前回、自宅でANSYS製品使ってみたとして、インストールしてみたANSYS Fluent。
簡単な流体解析を一通りやってみたので、メモ的に書き残します。
Fluent起動
Fluentを起動します。
------------------参考：-------------------------------- インストール後、スタートメニュー内にFluentのショートカットがない場合、 C:\Program Files\ANSYS Inc\ANSYS Student\v222\fluent\ntbin\win64 ここに実行ファイルがあるので、ショートカットをデスクトップにでも張り付けておくとよいです。ただ、このショートカットからfluentを起動すると、言語が英語になるようです。
構造作成
SCDMで適当に形を作り、適当にディレクトリ作って計算します。
Fluent Meshの起動
Fluent launcherの設定は上記画面の通り。
参考： Fluentのソルバーモードで起動した場合 switch-to-meshing-mode Switch to meshing mode? [no] yes でメッシングモードに移行する
watertight geometryとすると、下の画像のような画面に。
SCDMで作成した.scdocファイルをインポートして、メッシュを作成します。
メッシュ作成方法については、以下の記事にまとめましたのでご参照ください。
参考：ANSYS workbench & Fluentでメッシュを切る
メッシュ作成後、コンソールに表示される表示にはメッシュ数やクオリティが表示されます。
name id skewed-cells(> 0.90) maximum-skewness cell count
Overall Summary none 0 0.41491722 5034
---------------- 5034 cells were created in : 0.03 minutes
---------------- The mesh has a minimum Orthogonal Quality of: 0.59.
---------------- The volume meshing of design1 is complete. The mesh is now scaled to meters.作成したメッシュは、要素数5034でした。
要素数5kくらいだと、4並列で計算してもあまり早くはならなさそう。関係ないですが、このクオリティって、どれくらいなら良いんですかね。0.59は良いのか？悪いのか？考えたことなかった。
追記
多面体メッシュのクオリティは、0〜1で、1が最良、0.01より大きい事が目安とのこと。アスペクト比率は40未満推奨、体積比は1〜2が推奨値のようです。
メッシュが切れたので、GUI左上のswitch to solutionボタンでFluentの画面に戻ります。
境界条件の設定
※ほぼデフォルトのため、細かい手順は省きます
簡単な計算をしてみたいので、ほぼデフォルトで定常流れを解きます。乱流モデルはLaminar、MaterialsはAir(デフォルト)です。
inletにvelocity=1.0m/sを入れて、outletはGauge Pressure=0(ゲージ圧0=大気圧)とします。
ソルバー設定
methodsもデフォルト、Solution Controls、Relaxation Factorもデフォルト(PressureとMomentum=0.5、DensityとBodyForces=1)。
monitorsの、Residualの中で、ConvergenceCriterionの設定項目、ここだけはnoneに変更します。
収束計算中に「指定した桁数だけ下がると自動で計算止めます」というオプションなのですが、私は残差が下がるだけ下げる派なので、このオプションはOFFにしています。
iterationとは 計算の繰り返し回数を指します。収束計算は
初期化
Standard InitializationでInisializeします。
指定した流速と圧力で、すべての要素の初期値を埋めます。
計算実行
1000iterationほど計算します。
Run Calculation→Number of itrationに、計算したいiteration数を入力→Calculateをクリックします。
計算できました。
収束性の検証
流体計算では、物理量の収支が一致しているかをもって、収束性を確認します。
inletとoutletの流量を比較します。
//report/surface-integrals/mass-flow-rate
inletとoutletの名称を入力して、() ←fluentのTUIではこれが「以上」という意味になるらしい
下記出力がでます。
Mass Flow Rate [kg/s]
-------------------------------- --------------------
inlet 0.00038221559
outlet -0.00038221559
---------------- --------------------
Net 1.1926224e-18質量流量は保存されているようです。
コンター図の表示
コンター図の作成については、下記の記事にまとめています。
一通り、メッシュ作成から簡単な計算までやってみました。Fluentの機能は普通に使えそう。
Images used courtesy of ANSYS, Inc.
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