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Fig.1.png Fig.2.png

Das Problem selbst liegt bei dem Temperaturverlauf des Zylinders selbst. Die Probengeometrie ist in Fig.1 dargestellt. Ich arbeite mit zwei halben Zylindern und periodischen Randbedingungen. Der innere, kleiner Zylinder stellt das bestrahlte Volumen dar. Der äußere Zylinder erfährt keine Energeideposition. Die Energiedeposition des kleinern Zylinders stelle ich mit einer internen Wärmeerzeugung in ANSYS dar. Diese liegt bei 1e5W/mm^3 und reicht über eine Zeit von 10µs.  Der Temperaturverlauf für 2e-4s ist in Fig.2 dargestellt. Das Problem hier liegt in der Abnahme der Temperatur in meinem Körper an gewissen Stellen. Diese lassen die Spannungen und Dehnungen  im Zeitintervall von 0s bis 1e-4s nicht richtig verlaufen und machen Kalkulationen in diesem Bereich unmöglich.

Meine Frage an Sie wäre, sofern Sie Zeit dafür finden, woran es liegt, dass sich der Körper lokal abkühlt. Und wie man dies mit Randbedingungen oder eingaben verhindern kann. Ich habe bereits die Schrittweite zur Lösung verkleinert, sowie auch das Netz. Keines diese Maßnahmen ergab einen Erfolg.

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Zitat:

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Original erstellt von AtlasHalo:
....., dass sich der Körper lokal abkühlt....

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Was zeigt Fig 2? Die absolute min und max an einem bestimmten Punkt oder unterschiedlich unbekannten Punkten in Körper, wo auch immer in jedem Zeitschritt dieses Max bzw Min gefunden wird?

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Grüße, Moe

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Fig.2 zeigt in Grün die maximale Temperatur zu jedem Zeitschritt in dem Körper. Die rote Kurve stelle die minimale Temperatur dar. Anfangstemperatur und Raumtemperatur liegen bei 295,15 K. Es liegt keine Konvektion vor.

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So dann, in der Darstellung ist die Postion mit Max-Wert ist nicht die gleiche in allen Zeitschritten.

Du simulierst eine transiente Analyse, was eine dynamische Analyse ist, und erwartest Ergebnisse für einen Steady-State-Zustand (stationär). Dafür musst du entweder länger rechnen, um eine Annäherung zu erreichen, oder zu einem Steady-State-Analyse wechseln.

Oder habe ich hier etwas übersehen?

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Grüße, Moe

[Diese Nachricht wurde von farahnaz am 02. Nov. 2017 editiert.]

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In der Analyseeinstellung wurde nur ein Wärmestrom definiert, aber keine Intertialtemperatur definiert. Deshalb wird mit der standardmäßigen Inertialtemperatur initialisiert.

[Diese Nachricht wurde von Duke711 am 02. Nov. 2017 editiert.]

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Fig.7.png

Das Ziel ist es einen Protonenbeschuss auf eine Wolframprobe zu simulieren. Dort wird gleich mal vernachlässigt, dass sich das eine Ende stärker erwärmt, als das andere. Zusätzlich bleibt die Dicht auch konstant und ändert sich nicht mit der Zeit, was nun auch der Fluss wäre. Die Energiedeposition wird als uniform über die Zeit und das Volumen angesehen. Diese Annahmen sollen die tatsächlichen Werte um ±20% darstellen. Die Pulsdauer des Protonenbeams sind nur 10µs. Durch die Erwärmung entsteht eine Ausdehnung das Materials und anschließende mechanische Schwingungen. Es muss also zuerst eine transiente Thermische Analyse gestartet werden und anschließend, Geometrie, Modell und Lösung mit einer Transienten Strukturanalyse verknüpft werden. Da aber die Schwingungen ein zeitliches Phänomen sind mit deren Oszillationen, muss dies eine transiente Analyse sein. Es geht ja Ansicht um die ersten 10µs des Impulses. Dort sollte die Temperatur in der Regel nur steigen und nicht sinken wie in Fig.7. Dies muss ein Artefakt in ANSYS sein, dass ich nicht weis, wie ich es umgehen kann, dann simuliere ich die Energeideposition und FLUKA, so bekomme ich auch ein zeitliches Temperaturprofil der Probe und keine Temperaturen, welche kleiner der Starttemperatur sind.

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Zitat:

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Original erstellt von Duke711:
In der Anlyseeinstellung wurde nur ein Wärmestrom definiert, aber keine Intertialtemperatur definiert. Deshalb wird mit der standardmäßigen Inertialtemperatur initialisiert.

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Die Anfangstemperatur ist doch oberhalb der Analyseeinstellungen mit 295,15K eingestellt

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Bezüglich dem unrealistischen Temperatursturz, das ist ein Konvergenzproblem. Sind wirklich alle Lastschritte konvergiert oder sind doch Bisektionen aufgetreten?

[Diese Nachricht wurde von Duke711 am 02. Nov. 2017 editiert.]

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Zitat:

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Original erstellt von Duke711:
Bezüglich dem unrealistischen Temperatursturz, das ist ein Konvergenzproblem. Sind wirklich alle Lastschritte konvergiert oder sind doch Bisektionen aufgetreten?

[Diese Nachricht wurde von Duke711 am 02. Nov. 2017 editiert.]

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Wo genau kann ich nachschauen, ob alle Lastschritte konvergieren, bzw ob Bisektionn aufgetreten sind. Was diesen Teil in ANSYS angeht bin ich leider noch etwas grün hinter den Ohren.

Danke aber schonmal für den Hinweis

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In der Solverausgabe, also unter Lösungsinformation das gewünschte Konvergenzkriterium auswählen.

http://www.stufenlosgetriebe.de/Stufenlosgetriebe.de/ANSYS/Eintrage/2011/3/18_Kraftkonvergenz.html

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na ja, wenn die Zeitschrittergebnisse generiert wurden dann heißt es wohl der Schritt konvergierte.

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Grüße, Moe

[Diese Nachricht wurde von farahnaz am 02. Nov. 2017 editiert.]

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Unphysikalische Temperaturen treten immer dann auf, wenn die Relation zwischen geometrischer Schrittweite (Netzdichte) und Zeitschrittweite nicht in Ordnung ist.

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Viel Erfolg wünscht
Wolfgang Schätzing

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Zitat:

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Original erstellt von wosch:
Unphysikalische Temperaturen treten immer dann auf, wenn die Relation zwischen geometrischer Schrittweite (Netzdichte) und Zeitschrittweite nicht in Ordnung ist.

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Dieses Phänomen habe ich auch schon bemerkt, dass wenn ich das Netz kleiner mache, der Wert der Absenkung schwindet. Doch dies kann meiner Meinung nach doch nicht die Lösung sein. Die Probengeometrie ist: L=125mm; R=5mm. Die Netzgröße ist bereits bei 0,1mm bis 0,033mm. Dabei ergeben sich 13,75e6 Notes, was meiner Meinung nach schon unglaublich fein ist, und dennoch erhält man eine Absenkung um 5K.

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Zitat:

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Original erstellt von Duke711:
In der Solverausgabe, also unter Lösungsinformation das gewünschte Konvergenzkriterium auswählen.

http://www.stufenlosgetriebe.de/Stufenlosgetriebe.de/ANSYS/Eintrage/2011/3/18_Kraftkonvergenz.html

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Aber diese Konvergenz lässt sich doch nur bei statischen Analysen einsehen. Bei mir handelt es sich aber um eine transiente Simulation.

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Wird denn mit automatischer Schrittweitensteuerung gerechnet?
Der Zeitverlauf im Bild sieht nicht so aus.

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Viel Erfolg wünscht
Wolfgang Schätzing

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Zitat:

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Original erstellt von wosch:
Wird denn mit automatischer Schrittweitensteuerung gerechnet?
Der Zeitverlauf im Bild sieht nicht so aus.

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Schrittweite ist auf 1e-6s gestellt. Größer darf diese nicht sein, da die anschließende transiente Strukturanalyse thermomechanische Wellen mit einer Periodendauer von 30µs auflösen muss. Wird der Wert kleiner eingestellt ergibt sich aber der gleiche Verlauf.

[Diese Nachricht wurde von AtlasHalo am 03. Nov. 2017 editiert.]

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Und warum nicht automatische Schrittweitensteuerung?

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Viel Erfolg wünscht
Wolfgang Schätzing

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Zitat:

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Original erstellt von wosch:
Und warum nicht automatische Schrittweitensteuerung?

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Da automatische Schrittsteuerung lediglich die Zeit für einen Schritt anpasst, skaliert an der länge des Ereignisses. Da aber die transiente Strukturanalyse konstant mit einer Schrittweite von 1µs läuft, gibt es im Falle einer größeren Schrittweite bei der Transienten Thermischen Analyse nicht genug importierte Temperaturdaten und es treten Sprünge in den Verläufen von Spannung und Dehnung auf. Habe diesen Fehler bereits schon gemacht. Und eine kleiner Schrittweite führt wie bereits erwähnt leider nicht zu dem Ziel. Auch unterscheidet sich die programmgesteuerte Einstellung nicht wesentlich von der 1µs. Da diese den initial time step von 0,1µs; den min time step von 0,01µs und den max time step von 1µs anwählt.

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Bei mir tritt das Problem nicht auf, aber ich habe auch keinen thermischen Kontakt zwischen beiden Zylindern, sondern beide sind direkt verbunden.
Vielleicht da mal überprüfen.

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Viel Erfolg wünscht
Wolfgang Schätzing

[Diese Nachricht wurde von wosch am 03. Nov. 2017 editiert.]

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Fig.8.png

Zitat:

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Original erstellt von wosch:
Bei mir tritt das Problem nicht auf, aber ich habe auch keinen thermischen Kontakt zwischen beiden Zylindern, sondern beide sind direkt verbunden.
Vielleicht da mal überprüfen.

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Dieses Ergebnis überrascht mich nun etwas. Zum einen weis ich nicht genau, wie man den thermischen Kontakt zwischen den beiden Zylindern aktivieren/deaktivieren kann. Und zum anderen bin ich aber auch der Meinung, dass ein thermischer Kontakt gegeben sein muss, da sonst der innere Zylinder konstant auf einer Temperatur von über 600K bleibt, dabei soll sich ja die deponierte Energie dann im ganzen Körper gleichmässig verteilen. Meine Kontakteigenschaften sind in Fig.8 zu sehen.

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So war das vom Wosch auch gar nicht gemeint. Anstatt einen Kontakt zu erstellen, kann man die Teile über einer Baugruppe auch mit einem gemeinsamen Knotenpunkt vernetzen, somit ist der Kontakt überflüssig.

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Zitat:

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Original erstellt von Duke711:
So war das vom Wosch auch gar nicht gemeint. Anstatt einen Kontakt zu erstellen, kann man die Teile über einer Baugruppe auch mit einem gemeinsamen Knotenpunkt vernetzen, somit ist der Kontakt überflüssig.

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Die gemeinsame Vernetzung habe ich bereits über einen Node merge vorgenommen. Den gezeigten Kontakt macht er mir standardmässig beim Importieren der Geometrie aus dem Modeller, denn dort habe ich die beiden Geomtien mit einer gemeinsamen Topologie erstellt. Bereits ohne die Erstellung des Netzes, sonder direkt nach dem Doppelklick auf den Reiter Model, öffnet er mir dort die Geometrie, das Koordinatensystem und den bereits gezeigten Kontakt.

[Diese Nachricht wurde von AtlasHalo am 03. Nov. 2017 editiert.]

[Diese Nachricht wurde von AtlasHalo am 03. Nov. 2017 editiert.]

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Dann liegt ein Fehler in der Vernetzung vor, keine gemeinsame Knotenpunkte. Ansonsten wird kein automatischer Kontakt erstellt.
Jeden falls sind in Fig.7.png sind unverbundene Knotenpunkte zu sehen.

[Diese Nachricht wurde von Duke711 am 03. Nov. 2017 editiert.]

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Zitat:

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Original erstellt von Duke711:
Dann liegt ein Fehler in der Vernetzung vor, keine gemeinsame Knotenpunkte. Ansonsten wird kein automatischer Kontakt erstellt.
Jeden falls sind in Fig.7.png sind unverbundene Knotenpunkte zu sehen.

[Diese Nachricht wurde von Duke711 am 03. Nov. 2017 editiert.]

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Das leider bei dieser Geometrie nicht alle Knoten mit einander Verbunden sind war aber zu erwarten, Die Anzahl der verbunden Konten kann mittels der Toleranz in der Nodemerge-Group eingestellt werden. Aber an der Anzahl oder Konten bzw der fehlenden Knoten sollte es meiner Meinung nach nicht liegen, da das gleiche Modell bei der Transienten Strukturanalyse sehr gute Werte für Spannungen und Dehnungen liefert. Lediglich in dem Bereich von 0s bis 2e-5s liegen diese außerhalb der Erwartung.

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AtlasHalo.txt

So könnte man das Problem auch lösen, aber.....

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Viel Erfolg wünscht
Wolfgang Schätzing

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