προβλήµατα ανάλυσης ροής

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "προβλήµατα ανάλυσης ροής"

Λουκιανός Αγγελίδου
7 χρόνια πριν
Προβολές:

1 προβλήµατα ανάλυσης ροής

2 ΕΚ ΟΣΗ Νοέµβριος 2006 Σελίδα 1

3 ΡΕΥΣΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΣΥΝ ΥΑΣΜΕΝΑ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ ΡΕΥΣΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ΑΝΑΛΥΣΗΣ ΑΝΑΛΥΣΗΣ ΑΝΤΟΧΗΣ Ενσωµατώνεται το εξελιγµένο πρόγραµµα ανάλυσης προβληµάτων ροής PHYSICA (CFD problems, Computational Fluid Dynamics) για την επίλυση πολύπλοκων προβληµάτων πεδίων ροής στις δύο και τρεις διαστάσεις και τη µοντελοποίηση και επίλυση συνδυασµένων προβληµάτων ροής-αντοχής µε κύρια εφαρµογή στο χώρο των πολιτικών µηχανικών τον υπολογισµό φορτίων ανέµου σε πολύπλοκες τριδιάστατες κατασκευές που δεν προβλέπονται από τους κανονισµούς (EC 1). Τυπικά πρακτικά προβλήµατα που µοντελοποιούνται και επιλύονται σε θέµατα εφαρµογών πολιτικού µηχανικού είναι: Περιβαλλοντικές ροές µεγάλης κλίµακας µε εφαρµογές σε: Υπολογισµό φορτίων ανέµου σε ψηλές κατασκευές όπως ψηλά κτίρια, γέφυρες, καµινάδες κ.ά. Υπολογισµός διασποράς ρύπων από πηγές Υπολογισµός του πεδίου ροής για συστήµατα φυσικού εξαερισµού (physical ventilation) ιάχυση και µεταφορά µετώπου φωτιάς Ροή σε πορώδη µέσα µε εφαρµογή σε γεωτεχνικά προβλήµατα. ιάδοση θερµότητας. Γενικότερα αντιµετωπίζονται: µόνιµα και µη µόνιµα προβλήµατα εσωτερικών και εξωτερικών ροών µε σταθερά όρια µη µόνιµα/µεταβατικά προβλήµατα σε χωρία µε κινούµενα-παραµορφώσιµα-ελαστικά όρια. µη µόνιµα προβλήµατα υπολογισµού ελεύθερης επιφάνειας της ροής. προβλήµατα καύσης προβλήµατα ροής στα οποία υπεισέρχονται χηµικές αντιδράσεις προβλήµατα µετάδοσης θερµότητας µε αλλαγές φάσης, χηµικές αντιδράσεις. προβλήµατα στα οποία παράλληλα µε τη ροής έχουµε πεδιακές δυνάµεις από ηλεκτροµαγνητικά πεδία. προβλήµατα αεροακουστικής. Γενικά χαρακτηριστικά και δυνατότητες λογισµικού επίλυσης προβληµάτων ροής PHYSICA: Επίλυση των εξισώσεων σε µη πλήρως µη δοµηµένο πλέγµα τετραεδρικών ή εξαεδρικών στοιχείων στις τρεις διαστάσεις. Προφανώς επιλύονται και διδιάστατα προβλήµατα ροής σε µη δοµηµένα πλέγµατα τριγωνικών και τετραπλευρικών στοιχείων. Οι εξισώσεις ροής επιλύονται µε τη µεθοδολογία πεπερασµένων όγκων. ίνεται η δυνατότητα για παράλληλη επίλυση των προβληµάτων ροής µε χρήση pvm, mpi, mpich τεχνικών. Επίλυση και των εξισώσεων συµπιεστής ροής Navier-Stokes µε µοντέλο τύρβης το k-e µε την αριθµητική µεθοδολογία SIMPLE-SIMPLEC. Επίλυση προβληµάτων µετάδοσης θερµότητας µε - Αλγορίθµους πρόλεξης στερεοποίησης - Μοντέλα µετάδοσης θερµότητας δι ακτινοβολίας - Σχήµα για την αντιµετώπιση χηµικών αντιδράσεων Επίλυση προβληµάτων καθορισµού της ελεύθερης επιφάνειας Ελαστο-βισκο-πλαστική συµπεριφορά υλικών. Λαµβάνονται υπόψιν οι µεταβολές των µηχανικών χαρακτηριστικών των υλικών µε τη θερµοκρασία. Jacobi, Gauss-Seidel, Conjugate Gradient (CG), BiCG επαναληπτικοί επιλύτες. Χρήση πεπλεγµένων σχηµάτων ολοκλήρωσης στο χρόνο, δεύτερης τάξης ακρίβειας για την ακριβής πρόλεξη µη µόνιµων ροών. Μεταφορά των αποτελεσµάτων της ροής µε κατάλληλα φορτία ως φορτίσεις/συνοριακές συνθήκες στο πρόβληµα ανάλυσης αντοχής SOFiSTiK, µε τρόπο ηµιαυτόµατο. Αποθήκευση δεδοµένων, τελικών και ενδιάµεσων αποτελεσµάτων σε βάση δεδοµένων SOFiSTiK. Μετεπεξεργασία των αποτελεσµάτων της ροής µε τα σχετικά προγράµµατα SOFiSTiK Κατασκευή αριθµητικού πλέγµατος του πεδίου ροής από κατάλληλη συνιστώσα του προγράµµατος SOFiSTiK- SOFiMSHB µε κατάλληλες οδηγίες ανά περίπτωση ροής που θα αντιµετωπιστεί (Σχήµα 1). Εισαγωγή δεδοµένων που αφορούν σε συνοριακές συνθήκες, αδιάστατους αριθµούς της ροής, ρευστοµηχανικές ιδιότητες των υλικών κ.ά. µέσα από εντολές σε ASCII αρχεία δεδοµένων. ιατίθεται σε εκδόσεις για περιβάλλον Unix, Linux και Windows. ΕΚ ΟΣΗ Νοέµβριος 2006 Σελίδα 2

τυρβώδους ροής µε το λογισµικό PHYSICA, οπτικοποίηση αποτελεσµάτων

4 Σχήµα 1: Κατασκευή µοντέλου, αριθµητικού πλέγµατος µε τα SOFiMSHA, SOFIMSHB, επίλυση ρευστοµηχανικού προβλήµατος εξωτερικής, τυρβώδους ροής µε το λογισµικό PHYSICA, οπτικοποίηση αποτελεσµάτων (πίεση) µε προγράµµατα γραφικών της SOFiSTiK ΕΚ ΟΣΗ Νοέµβριος 2006 Σελίδα 3

5 ΕΚ ΟΣΗ Νοέµβριος 2006 Σελίδα 4

Σχετικά έγγραφα

Πίνακας Περιεχομένων 7

Πίνακας Περιεχομένων Πρόλογος...5 Πίνακας Περιεχομένων 7 1 Εξισώσεις Ροής- Υπολογιστική Μηχανική Ρευστών...15 1.1 ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΡΕΥΣΤΩΝ.....15 1.1.1 Γενικά θέματα. 15 1.1.2 Υπολογιστικά δίκτυα...16