FLOW-3D
Proč FLOW-3D?
FLOW-3D je náš vlajkový produkt s výkonným a vysoce přesným využitím pro širokou oblast výpočtů proudění tekutin, celosvětově již od roku 1985. FLOW-3D poskytuje inženýrům cenný pohled do řady fyzikálních procesů zahrnující přenos tepla, pohyb těles o 6 stupních volnosti, napjatostní a teplotní analýzy aj. Tyto možnosti společně s TruVOF a našeho algoritmu pro určení polohy hladiny dělají z FLOW-3D ideální simulační program pro výzkumné projekty a projekční činnosti nebo zlepšují výrobní procesy.
FLOW-3D je kompletní program, který obsahuje moduly od nastavení simulace po zobrazení a přípravu výsledků. Žádné další moduly nejsou potřebné. Vytváření sítě je jednoduché a přitom účinné. Pro zobrazení a pokročilou analýzu dat je k dispozici nástroj FlowSight převzatý ze světové třídy Ensight®, který umožňuje porozumět a jasně sdělit výsledky spolupracovníkům a klientům.
TruVOF a modelování proudění s volnou hladinou
FLOW-3D se od ostatních programů simulujících proudění tekutin odlišuje v chování volné hladiny. Program k určování polohy hladiny využívá speciální numerické metody se zahrnutím vhodné dynamické okrajové podmínky. Ve FLOW-3D jsou volné hladiny určovány technikou Volume of Fluid (VOF), která byla prvně vyvinuta skupinou vědců, včetně zakladatele Flow Science Dr. C. W. Hirta, v národní laboratoři Los Alamos.
FLOW-3D využívá všechny složky pro simulaci reálného chování hladiny. Kromě toho, je ve FLOW-3D zahrnuto výrazné zpřesnění techniky VOF pomocí zvýšení přesnosti okrajových podmínek a algoritmu pro určení hladiny. Toto zpřesnění nazýváme metodou TruVOF.
Volné vytváření výpočetní sítě odděluje od sebe geometrii konstrukce a výpočetní oblast
Základní přístup k vytváření výpočetní sítě kombinuje výhody jednoduché výpočetní sítě z kvádrů s její flexibilitou deformace a přichycení k tělesům. Neměnnou síť z kvádrových prvků je jednouché vytvořit, což nabízí mnoho žádoucích vlastností (např. zvýšená přesnost, menší požadavky na paměť, jednodušší numerické aproximace). Přístup je nazýván jako „free-gridding“, protože síť nebo geometrie tělesa mohou být měněny nezávisle na sobě.
Tato vlastnost odstraňuje zdlouhavý krok vytváření sítě přichycené k tělesu nebo vytváření sítě z konečných prvků. Flexibilita a efektivita sítě je zlepšena pokročilými nástroji jako jsou multi-block (výpočetní oblast je složena z více sítí) a conforming mesh (přizpůsobení sítě podél těles). Propojené, vnořené a částečně překrývající sítě poskytují prostředky k účinnému vytvoření složitých sítí, které se jistě uplatní při podrobném prošetření zájmové oblasti. Conforming mesh dovoluje uživatelům vytvářet vysoce kvalitní sítě, které vyhovují specifickým geometrickým tvarům nebo dutinám, postihují tenké konstrukce a mezní vrstvy bez omezení spojených s pravidelnou sítí.
Simulace proudění v komplexu geometrií je jednoduché s FAVOR™
FLOW-3D obsahuje speciální techniku nazvanou FAVOR™ (Fractional Area Volume Obstacle Representation), kterou se definují geometrie těles uvnitř výpočetní sítě. Filozofie FAVOR™ vychází z toho, že algoritmy numerického řešení jsou založeny na informacích obsahujících veličiny jako tlak, rychlost, teplotu, atd. pro každý kontrolní objem, proto by bylo zbytečné využívat tyto informace v geometriích těles. Technika FAVOR™ zachovává geometrické tvary se zahrnutím průměrných veličin v kontrolních objemech.
Možnosti vytváření výpočetní sítě
FLOW-3D nabízí celou řadu možností k vytvoření výpočetní sítě, které jsou navrženy tak, aby byly jednoduché a přesto účinné a robustní. Jednoduchost vytváření sítě lze připsat strukturované výpočetní síti, účinnosti a robustnosti je dosaženo různými funkcemi dostupných v rámci multi-blocku. Použití multi-blocku umožní lokální zjemnění výpočetní sítě a výrazně snižuje výpočetní čas. Malé překážky, komplexní geometrie a malé kanálky (např. chlazení formy), které jsou velikostně zanedbatelné ve srovnání s celkovou velikostí oblasti, mohou být přesně vyřešeny za použití jednoho z několika možností multi-blocku, jako jsou prostředky pro propojení, vnoření nebo částečného překrytí výpočetních sítí.
Propojení výpočetních sítí může být použito pouze v oblastech zájmu a tím snížit počet výpočetních prvků. Vnořené výpočetní sítě mohou být použity pro prošetření okolí zájmových oblastí. Conforming a částečné překrytí výpočetních sítí může být použito k vyřešení nepravidelných tvarů s ostrými změnami tam, kde nelze použít vnořené sítě. FLOW-3D také umožňuje plné propojení mezi geometrií tělesa a oblastí tekutiny pomocí končených prvků v rámci modulu Fluid-Structure Interaction (FSI). Výpočetní síť může být automaticky vytvořena nebo naimportována z CAD programů. Všechny tyto techniky poskytují uživatelům flexibilitu pro vytváření výpočetní sítě, která je jednoduchá a přitom účinná, čímž je zlepšena výkonnost řešiče a zkrácena doba výpočtu.
Více informací nalezena na stránkách Flow Science