Solver GPU to najbardziej dynamicznie rozwijana funkcjonalność w oprogramowaniu ANSYS Fluent. To nie jedyna zmiana w produktach przepływowych ANSYS. Niewielkie, ale istotne ulepszenia funkcjonalności pojawiły się także w Fluent Mesher.
Jakie zmiany wprowadzono w ANSYS FLUENT?
FLUENT MESHING – nowe opcje tworzenia siatek i wyboru solvera
ROCKY z modelowaniem wymiany ciepła
Jakie zmiany wprowadzono w ANSYS FLUENT?
Zacznijmy od kamienia milowego w analizie przepływów czyli solvera GPU – najbardziej rozwijanej funkcjonalności, proponowanej przez ANSYS.
Korzyści ze zmian w solverze:
- skrócenie czasu operacyjnego obliczeń,
- wysoka zgodność wyników w testach walidacyjnych z „klasycznym” solverem
Co więcej, dodano w nim możliwość wykorzystania:
- modelu Species wraz z przepływami reaktywnym oraz
- metody sliding mesh do modelowania domen obrotowych
To kluczowe innowacje w porównaniu z wersją 2022 R2. Ponadto, Solver GPU jest nadal rozwijany jest pod względem wydajności, możliwości definiowania raportów czy warunków brzegowych.
Z punktu widzenia licencjonowania, nowością jest rozszerzenie licencji CFD-Pro o możliwość prowadzenia analiz zmiennych w czasie. Ucieszy to posiadaczy licencji najmniej rozbudowanej pod względem dostępnych fizyk.
W najnowszej wersji, do interfejsu Fluenta wbudowano konsolę PyConsole, która pozwala na „tłumaczenie” komend z konsoli TUI na polecenia w języku Python. Pojawiły się także funkcje autouzupełniania oraz wyszukiwania poleceń. Użytkowników Pythona ucieszy możliwość wykorzystania pyFluent we Fluencie w trybie Meshingu. Funkcjonalność ta jest nadal w fazie testów – chcący z niej korzystać użytkownik, musi właczyć odpowiednią opcję już z poziomu launchera.
Istotną zmianą, która dotyczy nie tylko samego solvera, ale i Fluent Meshera, jest stworzenie dedykowanego szablonu pracy dla analiz elektronicznych.
W Fluent w wersji ANSYS 2023 R1 użytkownik może:
- posiatkować złożoną geometrię (płytka PCB oraz zespół otaczającej elementów
- wykorzystać siatkę strukturalną,
- odczytywać tzw. ECAD Power Map, czyli dokładne zachowanie termiczne płytki PCB,
- symulować zaawansowane zjawiska termiczne tj. odparowanie czy kondensację.
Zwieńczeniem zmian jest możliwość sprzężenia analiz elektronicznych z modelami zredukowanymi (ROM) czy ANSYS TwinBuilder. Do narzędzia służącego do optymalizacji modelu (tzw. design tool’a) dodano opcję modyfikacji geometrii oraz siatki. Pozwala to na sprawdzenie kilku wariantów geometrycznych, bez konieczności generowania każdorazowo siatki.
Na rys. 1 przedstawiono kąt zmiany nachylenia kierownic przepływu. Po modyfikacji geometrii oraz siatki, można od razu przeliczyć symulację z uwzględnieniem zmienionej topologii.
Light-Weight Mode (Beta) to nowa opcja w ANSYS. Pozwola użytkownikowi na zmianę ustawień zapisanej symulacji przy znacznie krótszym czasie otwierania pliku w formacie *.cas oraz zmniejszonym zużyciu pamięci (ograniczeniem jest brak dostępności operacji związanych z modyfikacją siatki). Wielomilionowe siatki wczytujące się ponad kilka minut, dzięki opcji light-weight są importowane w kilka sekund.
Na razie w wersji beta dostępny będzie model Virtual Blade Model (VBM), dający możliwość uwzględnienia efektów działania wirników jako źródło pędu, bez konieczności modelowania i uwzględniania w symulacji takiej geometrii w symulacji. W przyszłości, przy odpowiednim dopracowaniu modelu, może przełożyć się na automatyzację oraz przyśpieszenie obliczeń m.in. w sektorze lotniczym.
Ważną zmianą dla osób wykorzystujących w symulacjach siatki dynamiczne, jest możliwość zastosowania remeshingu z siatkami wielościennymi (polyhedrami). Drobniejsze zmiany zaszły również w siatkach nakładających się (overset mesh). Overset stał się predefiniowanym kryterium w przypadku określania autoadaptacji siatki. Warto teź wspomnieć o możliwości zastosowania modelu promieniowania Monte Carlo dla siatek non-conformal.
Pewne ułatwienia pojawiły się także w ostatnim kroku symulacji tj. postprocessingu.
Wersja 2023 R1 pozwala na generowanie rzeczywistych zdjęć renderowanych dzięki OSPRay (beta). Kilka nowych opcji otrzymał edytor materiałów posiadający możliwość wizualizacji rzeczywistego wyglądu materiału. Przydatna jest też nowa funkcja tworzenia dashboard. Użytkownik w oknie graficznym może śledzić zmienną mającą wysoki priorytet w symulacji, a w mniejszych oknach podglądać np. wykres reszt. W obecnej wersji raporty z symulacji mogą być eksportowane do formatu *.pptx. W Launcher Fluent mocniej wyeksponowano solver GPU, natomiast kilka innych opcji zmieniło położenie w konsoli.
FLUENT MESHING – nowe opcje tworzenia siatek i wyboru solvera
W wersji 2022 R2 użytkownicy Fluent Meshing mogli wykorzystać opcję tworzenia siatek strukturalnych. Opcja MultiZone Mesh pozwoliła na tworzenie struktur w wybranych regionach, jednak użytkownicy nie mieli wpływu na wielkość komórek, które były spójne z parametrami siatki powierzchniowej.
W najnowszej wersji istnieje nie tylko możliwość definiowania zagęszczeń względem krawędzi, ale również definiowania szyku (Rys. 2). Użytkownik decyduje czy siatka strukturalna ma być konformalna czy niekonfromalna z resztą dyskretyzowanej domeny.
Fluent Meshing jest dedykowanym narzędziem do siatkowania dla użytkowników samego Fluenta. Wcześniej użytkownicy np. CFX mogli zaczytać siatki przygotowane we Fluent Meshing, jednak nie zawsze odbywało się to bez problemów, np. generowało powstawanie ujemnych objętości. W wersji 2023 R1 znajdujemy opcję wyboru solvera (Fluent lub CFX), pod który zostanie przygotowana siatka. W przypadku CFX będą to siatki typu tetrahedral lub hexcore. Czas siatkowania skraca możliwość importowania więcej niż jednej geometrii, pod warunkiem spójności formatów wczytywanych plików.
Zmiany w CFX
W Ansys CFX użytkownicy mogą wreszcie usprawniać swoje symulacje parametryczne i łączyć je z oprogramowaniem ANSYS optiSLang.
ROCKY z modelowaniem wymiany ciepła
Warto wspomnieć o ANSYS Rocky w kontekście możliwości sprzężenia z ANSYS Fluent. Wersja 2023 R1 zapewnia dokładniejsze obliczenia wymiany ciepła w przypadku dwu-kierunkowego „couplingu”, które realizowane jest przy pomocy ANSYS Workbench. Dalszy rozwój sprzężenia DEM z metodą SPH umożliwił modelowanie wpływu płynu na cząstki, tam gdzie cząstki dominują pod względem zawartości.
Najnowszy Rocky zapewnia nie tylko wydajne symulacje, ale pozwala też na modelowanie wymiany ciepła pomiędzy płynem, ścianką i cząstkami. Oprócz tego najistotniejszą zmianą jest możliwość zdefiniowania osobno wlotu cząstek (DEM), a osobno cząstek płynu (SPH).
Wersja ANSYS 2023 R1 jest już dostepna na portalu Klienta (ANSYS Customer Portal). Zachęcamy do oglądnięcia webinarium przygotowanego przez ANSYS:
Co nowego w Ansys Fluent?
Co nowego w Ansys Rocky?