МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» КОМПЬЮТЕРНЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ С ПАКЕТОМ FINE/OPEN Учебное пособие для вузов Воронеж Издательский дом ВГУ 2014 1 Утверждено научно-методическим советом факультета ПММ 18 сентября 2014 г., протокол № 1 Авторы: Е.Н. Коржов, И.В. Ерофеев, Д.Б. Пилипенко, М.С. Баткова Рецензент д-р физ.-мат. наук, профессор М.А. Артемов Учебное пособие подготовлено на кафедре теоретической и прикладной механики факультета ПММ Воронежского государственного университета. <...> Для направления 010800 – Механика и математическое моделирование 2 1. <...> ВВЕДЕНИЕ Настоящее учебное пособие посвящено развитию начальных навыков практической работы с пакетом программ NUMECA [1–3]. <...> В основу пособия положен перевод фирменного документа пакета [4]. <...> Пакет NUMECA относится к числу относительно новых программных систем, предназначенных для проведения компьютерного эксперимента в области инженерно-технических проблем современной науки и техники. <...> Хирша, известного в нашей стране по переводам его книг по компьютерной механике [5]. <...> В настоящее время в состав пакета NUMECA входят следующие модули-программы: − FINE™ графический интерфейс пользователя – является удобной средой (дружественный интерфейс), что позволяет пользователю выполнить все шаги: от генерации сетки до визуализации потока; − FINE/Turbo – для численного моделирования вращающихся потоков, в том числе в турбомашинах; − FINE™/Open – для численного моделирования течений, представляющий собой многодоменный неструктурированный программный код для решения уравнений Эйлера и Навье – Стокса при расчете ламинарного, переходного или турбулентного течений; − HEXPRESS™ – программное обеспечение в виде автоматизированного генератора неструктурированных шестигранных сеток, предназначенного для автоматического генерирования сетки <...>
Компьютерный_эксперимент_с_пакетом_FineOpen.pdf
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ
БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ»
КОМПЬЮТЕРНЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ
С ПАКЕТОМ FINE/OPEN
Учебное пособие для вузов
Воронеж
Издательский дом ВГУ
2014
1
Стр.1
1. ВВЕДЕНИЕ
Настоящее учебное пособие посвящено развитию начальных навыков
практической работы с пакетом программ NUMECA [1–3]. В основу пособия
положен перевод фирменного документа пакета [4].
Пакет NUMECA относится к числу относительно новых программных
систем, предназначенных для проведения компьютерного эксперимента в
области инженерно-технических проблем современной науки и техники.
Пакет интенсивно развивается и в настоящее время объединяет несколько
модулей, с помощью которых может быть исследовано поведение разнообразных
сложных физико-технически систем и процессов. Разработка пакета
осуществляется под руководством крупного ученого в области вычислительной
гидродинамики профессора Ч. Хирша, известного в нашей стране
по переводам его книг по компьютерной механике [5].
В настоящее время в состав пакета NUMECA входят следующие модули-программы:
−
FINE™ графический интерфейс пользователя – является удобной
средой (дружественный интерфейс), что позволяет пользователю выполнить
все шаги: от генерации сетки до визуализации потока;
− FINE/Turbo – для численного моделирования вращающихся потоков,
в том числе в турбомашинах;
− FINE™/Open – для численного моделирования течений, представляющий
собой многодоменный неструктурированный программный код
для решения уравнений Эйлера и Навье – Стокса при расчете ламинарного,
переходного или турбулентного течений;
− HEXPRESS™ – программное обеспечение в виде автоматизированного
генератора неструктурированных шестигранных сеток, предназначенного
для автоматического генерирования сетки при дискретизации области
сложной 2D и 3D геометрии;
− CFView™- высоко интерактивное программное обеспечение для
постпроцессинга и визуализации течений.
В данном учебном пособии в качестве предметной области выбрана
камера сгорания эталонной газовой турбины, вычислительный эксперимент
для которой выполняется с помощью программы FINE/Open [3]. В первой
части пособия описывается как использовать программу для моделировать
процесса горения не перемешанных компонентов топливной смеси. Во второй
части анализируется ситуация для случая учета радиационного тепловыделения,
а также для частично перемешанных компонентов на основе
различных моделей горения.
Достаточное внимание уделяется наиболее рациональным приемам
технологии компьютерного эксперимента – генерации и управлению качеством
создаваемой сетки для области решения, использованию встроенной
3
Стр.3
графический пользовательский интерфейс с помощью следующей командной
строки
localhost % fineopen212_# -print
– Для операционной системы WINDOWS вы можете получить доступ к
FINE™/Open v2.12-# графический интерфейс пользователя из меню Start
перейти к /Programs/NUMECAsoftware/FineOpen212_#/FINEOpen.
2. В разделе Create a new project выберите Creating a mesh.
3. Нажмите Ok для подтверждения.
4. Перейдите в вашу рабочую папку, введите имя проекта:
и нажмите Оk (Сохранить).
6
Стр.6
FINE™/Open автоматически создаст папку с названием проекта
"GGTCombustor", который будет содержать файл проекта (".iec") и
папку "_mesh", когда сетка будет сохранена. Расчеты папки появятся
внутри папки проекта. Настоятельно рекомендуется сохранить данный
файл структуры.
5. Нажмите Yes, чтобы запустить генератор сеток HEXPRESS™ .
5. ГЕНЕРАЦИЯ СЕТКИ
Пошаговый подход подразумевает следующее. Он предназначен для
того, чтобы направить Вас через различные шаги, которые необходимо выполнить,
начиная с создания сетки проекта и заканчивая проверкой качества
построенной сетки.
5.1. Открытие существующего домена
6. Нажмите на Import computational domain <.dom> , чтобы импортировать
домен.
7
Стр.7
Добро пожаловать в HEXPRESS, диалоговое окно позволяет пользователю
открыть ".igg" файл проекта, в том числе сетки и данные,
необходимые для их восстановления. В этом учебном пособии эти
данные будут постепенно определяться и, следовательно, будут запускать
файл домена ".dom". Следует отметить, что диалоговое окно
также позволяет загружать геометрические файлы (Parasolid™,
CATIA v5, STL), импортировать сетки, HEXPRESS™/Hybrid, ANSYS
или CGNS а также скрипт на языке Python.
7. Выберите "GGTCombustor.dom" файл для открытия в пакете документов
С:/NUMECA_SOFTWARE/FineOpen212_3 /Documentation//FINE_
Open_212_3 Tutorial/FINE-Open/_basics/Tutorial_3 и нажмите Открыть.
5.2. Создание начальной сетки
8. Щёлкнуть левой кнопкой мыши на поле установки флажка
Initial mesh в Mesh Wizard для активации.
При активации появится знак внутри коробки, характеризующий
соответствующий шаг.
9. Щёлкнуть правой кнопкой мыши на поле установки флажка Initial
mesh и выберите Edit… во всплывающем меню.
8
Стр.8