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ANSYS BLOG

July 9, 2019

Conseils et astuces d'Ansys : Entrer des expressions directement dans l'interface utilisateur de Fluent

Ne serait-il pas formidable que chaque simulation ait une frontière statique et des paramètres de zone de cellule ? Malheureusement, le monde n'est pas statique, et de nombreux ingénieurs sont confrontés au défi de saisir des paramètres variables dans certains aspects d'une simulation.

C'est pourquoi je veux vous parler de la possibilité de saisir des expressions directement dans l'interface utilisateur (IU) de Ansys Fluent.

Jusqu'à présent, les utilisateurs de Fluent qui avaient besoin de spécifier diverses conditions de frontière et de zone de cellule devaient écrire une fonction définie par l'utilisateur (UDF) de Fluent.

Les UDFs peuvent devenir rapidement compliqués. Par exemple, la Figure 1 vous montre le code UDF de Fluent nécessaire pour mettre en place une source de chaleur à fluctuation sinusoïdale basée sur la fonction Energie(t) = 90000*sin(t) [W/m^3].


Figure 1. Code Fluent UDF nécessaire pour mettre en place une source de chaleur à fluctuation sinusoïdale basée sur la fonction
Energie(t) = 90000*sin(t) [W/m3].

Même un petit UDF, comme celui de la figure 1, nécessite une quantité considérable de réflexion pour le créer. Par exemple, pour créer cet UDF, les ingénieurs ont converti des unités, programmé en C et appris des concepts de programmation spécifiques à Fluent.

Ces concepts incluent, mais ne sont pas limités à :

  • Threads (structure de données de l'UDF Fluent)
  • Macros (comme DEFINE_SOURCE)
  • Utilitaires (comme CURRENT_TIME)

Même pour les utilisateurs expérimentés, cela peut prendre un certain temps. C'est pourquoi les expressions de Fluent UI sont si utiles. Elles sont basées sur une expression impliquant un langage déclaratif et interprété qui permet aux utilisateurs de Fluent d'améliorer les simulations sans avoir à écrire, compiler et charger des UDFs.

Avec les expressions, les ingénieurs peuvent utiliser une combinaison de fonctions mathématiques, d'opérateurs logiques, de variables de champ Fluent et d'autres concepts communs pour simplifier la spécification de conditions complexes de frontières et de zones de cellules.

 

Comment entrer des expressions dans l'interface utilisateur Fluent sans UDF ?

Les UDFs, bien que puissants, nécessitent que les utilisateurs aient des connaissances en programmation. Les Expressions, cependant, étendent les riches capacités de personnalisation de Fluent à plus d'utilisateurs.

Revenant à la source de chaleur fluctuante de la Figure 1, maintenant nous pouvons facilement l'entrer comme une expression en utilisant la notation mathématique standard (et quelques nettoyages d'unités). Comme on le voit sur la Figure 2, l'expression (sin(Time/1[s]))*90000[Wm^-3] peut maintenant être entrée directement dans l'interface utilisateur de Fluent.


Figure 2. Les expressions peuvent maintenant être facilement ajoutées via l'interface utilisateur en notation mathématique standard.

L'éditeur permet à l'ingénieur de nommer, définir et décrire une expression dans une seule interface. Il est ensuite possible d'utiliser cette expression nommée dans de multiples conditions aux limites et dans la zone de la cellule pour créer toute combinaison d'expressions souhaitée.


Figure 3. Graphique d'une expression représentant une source de chaleur à fluctuation sinusoïdale

Spécifier cette expression dans les versions précédentes de Fluent impliquait d'écrire/interpréter/compiler le fichier C, de construire l'UDF et de le connecter à la condition aux limites. Ces étapes supplémentaires sont éliminées par l'utilisation d'une expression nommée.

En outre, ces expressions peuvent être utilisées pour définir les termes sources des zones de cellules conditionnelles, les modèles et les paramètres du solveur (comme l'accélération due à la gravité). Les utilisateurs peuvent également saisir l'expression directement dans le panneau des conditions limites.

Un riche ensemble de fonctions mathématiques, trigonométriques et autres peut être utilisé pour définir ces expressions, notamment :

  • Variables positionnelles (comme le temps)
  • Variables de champ (comme la température totale et l'hélicité)
  • Variables de solution (comme le pas de temps et l'itération)
  • Opérations de réduction (comme le minimum, le maximum, la moyenne et la somme)

Les expressions booléennes peuvent également être utilisées dans les critères de spécification, de raffinement et de taille pour l'adaptation du maillage.

Pour en savoir plus sur les expressions, regardez le webinaire enregistré : Saisir directement les expressions pour accélérer et simplifier les simulations dans Ansys Fluent.

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