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Autor Thema:  Einfache 3D-Simulation konvergiert nicht (3708 mal gelesen)
bliebhardt
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erstellt am: 06. Jul. 2007 16:52    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Hallo Forum,

ich habe hier schon oft Beiträge gelesen, die mir mit CATIA V5 sehr weitergeholfen habe, nur geht es dieses Mal um Fluent, und ich habe hier nichts gefunden, was mir weiterhelfen könnte, also inseriere ich selbst.
Ich muss im Zuge einer Studienarbeit mit dem Thema "3D-Simulation der Grenzschicht an einer Innenkante" eine Fluent-Simulation durchführen.
Dafür habe ich mit Gambit einen Quader erstellt, 500x100x100 mm groß, zwei Längsseiten als Wände und 2 als Symmetrie definiert und die beiden Endflächen als outflow und velocity-inlet mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 10 m/s.
Vernetzt habe ich den Quader mit Hexaeder-Körpern der Größe 1,25 mm, insgesamt also 6250000 Körper.
Alles sonst ist ziemlich auf Standard.
Nun konvergiert die Simulation auf den ersten Paar Iterationen leicht, aber dann fängt die Konvergenz an zu stagnieren und wird schließlich zur immer stärker anwachsensen Divergenz.
Wenn ich das Modell gröber vernetze, mit 2-mm-Hexaedern, geschieht das Gleiche.
Es würde mich sehr freuen, wenn ihr mir helfen könntet.
Danke im Voraus,

Bernd

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bliebhardt
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erstellt am: 11. Jul. 2007 12:07    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Wirklich keiner ne Idee? 

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Ulrich Heck
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erstellt am: 11. Jul. 2007 12:20    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für bliebhardt 10 Unities + Antwort hilfreich

Hallo,
wenn die Lösung so schnell divergiert, ist meist etwas an den RBs falsch, das Problem ist schlecht initialisiert oder die Einheiten passen nicht. Wie initialisiert Du den das Geschwindigskeitfeld?
Welches Turbulenzmodell verwendest Du denn? Eventuell auch noch mal die Stoffwerte überprüfen und das Einheitensystem. Wenn z.B. SI-Stoffwertesystem muss das Gitter auch in "m" sein. Wenn das Modell wie üblich in mm ist, muss das Gitter skaliert werden (einfach in Fluent mit scale). Das wird schnell vergessen.

Gruss

Ulrich

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Dr.-Ing. Ulrich Heck
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bliebhardt
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erstellt am: 11. Jul. 2007 12:22    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Es konvergiert übrigens nicht einmal, wenn ich die Symmetrien zu Wänden umwandle. Also ein einfacher Kanal mit quadratischem Querschnitt, am Eingang 10 m/s Strömungsgeschwindigkeit der Luft, der Ausgang als outflow.

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bliebhardt
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erstellt am: 11. Jul. 2007 12:33    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Hallo Ulrich,

danke erst mal für Deine Mühe! 
Ich habe wie gesagt nur einen einfachen Quader-Kanal mit velocity-inlet (10 m/s) und outflow (flow rate weighting 1), zwei aneinanderliegende Wände und zwei aneinanderliegende Symmetrieebenen.
Das Geschwindigkeitsfeld initialisiere ich mit der Strömungsgeschwindigkeit am Eingang, x = 10 m/s, y = 0, z = 0, reference frame "relative to cell zone", gauge pressure 0.
Ich benutze ein laminares Modell. Das Gitter habe ich richtig skaliert, in Meter.
Kann man vielleicht an den solution controls etwas drehen? Bei mir sind sie noch auf Standard.
Gruß,

Bernd

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Ulrich Heck
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erstellt am: 11. Jul. 2007 13:41    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für bliebhardt 10 Unities + Antwort hilfreich

Hallo Bernd,

laminar dürfte das wahrscheinlich nicht funktionieren, da es aufgrund der Turbulenz bei dieser Reynoldszahl keine statische Lösung der Navier-Stokes Gleichung gibt. Du kannst das mal testen in dem Du Reynoldszahl ausrechnest und durch erhöhen der Viskosität das Modell im laminaren Strömungsbereich betreibst. Wenn das immer nicht konvergiert ist etwas an Deinen RBs falsch. Wenn das konvergiert, solltest Du Dir für Dein richtiges Problem ein Turbulenzmodell auswählen.

Gruss

Ulrich

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Dr.-Ing. Ulrich Heck
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bliebhardt
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erstellt am: 12. Jul. 2007 00:01    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Hallo Ulrich,

mir ist jetzt wirklich ein Stein vom Herzen gefallen; denn mit deutlich niedrigeren Reynoldszahlen konvergiert die Rechnung endlich! 
Ich bin vom Umschlag auf turbulent bei Reynoldszahlen von 3x10^6 ausgegangen, was ja bei der ebenen Platte der Fall ist. Mit meinen beiden Symmetrieebenen habe ich zwar praktisch eine Rohrströmung, und da schlägt es schon bei ungefähr 2300 um; aber eigentlich dürfte diese Rohrströmung anfangs noch nicht ausgebildet sein. Ich habe nun die Strömungsgeschwindigkeit auf 0,15 m/s reduziert; so komme ich auf eine Reynoldszahl von ungefähr 2000. Und siehe da, die Lösung zuckt zwar etwas hin und her, aber mit eindeutig konvergenter Tendenz. Das ist die Hauptsache. 
Vielen Dank!
Gruß,

Bernd

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bliebhardt
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erstellt am: 02. Dez. 2007 15:19    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities


Kanal_500x100x100_hexvar_mod_0,15mps__x=0,100m.jpg

 
Hallo Forum,

bin immer noch mit der Eckenströmung beschäftigt. Mit der Konvergenz habe ich keine Probleme mehr, dafür jetzt mit den Randbedingungen.
Es geht, wie gesagt, um die Grenzschichtentwicklung in einer 90°-Ecke zwischen zwei Wänden. Die Simulation mit einem Quadratkanal, wovon zwei Längsgrenzen Wände und zwei Symmetrieebenen sind, klappt ganz gut. Dadurch simuliere ich praktisch ein Viertel eines Rohrs mit quadratischen Querschnitt und die dementsprechende Strömungsentwicklung mit beschleunigter Strömung in der Gesamt-Rohrmitte. (Hoffe, ihr könnt das angehängte Bild sehen.) Mein Problem ist, dass in meiner Aufgabenstellung ausdrücklich zwei unendlich ausgedehnte Wände gefordert sind. Die analytischen Lösungen, die ich in der Literatur für meine Aufgabe finde, unterscheiden sich deshalb auch von meiner Lösung aus der Simulation.
Meine Strömung ist laminar, sonst könnte ich anstatt der Symmetrieebenen ein Fernfeld wählen. Aber so weiß ich nicht, wie ich die Randbedingung richtig wählen soll, und hänge schon seit Wochen an dieser Frage.

Dieses Problem sollte vielleicht dem einen oder anderen schon begegnet sein. Vielen Dank im Voraus für Eure Vorschläge!

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