# FLUENT NOTES

## Simulasi Temperatur

:::info

Untuk mengatur simulasi temperatur, gunakan Boussinesq

Penjelansan mengenai density [**Boussinesq**](https://en.wikipedia.org/wiki/Boussinesq_approximation_(buoyancy))
:::


Untuk simulasi species (partikel) pada bagian equations di awal menggunakan equations Flow, Turbulence, dan Energy (untuk menjalankan simulasi perlu di initialize).

## Simulasi Partikel


Setelah selesai kemudian dapat mengaktifkan equations partikel, namun dengan menonaktifkan equations Flow, Turbulence, dan Energy **Setelah itu tidak perlu di initialize** karena akan menghapus data simulasi sebelumnya


## Mengatur Species/ Particles

Untuk mensetting sumber (source) species dapat dilakukan di [ICEPAK](https://hackmd.io/VtJNNDACRfWslYEAin0jsg?both#Species-Particles) atau di FLUENT, jika dilihat dari gambar di bawah


Untuk tingkat konsentrasi nya


Sedangkan jika dilihat dan di buka di FLUENT, maka pada bagian **Boundary Conditions** nya


**Bagian sub-menu Species**


## Recirculation

Untuk FLUENT jika ingin menggunakan sistem **RECIRCULATION**, harus mengaktifkan code,

:::info
Code nya adalah :
(rpsetvar 'icepak? #t)
(models-changed)

Untuk tutorial dapat liat dari link ini
https://www.learncax.com/knowledge-base/blog/by-category/cfd/recirculation-boundary-conditions-in-ansys-fluent
:::

Kemudian pada Boundary Conditions

- [X] Untuk Bagian **Supply** nya


- [X] Untuk Bagian **Extract** nya, perlu diingat pada bagian ini *Direction Specifiation Method* nya adalah "**Normal to Boundary**"


---

## Turbulence Model

### Intro

Di Ansys FLUENT ada beberapa jenis turbulence model, masing-masing model memiliki karakteristik yang berbeda-beda


CFD di FLUENT menggunakan pendekatan Reynolds Avergaed Navier-Stokes Simulation (RANS)


[**Turbulence Closure Models: Reynolds Averaged Navier Stokes (RANS) & Large Eddy Simulations (LES)**](https://www.youtube.com/watch?v=zIQpxmLwbXQ&t=1791s)

{%youtube lkVfbJmWhk4 %}


#### Turbulence Model ini harus disesuaikan dengan kebutuhan, oleh karena itu ada beberapa hal yang harus diketahui untuk menentukan jenis turbulent model

- [X] Turbulent Boundary Layer Profiles

Hal ini merupakan pengetahuan untuk mengetahui *wall distance dimensionless* supaya dapat menyesuaikan dengan kebutuhan meshing.


- [X] Turbulent Boundary Layer Regions



- [X] Wall Modeling Strategies



- [X] Limitations of Wall Functions

Pada beberapa kondisi, seperti kasus **Boundary Layer Separation**, wall functions tidak bisa diaplikasikan. Dalam gambar di bawah ini adalah proses **Vortex Generator** terjadi, disini wall function tidak bisa diaplikasikan.


### Example



:::success
Atau dapat juga menggunakan kalkulator Y+ secara online
:::

### Inlet Boundary Conditions



### RANS Turbulence Model Descriptions & Usage




**[CFD] The k - epsilon Turbulence Model**
{%youtube fOB91zQ7HJU %}

**[CFD] The k-omega Turbulence Model**
{%youtube 26QaCK6wDp8 %}

**The k - omega SST Turbulence Model**
{%youtube myv-ityFnS4 %}

**[CFD] The Spalart-Allmaras Turbulence Model**
{%youtube Xivc0EIGFQw %}

### Reference

[Modeling Turbulent Flows](https://slideplayer.com/slide/13601219/)

## Solver Settings

### Intro

By modifying the solver settings we can improve both:
– The rate of convergence of the simulation
– The accuracy of the computed result.

**Workflow for any simulations**

---


### Solver Types

Di Fluent ada dua tipe solver, yaitu **pressure-based** and **density based**

- [ ] **Pressure-Based** merupakan default dan harus digunakan untuk banyak masalah (most problems),
dengan catatan untuk masalah yang memilik Mach Numbers dari 0 atau 2-3 (incompressibel flow)
- [ ] **Density-Based** digunakan untuk masalah yang memiliki Mach numbers tinggi, atau kasus-kasus spesial seperti menangkap interaksi shock waves

---


---


---

**Memilih Solver**


---

**Pressure-Based Solver**

- [ ] The default is **SIMPLE**, good for majority of routine incompressible flow applications
- [ ] For compressible flows choose **Coupled**
Often referred to as pressure-based coupled solver or PBCS
Also preferred for **incompressible flow cases involving buoyancy or rotation**
Use in place of SIMPLE for any case that has *convergence problems*
- [ ] PISO is normally only used for transient calculations
- [ ] SIMPLEC is primarly of academic interest



---

**Discretisation (Momentum & Energy)**

Dalam FLUENT, variable-variabel solver semua tersimpan di tengah(center) dari *grid cells* (control volumes)



---

**Interpolation Methods (Gradients)**



---

**Interpolation Methods for Pressure**



---

**Reference**

{%pdf https://imechanica.org/files/fluent_13.0_lecture05-solver-settings.pdf %}

---

## Courrant number (Transient Case)

Fitur Courrant Number hanya akan muncul jika kita menggunakan **Density-Based** atau sata menggunakan **Coupled Solver**

Mengubah Courrant Number dilakukan jika kita ingin mencapai situasi Convergen pada FLUENT


---


---

---
:::info
[**The CFL Condition and How to Choose Your Timestep Size**](https://www.simscale.com/blog/2017/08/cfl-condition/)
:::

**[CFD] The Courant (CFL) Number**
{%youtube WBWY46ynRk0 %}

{%pdf https://imechanica.org/files/fluent_13.0_lecture10-transient.pdf %}




:::info
Untuk mengetahui nilai typical size dapat menggunakan rumus di atas ini.
:::








## Tipe Data di FLUENT

:::info
Berdasarkan pengalaman ada dua jenis file yang dapat ditemui di FLUENT,
dua jenis file ini terpisah dari Ansys Workbench sehingga perlu diingat bahwa file ini hanya di dapat dari FLUENT saja.

Dua jenis data itu adalah case; data.

Perbedaan nya adalah pada file case hanya settingan awal saja yang tersimpan, sedangkan pada data hasil simulasi sudah tersimpan. Namun file data tidak dapat dibuka langusng seperti pada file case, harus di **read** lebih dahulu.
:::


## Transient Notes

:::info
Untuk kasus transient selalu di ingat agar menyimpan data tiap iterasi.
Berdasarkan pengalaman biasanya dalam 10 iterasi untuk mengurangi kapasitas file yang akan digunakan
:::


:::info
Jika ingin membuka data iterasi, pertama buka menu File>Read>Data kemudian pilih data yang telah tersimpan
:::


:::info
Lalu pilih data yang mau diambil seperti gambar di bawah
:::


::: info
Jika bendanya bergerak bisa di export ke [**Tecplot**](https://hackmd.io/sAUa3LSMS2eEB26KhCb1qw?view#TECPLOT-NOTES) untuk melihat gerakan nya tiap iterasi yang tersimpan.
:::

:::spoiler

Pada bagian solution files, jika kita membuka data timestep ke 100 maka akan seperti gambar di bawah


Sedangkan pada timestep ke 60, seperti di bawah


:::

---

### Warning jangan melakukan hal di bawah ini

:::info
Saat Read Data, dan kemudian melakukan update


FLUENT secara otomatis akan melakukan loading seluruh data dari awal berdasarkan solution files, kondisi ini bukanlah kalkulasi namun hanya mengambil data yang sudah ada
:::
Kondisi nya seperti gambar di bawah ini, namun tidak ada kalkulasi.


:::warning
Kondisi ini sangat lama proses nya, untuk itu jika ingin melakukan harap dipikir ulang
:::

### Floating Point


:::info
Berdasarakan pengalaman saat simulasi kasus heat transfer, ada floating point exception. hal ini disebabkan karena densitiy material itu tidak ada.
:::

## Summer Exercise Notes

:::info
Saat melakukan simulasi untuk heat exchanger sering sekali menemukan floating point, seperti yg diketahui bahwa floating point itu bisa disebabkan oleh banyak faktor.
:::


:::info
Dari pengalaman melakukan [**simulasi**](https://hackmd.io/jVCLDc-uQRCbq8nebYFWRg?view#Simulation-of-Heat-Exchanger-Shell-and-Tubes) heat exchanger shell and tubes, diketahui bahwa yang membuat floating point adalah pengaturan interface yang tidak sesuai, oleh karena itu sangat disarankan untuk membuat nama interface pada masing2 sisi dengan nama yang unik, agar saat membuat interface di FLUENT dapat dengan mengetahui nya. Serta dapat memahami masing2 penyatuan interface.
:::


:::info
Seperti pada gambar di atas ini
x2 = hot fluid - outer
po = tubes - inner
xc = tubes - outer
dl = cold fluid - inner
kl = baffles - inner
c3 = baffles - outer

sehingga urutan interface nya adalah x2 terhubung dengan po, kemudian xc terhubung dengan dl, sedangkan untuk kl dan c3 menjadi wall.
:::

## [What is the difference between Upwind, Linear Upwind and Central Differencing?](https://www.youtube.com/watch?v=JVE0fNkc540)


**Linear (Central Differencing)**



**Upwind Differencing**




**Linear Upwind Differencing**



::: info
Kendala yang dimiliki oleh linear upwind differencing adalah adanya gradient limiters
:::


## Multi-Phase Flow

:::info
[**Eulerian Multi-Phase Modelling**](https://www.youtube.com/watch?v=6BJauDTpCmo&t=835s)
:::
Multi-phase pada CFD terbagi atas dua yaitu Disepersed and Continuous Phases Interactions



:::info
:::


:::info
Dengan mencentang **Implicit Body Force**, maka gaya eksternal seperti gravitasi dan tegangan permukaan akan bekerja pada simualasi

:::

[ANSYS Fluent Tutorial | CFD Analysis of Two Phase Core Annular Flow in Crude Oil Transport Pipeline](https://www.youtube.com/watch?v=byYZhfeJBFA&t=49s)

[Introduction to Multiphase Flow Modeling using Ansys Fluent | Ansys Virtual Academy](https://www.youtube.com/watch?v=Uwu4QRmRstk&t=17s)

:::info
Ada dua pendekatan multi-phase pada ansys fluent yaitu Euler-Euler Models dan Euler-Lagrange Models
:::

:::info
Ada 3 Model pada Euler-Euler Models
VOF, Mixture, dan Eulerian
:::


:::info
Videodi bawah ini adalah cara untuk mensimulasikan multi-phase open channel

[Simulation of open channel flows in ANSYS Fluent ](https://www.youtube.com/watch?v=BnFqgl0oS9w&t=967s)

:::warning
Command to check wave theory

**/define/boundary-conditions/open-channel-wave-settings**
:::

## Species Models

:::info
- based fluid should be at the bottom
- first run the flow and turbulence, and second run the species
:::

## Residual & Convergence

{%youtube gOWzaP51GF4 %}

{%youtube BlWlJDQnx6o %}

{%youtube iuBdVS5pPto %}

{%youtube hti4gDuSoRs %}

## Import Multiple Mesh Files in the Same Fluent Case

How to read another mesh or case file into an existing case. This can be useful when you want to extend the domain of your simulation by introducing additional sections of the model that may have been meshed separately due to the size of complexity of the overall model.

{%youtube E7wn2TbZZ-c %}