interfaz y seleccionar Interfaz. Pase las opciones. Después de configurar los parámetros del solucionador, se puede realizar el cálculo.

Después de varias horas de cálculo, se completó el cálculo.

Abre el software de posprocesamiento y simplemente muestra los resultados. Se puede observar que tanto el fluido como el sólido tienen cambios de calor, lo que indica que se completa el cálculo del acoplamiento térmico del fluido y el sólido.

Finalmente, este es solo un cálculo de proceso simple para su referencia. Hay muchas deficiencias y omisiones. Espero que puedas aportar más opiniones y orientación.