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Hallo an alle,

ich bin aktuell dabei einen Wärmeübetrager zu simulieren und habe Probleme mit dem Vernetzen oder der Geometrie an sich. Bei dem Objekt handelt es sich um einen Plattenwärmeübertrager mit 6 übereinander liegenden Kanälen. Diese werden durch ein welliges Profilblech geteilt, wodurch in einem Kanal jeweils 11 kleinere Kammern entstehen. In den unteren Bereichen wird warme und in den oberen kalte Luft geführt. Ich glaube das nachfolgende Bild hilft bei der Vorstellung:

Die Höhe der kompletten Einheit beträgt 30,7 mm, die Breite 25,2 mm und die Tiefe 120 mm.
Die Wandstärke des Kanals beträgt 0,1 mm und die der Profilbleche im Minimum etwa 0,04 mm.

Die Geometrie habe ich in Salome erstellt. Die Profilbleche wurden mit Hilfe eines Skriptes eingefügt und setzen sich aus zwei Kosinusfunktionen zusammen. Anschließend habe ich das Modell einmal als komplette Einheit und einmal mit Kanal und Profilblech getrennt vernetzt. Da ich snappyHexMesh verwende, exportiere ich diese Dateien als STLŽs.
Das Hintergrundnetz wird über eine UNV-Datei eingebunden.

Beim Vernetzen erhalte ich brauchbare Ergebnisse. Die Zellenanzahl ist, bedingt durch die Geometrie, recht hoch
(~ 2-8 Mio.), was aber erst einmal kein Problem für mich darstellt.
Möchte ich nun mittels

Code:

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splitMeshRegions -cellZones

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meine Regionen einfügen, erhalte ich weit über 100 davon. Eigentlich sollten es nur 73 sein (1 Kanal, 6 Profilbleche, 66 Kammern).
Ich habe dieses mit STL-Dateien unterschiedlichster Qualität getestet, leider kam immer das selbe Ergebnis dabei heraus.
Liegt es an der Erstellung der Geometrie in Salome oder an der Vernetzung über snappyHexMesh?
Ich hoffe ein Salome/OpenFOAM-Veteran kann mir da weiterhelfen 

Viele Grüße
Max

PS: Die hdf-Datei für Salome findet ihr hier.

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Hallo Max,

unser Veteran ist leider im Urlaub, daher versuche ich es mal.

Deine Datei kann ich leider ohne Anmeldung nicht herunterladen. Dropbox bietet es zwar an, aber es kommt ein Fehler im Seitenaufbau.

Ich persönlich arbeite zur Zeit sehr viel mit Salome und erstelle auch direkt dort das Netz. Salome erstellt im Gegensatz zu Snappy wenigstens "immer" vollständig die Layer.

Ich würde jetzt deine Geometrie in Salome in zwei Regions aufteilen und die Kontaktflächen benennen und dann in OF koppeln.

Auch würde ich dein Netz 2D vernetzen und axial austragen, sofern ich deine Geometrie richtig verstanden habe?!

Wenn du es weiterhin mit Snappy machen möchtest, wäre meine erste Frage wo sind die 27 Regionen, welche zu viel sind?

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Viele Grüße
Michael

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snappyHexMeshDict.zip

Hallo Michael,

das mit der Dropbox ist merkwürdig. Habe die Datei noch einmal neu hochgeladen Link
Sicherheitshalber habe ich dasselbe in OneDrive gemacht: OneDrive-Link
Der Vollständigkeit halber habe ich auch die snappyHexMeshDict angehängt.

In Salome habe ich mal separate Netze für Kanal und Profilblech erstellt und die Berührungsflächen als Gruppen benannt.
Hat leider keine Besserung gebracht...
Was mich verwundert hat, waren besonders die Regionen für Kanal und Profilblech. Nachfolgend die vernetzte Region "Kanal" in ParaView dargestellt:

Die Bildung solcher Regionen erklärt dann auch warum es so viele davon gibt.
Welche Alternative habe ich zu snappyHexMesh um eine Geometrie mit mehreren Regions in OF zu übertragen?

Ich habe noch eine Verständnisfrage bezüglich deiner Antwort. Du hattest geschrieben:

Zitat:

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Auch würde ich dein Netz 2D vernetzen und axial austragen

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Damit meinst du die Vernetzung der Stirnfläche und das Netz dann extrudieren oder?

Einen schönen Ostermontag und einen guten Start in die Woche
Max

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Hallo an alle,

mal ein kleines Update:

Leider wird es nicht viel besser. Habe die Qualität der Netze in Salome erhöht, um Randbereiche in der STL-Datei besser abbilden zu können. Eine Verbesserung des Netzes ergab sich jedoch nicht.

In den nächsten Tagen werde ich die Geometrie in der Größe verändern und schauen ob es an den kleinen Wandstärken liegt (was ich eigentlich nicht glaube...).

Viele Grüße
Max

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Hallo Max,

das Problem kenn ich und bezieht sich darauf, dass du genügend Zellen für jede Region brauchst.

Zitat:

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Die Wandstärke des Kanals beträgt 0,1 mm und die der Profilbleche im Minimum etwa 0,04 mm.

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Das ist deine Herausforderung. Eine Wandstärke von 0.04 ist nicht ohne (verglichen zur restlichen Geometrie). Heißt fein fein Vernetzen. Da dein Solid (Profil) auch noch ne schöne "komplizierte" Kurvenform hat, ist das eben mit den paar Zellen die du da reinpackst nicht möglich.

Gleich noch zur Info. Wärmeübertragung wird stark durch die Randschicht beeinflusst.

Außerdem scheint mir dein Hintergrundnetz nicht so sauber mit der Domain übereinzustimmen. An deiner Stelle würde ich (sofern es möglich ist) Symmetrie in der Mitte ausnutzen, um nochmals Zellen zu sparen.

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Viele Grüße,
Tobias Holzmann

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Zitat:

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Original erstellt von Micha6982:

unser Veteran ist leider im Urlaub, daher versuche ich es mal.

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Danke (:

Zitat:

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Ich persönlich arbeite zur Zeit sehr viel mit Salome und erstelle auch direkt dort das Netz. Salome erstellt im Gegensatz zu Snappy wenigstens "immer" vollständig die Layer.

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Wohl wahr aber noch eine Anmerkung, es sind Prismen, deswegen geht das auch so wunderbar.

Zitat:

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Ich würde jetzt deine Geometrie in Salome in zwei Regions aufteilen und die Kontaktflächen benennen und dann in OF koppeln.

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Das wäre dann wohl 12, 11 Fluidräume und 1x das Solid

Zitat:

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Auch würde ich dein Netz 2D vernetzen und axial austragen, sofern ich deine Geometrie richtig verstanden habe?!

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Stimm ich dir 100% zu. Vereinfacht das Leben (: und ist definitiv ein guter Ansatz.

Zitat:

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Wenn du es weiterhin mit Snappy machen möchtest, wäre meine erste Frage wo sind die 27 Regionen, welche zu viel sind?

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Die kommen daher, da sHM bei solchen - ich nenn es mal filigranen - Geometrien die Regionen nicht zuordnen kann wenn man nicht wirklich 100% penibel arbeitet und die Arbeitsweise von sHM nicht genau kennt. Ich hatte mal einen Fall da gabs mehr als 100 Regionen. 80 davon waren einzelne Zellen, die sHM weder der einen oder der anderen STL zuordnen konnte. Man kann die natürlich auch alle löschen, nur das Problem ist eben das man auch 80 zusätzliche Kopplungsbedingungen bekommt, die man alle händisch bearbeiten muss.

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Viele Grüße,
Tobias Holzmann

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Hallo,

vielen Dank für die Rückmeldungen. Komme leider jetzt erst dazu zu antworten...

Habe nun mal versucht, dass Netz 2D zu erstellen und auszutragen. Beim extrudieren erhalte ich jedoch kein richtiges Netz, sondern nur eine Fadenstruktur in die jeweilige Richtung.
Muss ich hier ein Submesh einfügen um die seitlichen Bereiche zu beschreiben?

Ebenfalls weiß ich nicht genau was gemeint ist mit:

Zitat:

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An deiner Stelle würde ich (sofern es möglich ist) Symmetrie in der Mitte ausnutzen, um nochmals Zellen zu sparen.

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Die Geometrie des Hintergrundnetzes habe ich über die Funktion "Bounding Box" erstellt.
Meinem Verständnis nach, müsste die dann exakt den Abmessungen des Wärmeübertragers entsprechen oder?
Und wie ließe sich dadurch Zellen einsparen?

Viele Fragen, aber ich hoffe Ihr könnt mir dabei helfen 

Gruß
Max

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Hi Max,

• Mit 'Symmetrie nutzen' meinte ich ggf. deine Geometrie in der Hälfte teilen und nur 50% zu simulieren; und symmetryPlanes einzufügen.
  
• Das mit der Bounding-Box ist korrekt, allerdings würde ich den Schwerpunkt ermitteln und die Bounding-Box noch mit einem Faktor > 1 skalieren
  
• Beim Extrudieren kann ich dir jetzt nichts sagen da: a) ich nicht weiß wo du extrudiert hast (SALOME, Foam) und was dein Resultat ist - ein Bild sagt mehr als 1 Satz
  

Noch ein Hinweis. Ich würde dein Blech etwas vereinfachen. Die Schnittstellen oben und unten, also an allen Scheitelpunkten ist nämlich eine extrem unschöne stelle wenn man es von der numerischen Seite betrachtet.
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Viele Grüße,
Tobias Holzmann

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Hallo,

habe aktuell leider keinen "richtigen" Simulationsrechner zur Verfügung und muss mich deshalb mit einem Laptop behelfen, weshalb alles etwas länger dauert...

Die Bounding Box habe ich mit dem Faktor 1,2 skaliert und nach dem Massenschwerpunkt der Geometrie ausgerichtet.

Zitat:

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Beim Extrudieren kann ich dir jetzt nichts sagen da: a) ich nicht weiß wo du extrudiert hast (SALOME, Foam) und was dein Resultat ist - ein Bild sagt mehr als 1 Satz

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Das zweidimensionale Netz habe ich in Salome extrudiert. Ich hoffe, dass das nachfolgende Bild aussagekräftig genug ist:

Das Netz wurde in y-Richtung extrudiert.
An der Vereinfachung der Geometrie sitze ich aktuell auch. Dort werde ich versuchen die Scheitelpunkte abzuflachen.
Ebenfalls probiere ich es mal aus nur die halbe Geometrie zu erstellen und dann mit symmetryPlanes zu spiegeln.

Falls ich was Neues habe, melde ich mich 

Viele Grüße
Max

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Hey Max,

also bei dem Bild,... ich kann da nix erkennen. Ich seh nur die unteren Zellen und dann viele einzelne Linien. Dein Profil würd ich adhoc als Sägezahn annähern. Es fließen genügend Fehler in deine Simulation ein, sodass das dein kleinstes Problem sein sollte.

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Viele Grüße,
Tobias Holzmann

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