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Hallo,
in der Ausarbeitung meiner Bachelorarbeit, Strömungssimulation einer Absperrklappe, habe ich vor und hinter der Absperrklappe eine Rohrleitung gesetzt. Jeweils einen Deckel dran, Einlass ist ein Volumenstrom, Auslass ist Umgebungsdruck.

Die Berechnung läuft auf feinstem Netz (Stufe 8), Netzverfeinerung Stufe 2.

Gesucht sind Punktziele, Drücke vor und hinter der Klappe, sowie auf die Klappe wirkende Kräfte, Normalkräfte und Drehmomente, in Abhängigkeit des Klappenkoordinatensystem, welches sich mit dem Klappenwinkel mit dreht.

Wenn ich die Berechnung starte, zeigt der mir nach ca. 600 Iterationen in der Berechnungsleiste an: "BERECHNUNG WURDE NICHT ORDNUNGSGEMÄSS BEENDET! Wenden Sie sich an den Support Service"

In diesem Forum habe ich schon gelesen, dass Fehler nicht gleich eine Warnung zu setzen sind... In dem Info-Fenster bekomme ich leider keine Warnung angezeigt.

Ich hoffe sehr das mein Problem verstanden wird... falls ich weitere Details zufügen muss damit mir geholfen werden kann, so mache ich das gerne.

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Hallo Alex.

1.) hast Du alle Deine Ziele in die Konvergenz mit einbezogen ?
      (600 Iterationen klingst fast so, als schaffe es FlowSimualtion nicht, alle Ziele zugleich konvergieren zu lassen ...)
2.) Hast Du mal versucht, den Vernetzungsgrad zu verringern und/oder einige Deiner Ziele mal
    zu unterdrücken ?
3.) Hast Du beim Konvergenzkriterium selbst etwas in den Optionen verändert ?
4.) Hast Du auch genug Einlauf-und Auslaufstrecke berücksichtigt ?
    [Empfehlung: Einlauf = 1 x D (Durchmesser Rohrleitung) / Auslass = 5x D als Minimum]

Gruß
Roland 

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Hallo Roland
ich freue mich sehr über deine angesprochenen Punkte.

Zu 1.) Ja, es sind 17 Ziele, die ich alle MANUELL mit der Größe 1 ( 1N, 1Nm, 1Pa ) belegt habe.
Zu 2.) Ja, als die Berechnung wiederholt nicht durchgeführt wurde habe ich das Netz auf Stufe 3 gesetzt, damit einfach mal grob zu sehen ist ob die Berechnung läuft. Leider wird auch dann abgebrochen und angezeigt: " BERECHNUNG WURDE NICHT ORDNUNGSGEMÄSS BEENDET! ...
Zu 3.) Was meinst du mit Optionen? Ich kann dir nicht folgen. Ich füge 2 Bilder zu meinen gewählten Einstellungen hinzu.
Zu 4.) Ja, Einlaufstrecke ist 10 x D, Auslauf 15 x D.

Gerne möchte ich meine Antworten zu deinen Anregungen weiter ergänzen.

Ich habe Berechnungen erfolgreich beenden können bei denen die Absperrklappe voll geöffnet war. Diese somit parallel zur Wasser-Strömungsrichtung stand. Volumenstrom dabei 4 m/s.
Dann habe ich die Klappe auf 80 Grad gestellt, Volumenstrom 3,6 m/s und die Berechnung wurde ebenso beendet. Dauer ca. 12 Stunden, Netz Stufe 8, Netzverfeinerung Stufe 2, Verfeinerungstabelle Punkt 0 = 2; Punkt 1 = 4; Punkt 2 = 6.
Als ich dann bei 50 Grad Öffnungswinkel berechnen ließ hat er mir die Berechnung abgebrochen. verändert wurde nur der Klappenwinkel mit dem neuen Volumenstrom 1,3 m/s.
Messpunkte für den Druck 1 x D vor und 10 x D hinter der Klappe.

Durch Zufall habe ich wenige Sekunden vor Berechnungsabbruch gesehen das mir ganz kurz angezeigt wurde, dass sich WIRBEL HINTER DEM VERSCHLUSSDECKEL BEFINDEN. Worauf ich dann die Abflussleitung von 15 x D auf 30 x D verlängert habe. Leider keine Besserung.

Wenn ich mir die Ergebnisse ansehe kann ich erkennen das nun bei der langen Abflussleitung kaum noch Drall in dem fließenden Wasser ist. Somit Schließe ich die Verwirbelung des Wasser am Ende eher aus.

Ich werde nun nochmal mit einem groben Netz und ohne Verfeinerungen rechnen lassen und das nur mit vier Zielen der Normalkraft.

Ich hoffe sehr das hier weiter darüber diskutiert wird und sich erfahrene Personen nicht vor den vielen Zeilen abschrecken lassen.

Gruß Alex

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Hallo Alex.

Aus Deinen Screenshots entnehme ich
> 157 Iterationen für einen Travel
> FlowSimulation versucht ca. 430 Iterationen (also etwas mehr als 2,7 Travels) lang
  ALLE Ziele konvergieren zu lassen, was nicht gelingt
> daraufhin läuft das Ganze etwas aus dem Ruder (die Deltas für die Ziele werden riesengroß)
> Wie man sehen kann, haben Punktziel Druck1 und Punktziel Druck3 schon von Anfang an recht hohe
    Delta-Werte

Normalerweise bedeutet so ein Verhalten
> Konvergenzkriterium zu klein und/oder Vernetzung zu grob.
> Bei Dir kommt auch noch diese "Engstellenproblematik" hinzu, sprich, wir kommen
  mit großem Querschnitt an, dann kommt plötzlich ein im Verhältnis sehr kleiner Spalt
  und dahinter geht es wieder groß weiter.

Dieser Problematik bin ich bisher begegnet durch
a) Ausnützen von Symmetrie des Fluidraumes
b) Verwendung eine local initial Mesh

Für beides müsste im Handbuch jeweils was zur Vorgehensweise stehen.

Es ist jetzt etwas schwierig zu sagen, in wie weit man an der Vernetzung insgesamt, oder nur in Teilen (also
mit local initial mesh) und evtl. auch am Konvergenzkriterium der einzelnen Ziele schrauben muss.
Da gibt es leider kaum generell gültige Konzepte.

Dur kannst ja auch nach einer gewissen Zeit die Simulation stoppen, die Ergebnisse abspreichern und dannn
reinladen  und DIr mal Dein Netz in 3D anzeigen lassen.
Vielleicht siehst Du auch so schon ein bischen besser, wo es "haken" könnte.

Hoffe, das hilft mal einen guten Schritt weiter.

Gruß
Roland 

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Hi Roland

Deine Infos habe ich mit Studenten die ein wenig mehr Erfahrung als ich mit Flow Sim haben besprochen.
Nun habe ich das Modell neu aufgebaut. Es handelt sich um eine Absperrklappe mit sämtlichen Zusatzteilen wie Dichtungen, Schrauben und weitere Kleinteile. Nun ist das Modell soweit vereinfacht, viele Teile sind rausgeworfen, das ich auch Symmetrie einstellen kann und zudem baut sich nun alles schneller auf.

Die lokalen Netzverfeinerungen habe ich derzeit noch nicht genutzt.
1) Ist es nicht ausreichend wenn ich bei Netzstufe 8 und Netzverfeinerungsstufe 2 und einer Verfeinerungstabelle mit den Stufen 2, 4, 6 arbeite?
Mit dieser Einstellung und den weiterhin sehr feinen Kriterien zwinge ich das Programm doch über die 2,7 Travels hinaus und das Programm verfeinert das Netz dann doch bei erreichen der Stufen insgesamt drei mal.

2) Was hat es genau mit den 430 Iterationen und den 2,7 Travels auf sich? kannst du mir das genauer erklären?

Mit den genannten Änderungen habe ich gestern eine 9 stündige Berechnung laufen lassen (580.000 Fluidzellen; 175.000 Partielle Zellen; 1800 Iterationen; 10,2 Travels; 198 Iterationen pro Travels)
3) Kann ich nun die Ergebnisse akzeptieren oder stehen diese gegen deine Angabe mit den 2,7 Travels?

4) Hast du für mich einen guten Link im Forum bei dem ausführlich erklärt wird wie die Kräfte und Normalkräfte zu lesen sind?

Berechnungsstarke Grüße
Alex

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Hallo Alex.

zu Deinen Fragen
1.) Feinheit der Konvergenz und Feinheit der Vernetzung müssen zusammenpassen
    Es hat wenig Sinn, eine kleine Konvergenz mit grobem Netz oder umgekehrt zu wählen.
    Ich habe bisher halt schlechte Erfahrungen mit argen Geometrieänderungen gemacht und das
    könnte mit ein Grund sein für die Nicht-Konvergenz Deiner Ziele.
    Mir fällt halt auf, daß Deine Punktziele Druck1 und Druck3 schon von Anfang an ziemlich stark schwanken.
    Hast Du mal einen Durchlauf gemacht mit unterdrückten Punktzielen ?
    [Möglicherweise hilft eine feinere Vernetzung dort, wo die Punktziele definiert sind]
2.) Meinem besten Wissen nach:
    Ein Travel ist im Prinzip ein "Durchschwappvorgang".
    Flow legt sich eine Art Beobachtungsstrecke (=1 Travel)durch die Geometrie und teilt diese in Teilstücke auf (=Anzahl Iterationen).
    Für jeden Beobachtungsstandpunkt werden die Ziele berechnet und die Ergebnisse mit den
    Ergebnissen der vorherigen Standorte verglichen, das ergibt das Delta.
    In den Optionen ist glaube ich standardmäßig hinterlegt, daß Flow nach 0,5 Travels für einen
    Zeitraum von 0,25 Travels das Delta berechnen soll.
    Ist das Delta kleiner als das Konvergenzkriterium > Simulation beenden.
    Du kannst also nach frühestens 0,75 Travels eine Konvergenz haben.
    Zumindest früher hing das Delta vom gewählten Level der Vernetzung ab.
    Bei Level 3 war es Max-Wert minus Min-Wert des jeweiligen Zieles.
    Bei höheren Levels waren Mittelwerte und anderes im Spiel.
    Bei Dir sind selbst nach über vier kompletten Durchläufen die Ziele noch nicht konvergiert,
    und Du siehst am Goal Plot daß Flow immer "verzweifelter" wird, also die Deltas werden immer
    größer.
    Abgesehen davon, daß Du relativ viele Ziele definiert hast, hast Du auch noch Punktziele definiert,
    die wohl am schwierigsten zum Konvergieren zu bringen sind.
    Flow schafft es nicht Netz und Konvergenzkriterium in Einklang zu bringen.
    Das kann an einem von beiden Faktoren oder an beiden liegen.
3) Mir persönlich wäre es lieber die Werte wären konvergiert.
    Schau Dir wie gesagt noch mal die Vernetzung an den Ziel-Orten an und die Schwankungen der
    Ziele im Verhältnis zum Kriterium an.
    Überdenke, wie realistisch die gewählten Werte sind (z.b. würde ich behaupten, selbst bei imkompressiblen
    Medien und sehr feiner Vernetzung ist Druck auf 1 Pa genau zu simulieren doch recht "gewagt" - ich persönlich
    bin bei Vernetzungsgrad 4 und Symmetrie-Ausnutzung bei meinen KV-Wert-Simulationen froh, wenn der am Prüfstand
    gemessene Durchfluß weniger als 10% vom simulierten Durchflußwert abweicht ...)
4) zumindest früher war es so, daß die Kräfte in Flow irgendwie gemittelte Werte sind, also keinesfalls konvergiert,
    und daher hab ich mich nie wieder damit beschäftigt / beschäftigen  müssen

Roland 
   

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Hey Roland

derzeit läuft die dritte Berechnung. Mit steigendem Volumenstrom in der Rohrleitung und größer werdendem Klappenwinkel steigt auch die Berechnungsdauer, je Berchnung ca. 12 Stunden. Kriterien werden nicht alle erreicht. Das Delta ist jedoch im akzeptablen Bereich.

Da ich aus der Flow-Hilfe nicht erlesen konnte wie das Programm mit der Kraft und der Normalkraft umgeht und zudem sind die Differenzen z.B. einer Kraft(x) zu einer Normalkraft(x) so klein, dass man diese als gleiczh Betrachten kann. Also habe ich die vier Ziele der Normalkraft raus geworfen und komme damit auch deiner Anregung näher, mit weniger Zielen in einer Sim zu arbeiten.

1) Da ich erst seid zwei Monaten mit dem Programm arbeite kann ich rein vom Gefühl her bestätigen, dass feinste Kriterien bei einem groben Netz nicht sinnvoll sind. Ein grobes Netz dient mir dann lediglich zur Kontrolle ob die Berechnung gestartet wird oder ob noch Fehler am Berechnungsraum oder der Gleichen vorhanden ist.

Du hast auch damit recht, dass die Zielkreterien der Punktziele viel zu fein gesteckt sind. Da die Berechnung läuft und ich nicht warte bis bei den sechs Punktzielen das EINE [Pa] im Delta erreicht wird nutz ich diese feine EInstellung lediglich dazu, damit mir das System nicht die Ziele ereicht bevor es mehrfach nach meinen Vorgaben das Netz verfeinert.
Netzverfeinerung nach 2, 4 und 6 Travels.

2) Mit der Modellvereinfachung, der zusätzlichen Symmetrieeinbindung und das Enfernen von vier Zielen habe ich dem Programm ein wenig Druck genommen. Lediglcih zu Beginn und nach den netzverfeinerungen erkenne ich im Diagramm der Zieldarstellung das die Werte kurz pendeln. Nach einer Weile fängst sich das dann und die Deltas werden immer kleiner.

Deine Erklärung über die Travels habe ich in etwa auch so aus den Erklärungen der Flow_Hilfe gelesen. ich muss jedoch zufügen das diese Hilfe Funktion des Programm nicht Nutzerfreundlich erstellt wurde.

3) Durch die gewählten Netzverfeinerungen passt das Programm an den kritischen Stellen, an denen in einzelnen Fluidzellen kein Ergebniss zu erreichen ist das Netz an. Das bedeutet das Fluidzellen mit hohem Gradienten in mehrere kleine Zellen aufgeteilt werden damit diese besser berechnet werden können. Fluidzellen mit kleinem Gradienten werden hingegen zusammen geführt um rechenaufwand zu sparen.
So ist das aus der Hilfe zu verstehen.
Dies ist für mich die automatische Netzanpassung des Programms auf kritische Fluidzellbereiche.

Durch Rücksprache mit meinem Prof werde ich klären wie genau der die Vorgehendsweise des Programms erklärt haben möchte. Derzeit bin ich sehr froh das ich die Simulationen ans laufen bekommen habe. Dazu hast du einen guten Teil beigetragen, besten Dank 

Deltafreie Grüße
Alex

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