--- # System prepended metadata title: 111學年上+寒假 Ansys進度規劃 tags: [飛設] --- # 111學年上+寒假 Ansys進度規劃 ###### tags: `飛設` | 月份 | 週次(日期) | 內容 | | ---- | --------------------- | --------------------------------------------------------------------------------------------- | | Nov | I (Oct.31~Nov.6) | 熟悉Ansys Workbench 的基本操作 | | | II (Nov.7~Nov.13) | 將基本型狀的物體(圓柱、圓球、方塊)放入Ansys Fluent中模擬流場 Part 1| | | III (Nov.14~Nov.20) | 將基本型狀的物體(圓柱、圓球、方塊)放入Ansys Fluent中模擬流場 Part 2| | | VI (Nov.21~Nov.27) | 將基本型狀的物體(圓柱、圓球、方塊)放入Ansys Fluent中模擬流場 Part 3 | | Dec | V (Nov.28~Dec.4) | 嘗試將翼剖面匯入Ansys Fluent 中模擬 Part 1 | | | VI (Dec.5~Dec.11) | 嘗試將翼剖面匯入Ansys Fluent 中模擬 Part 2 | | | VII (Dec.12~Dec.18) | 嘗試將翼剖面匯入Ansys Fluent 中模擬 Part 3 | | | VIII (Dec.19~Dec.26) | 嘗試將半個機翼匯入 Ansys Fluent 中模擬 Part 1 | | | IX (Dec.26~Jan.1) | 嘗試將半個機翼匯入 Ansys Fluent 中模擬 Part 2 | --- ## 參考資料 ### Ansys Turtorial Guide: #### http://users.abo.fi/rzevenho/ansys%20fluent%2018%20tutorial%20guide.pdf ### Ansys workbench 參考影片: #### https://www.youtube.com/watch?v=KWP0nl_Qf-0&list=PLykANdmho34xuMaku22umA1xP6vidDfIN&index=4 ### Ansys Fluent 圓柱的參考影片: #### https://www.youtube.com/watch?v=2PIu2-JOluko ### Ansys Fluent 翼剖面 (2D) 參考影片: #### https://www.youtube.com/watch?v=nzvEvLCxOss #### https://www.me.psu.edu/cimbala/Learning/ANSYS/Workbench_Tutorial_Airfoil.pdf ### Ansys Fluent 翼剖面 (3D): #### https://www.youtube.com/watch?v=WCpUsh6otmc ### Ansys Fluent 課程: #### https://www.udemy.com/course/learning-computational-fluid-dynamics-cfd-with-validations/ ### Meshing 介紹 #### https://www.youtube.com/watch?v=t2vWSvbWHGQ ### Ansys Fluent Finite wing #### https://www.youtube.com/watch?v=LAiYBkaQfow&t=639s ### Ansys Fluent watertight meshing #### https://courses.ansys.com/index.php/courses/ansys-fluent-meshing-watertight-geometry-workflow-2/ --- # Ansys fluent: Laminar tube flow ## 操作步驟 ### 1. 從Ansys workbench 的 Geometry 畫出管子的側面圖 1. 將點Surface from Sketches 將草圖變成表面 2. 將Surface body 的detail 從固體改成流體 ![](https://i.imgur.com/VzjI17q.png) ### 2. 從Ansys workbench 的 Mesh 設定網格 1. 使用default的meshing 2. 在Display Style選Aspect Ratio，使用Adaptive Sizing，將不一樣的網格消除 (不太清楚Display Style中的那些選項的意義) ![](https://i.imgur.com/qLIDN5s.png) 3. 定義邊界 ### 3. 從Ansys workbench 的Setup 開始模擬 #### 3.1 Setup 1. 選擇double precision (還沒了解那些選項的差異) 2. 點check 和Report quality 檢查之前的結果 3. 選擇Axisymmetric 4. 在Models中選擇Viscous的Laminar (假設的Re是9.952) 5. 在Materials中的Fluid選擇water-liquid 36. 在Cell Zone Conditions 的Material 選擇剛剛設定的water-liquid 7. 在Boundary Conditions 選擇不同邊界的數值 7.1 Velocity inlet中設定進口速度是0.0005 7.2 Outlet 設定為Pressure outlet (Operating Conditions 可以改變壓力，預設是1 atm) #### 3.2 Solution 1. 將Methods中的Scheme改為SIMPLE (還沒了解那些選項的差異) 2. 在Moniter中選擇Residual，將數值改成10-6提高精度 3. 在Initialization中選擇Standard Initialization、Compute from inlet 4. 在Run Calculation 中將Iterations改為1000 #### 3.3 Results 1. 建立一個countour，可以定義為速度、壓力... ![](https://i.imgur.com/Z7mgJrk.png) ![](https://i.imgur.com/XQS4qbg.png) 2. 使用plot，將Y軸定義為Velocity，選擇axis查看中心軸上的速度變化 ![](https://i.imgur.com/W8xWXek.png) ### 4. Ansys workbench 的Results 1. 使用countour查看管流中速度的變化 ![](https://i.imgur.com/kSqFDq0.png) 2. 使用vector查看速度的向量 ![](https://i.imgur.com/p9dzmEE.png) 3. 查看Streamline ![](https://i.imgur.com/PQw2itw.png) 4. 可以使用動畫來查看Streamline {%youtube UyHM__zOTek%} --- # Ansys Fluent: Flow over cylinder ### Results 1. velocity {%youtube ecvGeKwPCFA%} 2. streamline ![](https://i.imgur.com/4CWkRo6.png) 3. 升力係數對時間的圖 ![](https://i.imgur.com/GICtgBc.png) 4. 阻力係數對時間的圖 ![](https://i.imgur.com/iFAgRfd.png) # Ansys fluent: NACA 4412 (2D) ### 1. Geometry 1. 從airfoil tool 下載 NACA 4412 coordinate.csv ![](https://i.imgur.com/ih7cM3G.png) 2. 選取最前面的airfoil 座標，加上group、point、z座標 ![](https://i.imgur.com/k2uM5bh.png) 3. 分成上半部與下半部兩個txt檔 ![](https://i.imgur.com/mZZ8yY0.png) 4. 畫出流場的大小 ![](https://i.imgur.com/GDByOGk.png) 5. 在Concept的3D curve中匯入翼剖面的txt檔 6. 使用Create的Boolem將流場減掉airfoil ![](https://i.imgur.com/1dJQmiQ.png) 7. 在xy平面上再開一個sketch，在翼剖面畫六條線並且投影到原本的surface上。 ![](https://i.imgur.com/8JW3cY9.png) 8. 使整個流場被細分為六個流場，提高解析度 ![](https://i.imgur.com/op0PQqz.png) ### 2. Meshing 1. 在meshing點擊sizing，gemotry的地方依序由右到左、逆時針的點擊7個edge。 ![](https://i.imgur.com/dABM6tF.png) 2. 在meshing點擊sizing，gemotry的地方依序由上到下的點擊3個edge。 ![](https://i.imgur.com/aZhsV5v.png) (黃色的線段) 4. 在meshing點擊sizing，gemotry的地方依序由上到下的點擊4個edge。 ![](https://i.imgur.com/aUmNI98.png) 5. 在meshing點擊sizing，gemotry的地方依序由外到內的點擊4個edge。 ![](https://i.imgur.com/M2OHYLr.png) 6. 在meshing點擊face meshing，逆時針的點擊6個face。 7. Generate mesh ![](https://i.imgur.com/dHtBye1.png) 8. 點擊airfoil的四個邊做named selection ![](https://i.imgur.com/KKomRQH.png) 9. 點擊流場外側做named selection ![](https://i.imgur.com/zm69YYQ.png) 11. 點擊流場後面做named selection ![](https://i.imgur.com/PcU9e3c.png) ### 3. Setup 1. 把model中的vicous改成Spalart-Allmaras (Strain-vorcity based) ![](https://i.imgur.com/KmAkJ4k.png) 2. 把inlet 的速度改為43.9 m/s (Re=300000)，turbulent viscosity ratio 改為 1，velocity specification model改成 Magnitude and direction ![](https://i.imgur.com/I7k1Hp5.png) 3. Reference value compute from inlet ![](https://i.imgur.com/Nf2xpZN.png) 4. 在method 中，將pseudo time method 關掉 5. 在report 中，新增升力和阻力係數 6. 在residual 中，不用檢查x,y,nut 的convergence ![](https://i.imgur.com/j1VDUgM.png) 7. 在initialization 中，選hybrid並initialize 8. Run calculation!!! 9. 得到功角為0時的Cd和Cl ![](https://i.imgur.com/NAaysng.png) ----------------------------------------------------------- ### 如果要改功角 1. 在inlet velocity的x component of flow direction 輸入cos值，y component of flow directioin 輸入sin值 2. Solution 的report definition -> lift x輸入-sin值，y輸入cos值 ![](https://i.imgur.com/dzHsQ7e.png) 3. Solution 的report definition -> drag x輸入cos值，y輸入sin值 ![](https://i.imgur.com/Q7W9Wvd.png) # Ansys fluent NACA 6412 finite wing(AR=7) ### 1. 在catia把3D圖畫好 ![](https://i.imgur.com/6ym1V7O.png) *只需要畫一半的機翼即可 ### 2. 進入SpaceClaim 1. 在workbench開啟geometry和Fluent(with fluent meshing)，並在geometry點右鍵import geometry ![](https://i.imgur.com/ySfvHJ2.png) 2. 點右鍵使用Spaceclaim開啟檔案 3. 在機翼外畫出一個橢圓或圓形(短長軸約為25倍的弦長) ![](https://i.imgur.com/CK1bsw4.png) 4. 記得要將不同的面命名(wall, inlet, outlet, symmetry) ### 3. Ansys fluent watertight workflow (WTW) 1. 在workbench開啟fluent (with fluent meshing) ![](https://i.imgur.com/JUoVuXO.png) *將調整好的geometry拉到mesh中 2. Local sizing 2.1 Growth rate是 2.2 Size control type是 2.3 在add local sizing 中將wall(機翼)的target mesh size改為機翼弦長最短的1/100倍，確保在機翼最短處有足夠的mesh ![](https://i.imgur.com/fS5nXQX.png) 2.4 BOI 2.5 FOI 3. Create Surface Mesh 3.1 minimum size 3.2 maximum size 3.3 size function 3.4 curvature normal angle ![](https://i.imgur.com/Xn24z13.png) ![](https://i.imgur.com/IxPgcj7.png) 4. Describe Geometry 4.1 Update boundary: 確認一開始命名的面的邊界 ![](https://i.imgur.com/8KB4zsu.png) ![](https://i.imgur.com/apxYjeY.png) 5. Update Region ![](https://i.imgur.com/VaANSwU.png) 確認物體是流體還是固體 6. Create Volume mesh 7.1.1 Offset method type * last-ratio ![](https://i.imgur.com/ifyDRwf.png) 8. Examine the mesh 8.1 Orthongal Quality: The value ranges from 0 to 1, which 0 is poor and 1 is good. The recommended value should be greater than 0.1. ![](https://i.imgur.com/Xe4ds17.jpg) ![](https://i.imgur.com/UpnQXtV.png) 8.2 Skewness: ![](https://i.imgur.com/elIGqIE.png)