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| Blechfertigung: Leitfaden zur Materialauswahl, ein Fachartikel
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Autor
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Thema: Simulation von fallendem Wassertropfen? (1454 mal gelesen)
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B.Berent Mitglied Student
Beiträge: 14 Registriert: 21.11.2008
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erstellt am: 09. Jun. 2009 11:01 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben:
Hallo! Ich möchte einen fallenden Wassertropfen in Fluent simulieren. War hat damit Erfahrung und wie sollte ich am besten anfangen? Die Form in Gambit zeichnen und was für ein mesh sollte ich benutzen? Jede Form von info wird mir helfen. Vielen Dank Björn Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
Doc Snyder Ehrenmitglied V.I.P. h.c. Dr.-Ing. Maschinenbau, Entwicklung & Konstruktion von Spezialmaschinen
Beiträge: 13408 Registriert: 02.04.2004 Inventor
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erstellt am: 09. Jun. 2009 16:47 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für B.Berent
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B.Berent Mitglied Student
Beiträge: 14 Registriert: 21.11.2008
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erstellt am: 09. Jun. 2009 22:58 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben:
Hmmm, danke! Also das fallen lasse ich dann besser mal weg... Was ich versuche geht sowieso mehr um das "brechen" des Wassertropfens wenn er auf einen balken fällt. Und dieses würde ich gerne simulieren. Dazu müsste ich den Wassertropfen als ein Medium definieren, das von der Luft durch eine boundary getrennt ist (denke ich). Wie mache ich das? Und als nächstes wie siumliere ich den "aufprall"? Ich habe sowas noch nie gemacht und stehe im moment noch sehr ratlos da... Vielen Dank Björn Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
Dominik.Mueller Mitglied Berechnungsingenieur Crash / Safety
Beiträge: 864 Registriert: 17.03.2005 ABAQUS 6.8 Radioss 44 / 51 LS-Dyna 970 , 971 Hyperworks 8.0SR1 , 9.0 ANSA 12.1.4 / ANSA 12.1.5 Animator 3, Metapost 5 Windows XP 64bit CentOS 4.6 / 5.2 privat: Debian Lenny Ubuntu 9.04 auf Asus EeePC 1000H
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erstellt am: 09. Jun. 2009 23:31 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für B.Berent
Hallo, das Stichwort sollte VOF (Volume Of Fluid) sein. Ob Fluent diese Problemstellung lösen kann, weiß ich nicht, da ich nur kurz VOF in Fluent gerechnet habe. Zu der Thematik gibt es in Fluent aber auch mehrere Tutorials. Alternative wäre IMHO Flow-3D. Gearbeitet habe ich damit noch nicht, nur Demos von VOF-Simulationen gesehen. http://www.flow3d.com/ ------------------ Viele Grüße Dominik [Diese Nachricht wurde von Dominik.Mueller am 09. Jun. 2009 editiert.] Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
Ulrich Heck Moderator OpenFOAM Tool Entwicklung
Beiträge: 291 Registriert: 08.09.2003
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erstellt am: 10. Jun. 2009 08:05 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für B.Berent
Für diese Art der VOF-Anwendungen bin ich inzwischen von Fluent auf OpenFOAM umgestiegen. Der VOF-Solver in OpenFOAM ist wirklich hervorragend für meine Anwendungen auch deutlich stabiler. Dazu noch OpenSource. Ulrich ------------------ Dr.-Ing. Ulrich Heck ulrich_heck@dhcae.de http://www.dhcae.de Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
B.Berent Mitglied Student
Beiträge: 14 Registriert: 21.11.2008
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erstellt am: 10. Jun. 2009 10:25 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben:
Ok, das hört sich schonmal gut an. Danke! Ich werde mir das mal ansehen. Ich habe aber bisher nur mit inlet boundaries und pressure outlet gearbeitet um Luftströmungen über objekte zu simulieren. Wie bekomme ich das hin, dass entweder der wassertropfen oder der Balken sich bewegt, so dass ich einen Afprall simulieren kann? Wird 2D dafür ausreichen oder 3D? Was meint ihr? Vielen Dank Björn Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
Ocelot Mitglied Dipl-Ing. (BA) Maschinenbau
Beiträge: 172 Registriert: 29.04.2006 HP z440 SolidWorks 2020 SP 2.0 ANSYS Workbench 2021R1
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erstellt am: 10. Jun. 2009 21:14 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für B.Berent
Hallo, ich würde zunächst mit einem 2D-Netz beginnen; hier bekommst du am schnellsten Ergebnisse und kannst, wenn die Rechnung einmal sauber durchläuft, später immer noch auf 3D wechseln. Bei der Umsetzung selbst wäre ich so vorgegangen: Als Ausgangsgeometrie für das Netz ein einfaches Rechteck (bzw. Quader bei 3D) verwenden und als komplett mit Phase 1 (z.B. Luft) gefüllt definieren. Anschließend innerhalb dieses Netzes eine Kreis- (bzw. Kugel-) Geometrie als Phase 2 (Wasser) initialisieren. Zuletzt noch sicherstellen, dass die Schwerkraftrichtung stimmt und dann sollte der Fall eigentlich problemlos laufen. Ist allein der Fall des Tropfens das Ziel deiner Untersuchung oder eine bestimmte Aktion danach (Aufprall, Zerstäubung, etc..)? Viele Grüße Johannes Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
B.Berent Mitglied Student
Beiträge: 14 Registriert: 21.11.2008
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erstellt am: 15. Jun. 2009 10:33 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben:
Der Aufprall und Zerstäubung sind das eigentliche Ziel der Simulation. Wie bringe ich den Balken in die Simulation? Kann ich diesen einfach als Rechteck zeichnen und als Metall o.ä. Material definieren? Wird der Wassertropfen dann auf den Balken fallen? Danke! Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
B.Berent Mitglied Student
Beiträge: 14 Registriert: 21.11.2008
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erstellt am: 15. Jun. 2009 11:44 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben:
Ich veruche es gerade in Gambit zu zeichnen. Was für ein boundary type muss ich für Wasser und Luft spezifizieren? "internal, interior"? Muss ich die 2 faces subtrahieren um einen Wassertropfen in Luft zu bekommen? Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
Ocelot Mitglied Dipl-Ing. (BA) Maschinenbau
Beiträge: 172 Registriert: 29.04.2006 HP z440 SolidWorks 2020 SP 2.0 ANSYS Workbench 2021R1
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erstellt am: 15. Jun. 2009 13:30 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für B.Berent
Ich würde zunächst keinen separaten "Balken" erstellen, sondern einfach die unterste Fläche des rechteckigen Simulationsraums als feste Wand definieren, auf die dann der Tropfen (wenn wie gesagt die Schwerkraftrichtung stimmt) auch aufprallen wird. Solange du nicht eine "Moving Mesh"-Simulation planst, in der Tropfen und Umgebung separat vernetzt und frei zueinander beweglich sind, würde ich den Tropfen gar nicht erst als Geometrie definieren, sondern nur in Form einer (skalaren) Feldgröße initialisieren: "0" = Phase 1 = Luft = Umgebung "1" = Phase 2 = Wasser = Kreis- bzw. Kugelfläche (Tropfen) Ich kenne mich mit Fluent nicht besonders aus, deshalb kann ich dir den genauen Ablauf nicht sagen, aber es sollte trotzdem problemlos möglich sein. Viele Grüße Johannes Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
B.Berent Mitglied Student
Beiträge: 14 Registriert: 21.11.2008
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erstellt am: 18. Jun. 2009 16:45 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben:
Kann ich den tropfen als "face" und das rechteck aussen herum als seperates "face" definieren? Und wie genau bekomme ich das mit fluent hin, dass ich Phase 1 (wasser) auch der Kreis ist und das rechteck luft? Ich habe das in Fluent gefunden und wasser und luft als Phases definiert. Ich habe nur die verbindung zu meinem mesh nicht gesehen. Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
Ocelot Mitglied Dipl-Ing. (BA) Maschinenbau
Beiträge: 172 Registriert: 29.04.2006 HP z440 SolidWorks 2020 SP 2.0 ANSYS Workbench 2021R1
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erstellt am: 19. Jun. 2009 13:31 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für B.Berent
Prüfe mal, ob du "Regionen" im Mesh definieren und ihnen eine bestimmte Phase zuweisen kannst. Ich habe dein Problem mal kurz in OpenFOAM modelliert, aber wie schon gesagt sollte diese Initialisierung definitv auch in Fluent möglich sein. Wenn es geklappt hat, sollte es etwa so aussehen: Hier ein erstes Bild aus der laufenden Rechnung (t = 0,1 s): Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
B.Berent Mitglied Student
Beiträge: 14 Registriert: 21.11.2008
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erstellt am: 30. Jun. 2009 11:38 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben:
Das mit den Regionen hat gut geklappt-DANKE! aber der tropfen faellt nicht..bewegt sich nicht weiter nach unten. Habe erdanziehung eingeschaltet. Muss ich dann "moving boundaries" benutzen, damit der tropfen faellt? Habe dann erstmal versucht mit Gegenwind, ob sich der Trofen veraendert, hat er aber auch nicht. Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
Ocelot Mitglied Dipl-Ing. (BA) Maschinenbau
Beiträge: 172 Registriert: 29.04.2006 HP z440 SolidWorks 2020 SP 2.0 ANSYS Workbench 2021R1
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erstellt am: 01. Jul. 2009 09:34 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für B.Berent
Was du benötigst ist eine Fläche mit variablem In-/Outflow auf Basis eines konstanten Gesamtdrucks, sinnvollerweise die obere Rechteckfläche. Ich habe für mein kurzes Beispiel einen inkompressiblen VOF-Solver genutzt und daher p(rel) = 0 für den gesamten Simulationsraum sowie die obere Teilfläche definiert. Die drei weiteren Begrenzungsflächen sind fixed walls ohne weitere Besonderheiten. Grüße Johannes
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B.Berent Mitglied Student
Beiträge: 14 Registriert: 21.11.2008
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erstellt am: 21. Jul. 2009 13:37 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben:
Der Wassertropfen formt sich jetzt so... Ich habe ihm eine geschwindigkeit gegeben von 2m/s und einen sehr schwachen Wind nach Oben. Der Tropfen ist auch nicht zu gross, denke ich, mit einem Durchmesser von 4mm. "surface tension" ist 71mN/m. Das sollte auch korrekt sein. Was kann den Tropfen dazu bringen mehr wie ein "tropfen" auszusehen? Danke! Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
Ocelot Mitglied Dipl-Ing. (BA) Maschinenbau
Beiträge: 172 Registriert: 29.04.2006 HP z440 SolidWorks 2020 SP 2.0 ANSYS Workbench 2021R1
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erstellt am: 24. Jul. 2009 09:21 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben: Nur für B.Berent
Ist die Geschwindigkeit des Tropfens sowie der Aufwind vorgegeben? Ansonsten hätte ich den Tropfen aus entsprechender Höhe einfach "frei" fallen gelassen. Falls in Fluent Mehrphasenströmungen auch stationär möglich sind, wäre eine derartige Initalisierung die einfacherere Lösung, da der Simulationsraum nicht unnötig erweitert werden muss. Sobald hier eine konvergente Lösung für den Tropfenflug vorliegt, könnte diese als Startbedingung für den transienten Solver (Aufprall + Zerstäubung) verwendet werden. Viele Grüße Johannes Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |
B.Berent Mitglied Student
Beiträge: 14 Registriert: 21.11.2008
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erstellt am: 27. Jul. 2009 16:29 <-- editieren / zitieren --> Unities abgeben:
Das Problem war nur, dass ich die "Time-steps" zu gross gewaehlt habe. Mit sehr kleinn time-steps funktioniert es perfekt. Danke! Hat jemand von euch schonmal in Fluent die animations option benutzt? Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP |