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BLOG ANSYS

July 9, 2019

Suggerimenti e trucchi di Ansys: inserisci le espressioni direttamente nell'interfaccia utente di Fluent

Non sarebbe fantastico se ogni simulazione avesse un contorno statico e cell zone settings? Sfortunatamente, il mondo non è statico, quindi molti ingegneri devono affrontare la sfida di inserire impostazioni variabili in qualche aspetto di una simulazione.

Questo è il motivo per cui voglio parlarvi della possibilità di inserire espressioni direttamente nell'interfaccia utente (UI) di Ansys Fluent.

Fino ad ora, gli utenti Fluent che avevano bisogno di specificare varie condizioni di confine e cell zone dovevano scrivere una funzione definita dall'utente Fluent (UDF).

Le FDU possono diventare complicate rapidamente. Ad esempio, la Figura 1 mostra il codice FDU Fluent necessario per impostare una fonte di calore sinusoidalmente fluttuante basata sulla funzione Energia (t) = 90000*sin (t) [W/m^3].


Figura 1. Codice UDF Fluent richiesto per impostare una fonte di calore fluttuante sinusoidalmente in base alla funzione
Energia (t) = 90000*sin (t) [W/m3]

Anche una FDU di piccole dimensioni, come quella della Figura 1, richiede una notevole quantità di pensiero per essere creata. Ad esempio, per creare questa FDU, gli ingegneri hanno convertito le unità, programmate in C e hanno appreso concetti di programmazione specifici di Fluent.

Questi concetti includono, a titolo esemplificativo ma non esaustivo:

  • Thread (struttura dati di Fluent UDF)
  • Macro (come DEFINE_SOURCE)
  • Utilities(come CURRENT_TIME)

Anche per gli utenti esperti, questa operazione potrebbe richiedere un po' di tempo. Ecco perché le espressioni dell'interfaccia utente Fluent sono così utili. Si basano su un'espressione che coinvolge un linguaggio dichiarativo e interpretato che consente agli utenti Fluent di migliorare le simulazioni senza la necessità di scrivere, compilare e caricare UDF.

Con le espressioni, gli ingegneri possono fare uso di una combinazione di funzioni matematiche, operatori logici, variabili di campo Fluent e altri concetti comuni per semplificare la specifica di condizioni limite e cell zone complesse.

 

Come inserire espressioni nell'interfaccia utente Fluent senza UDF

Le UDF, sebbene potenti, richiedono agli utenti una conoscenza della programmazione. Le espressioni, tuttavia, espandono le ricche funzionalità di personalizzazione di Fluent a più utenti.

Tornando alla fonte di calore fluttuante nella Figura 1, ora possiamo facilmente inserirla come espressione usando la notazione matematica standard (e alcune unità di pulizia). Come visto nella Figura 2, l'espressione (sin (Time/1 [s])) *90000 [Wm^-3] può ora essere inserita direttamente nell'interfaccia utente Fluent.


Figura 2. Ora le espressioni possono essere facilmente aggiunte tramite l'interfaccia utente nella notazione matematica standard.

L'editor consente all'ingegnere di nominare, definire e descrivere un'espressione in un'unica interfaccia. È quindi possibile utilizzare questa espressione denominata in più condizioni di confine e cell zone per creare qualsiasi combinazione di espressioni desiderata.


Figura 3. Un grafico di un'espressione che rappresenta una
fonte di calore fluttuante 

Specificare questa espressione nelle versioni precedenti di Fluent comportava la scrittura/interpretazione/compilazione del file C, la creazione della FDU e l'aggancio al boundary condition. Questi passaggi aggiuntivi vengono eliminati dall'uso di un'espressione nominata.

Inoltre, queste espressioni possono essere utilizzate per definire i termini, i modelli e le impostazioni del solutore delle zone cellulari condizionali (come l'accelerazione dovuta alla gravità). Gli utenti possono anche inserire l'espressione direttamente nel pannello delle condizioni al contorno.

Un ricco set di funzioni matematiche, trigonometriche e di altro tipo può essere utilizzato per definire queste espressioni, tra cui:

  • Variabili posizionali (come il tempo)
  • Variabili di campo (come la temperatura totale e l'elicità)
  • Variabili di soluzione (come time-step e iterazione)
  • Operazioni di riduzione (come minimo, massimo, medio e somma)

Le espressioni booleane possono essere utilizzate anche nei criteri di specifica, perfezionamento e dimensione per l'adattamento della mesh.

Per saperne di più sulle espressioni, guarda il webinar registrato: Inserisci direttamente le espressioni per velocizzare e semplificare le simulazioni in Ansys Fluent.

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