HƯỚNG dẫn PHÂN TÍCH DÒNG CHẢY ANSYS

Đây là tài liệu hướng dẫn về phần mềm Ansys 14. Tài liệu hưỡng dẫn cụ thể về cách phân tích dòng chảy qua lỗ hình trụ thông qua phần mềm Ansys 14. Đây là tài liệu hướng dẫn về phần mềm Ansys 14. Tài liệu hưỡng dẫn cụ thể về cách phân tích dòng chảy qua lỗ hình trụ thông qua phần mềm Ansys 14.

Phân tích dòng chảy qua lỗ hình trụ

Bạn mở phần mềm Ansys 14 lên, đây là giao diện chính của phần mềm

Từ giao diện chính bạn bấm chuột phải và chọn New Analysis Systems và chọn

Fluid Flow (FLUENT) để phân tích dong chảy

Bạn bấm chuột phải vào Fluid Flow và chọn Properties

Bạn nhìn phía bên góc phải màn hình xuất hiện hộp thoại Properties

Bạn tìm đến dòng có số 17 Analysis Type: bạn chọn ở bên cột Value thành 2D

Sau đó quay trở lại hộp thoại chính và click đôi chuột vào Geometry

Bạn click đôi chuột vào Geometry, sau đó đợi một chút hệ thống sẽ xuất hiện hộp thoại ANSYS Workbench Trong hộp thoại bạn chọn lại đơn vị là mm, sau đó nhấn Ok để tiếp tục

Để tạo bản vẽ phác thảo, bạn chọn vào 1 mặt phẳng bất kì sau đó chọn vào biểu

tượng Look At Face, sau đó nhìn bên góc trái màn hình chọn sang tab Sketching

Khi chọn sang tab Sketching, trong vùng này sẽ xuất hiện đầy đủ các công cụ,

lệnh vẽ cần thiết cho quá trình tạo phác thảo 2D Bây giờ bạn tiến hành click vào lệnh

vẽ đường tròn

Sau đó di chuyển con trỏ chuột sang vị trí gốc tọa độ bên vùng đồ họa click chuột trái để xác định tâm của đường tròn và rê chuột sang vị trí khác click chuột lần nữa để xác định độ lớn tương đối cho cung tròn

Tiếp theo bạn rê chuột sang vùng chứa các nhóm lệnh và click chọn vào lệnh vẽ hình chữ nhật Và vẽ hình chữ nhật như hình

Sau khi đã vẽ xong các bạn sẽ ràng buộc các kích thước cho hai đối tượng vừa

vẽ Trong hộp thoại Sketching toolboxes bạn click chọn vào Tab Dimension để mở rộng vùng và chọn các lệnh ghi kích thước cần thiết

Bạn click chọn vào biều tượng Diameter để xác định kích thước độ lớn cho đường tròn

Sau đó rê chuột sang vị trí đố họa chọn vào đường tròn, khi này trên đường tròn xuất hiện kích thước D1 Không như những phần mềm 3D khác bạn có thể xác định kích thước liền lúc này

Tương tự bạn tiến hành xác định các kích thước còn lại cho hình chữ nhật với gốc tọa độ

Sau khi đã xác định các kích thước, vị trí cho 2 đối tượng bạn rê chuột sang vùng phía dưới góc phải màn hình tìm đến vùng Details View Khi này bạn click chuột vào từng kích thước và sửa lại với những giá trị như sau:

Bạn lưu ý: khi chọn vào giá trị kích thước nào thì 2 đối tượng đó sẽ sáng lên màu xanh Ví dụ bạn chọn vào kích thước L4 thì 1 cạnh của hình chữ nhật và trục tọa độ sẽ sáng lên như hình

Tiếp theo bạn vào Concept chon Surface From Sketches

Sau đó bạn nhấn vào dấu + phía trước mặt phằng chứa sketch để mở rộng và chọn vào sketck vừa vẽ và di chuyển chuột xuống vùng Details View, tìm đến dòng Base Objects và nhấn Apply Kế tiếp nhấn chuột vào lệnh Generate

Khi này trên vùng phác thảo sketch chuyển thành màu như hình

Như vậy công việc tạo biên dạng cho chi tiết đã xong, bạn tiến hành lưu lại và chuyển sang bước kế tiếp Bạn vào File > Save Project

Sau đó chọn đường dẫn và lưu lại chi tiết với tên “Cly”

Bước tiếp theo bạn sẽ tạo lưới cho chi tiết Trên màn hình bạn clich đôi chuột

vào Mesh

Hệ thống chuyển sang giao diện Meshing Trong giao diện bạn chọn vào biểu

tượng như hình để lọc và chọn các đối tượng là những đường

Tiếp theo bạn rê chuột sang đối tượng và chọn vào lỗ tròn nhỏ nằm ở giữa, sau

đó nhấn chuột phải chọn Create Name Selection

Hộp thoại Selection Name xuất hiện bạn nhập tên cho group là: clyinder-wall, sau đó nhấn chọn Ok để tiếp tục

Tiếp theo bạn chọn vào 2 cạnh của hình chữ nhật như hình và bấm chuột phải trên cạnh đã chọn và chọn vào lệnh Create Named Seletion

Hộp thoại Selection Name xuất hiện bạn nhập vào vùng name là: wall sau đó chọn Ok để tiếp tục

Tượng tự, các cạnh còn lại của hình chữ nhật bạn làm tương tự

Bạn chọn vào cạnh bên trái hình chữ nhật sau đó nhấn chuột phải và chọn Create Name Selection

Hộp thoại Selection Name xuất hiện,bạn nhập vào ô name với tên là: inlet và nhấn Ok để tiếp tục

Và bạn chọn vào cạnh cuối cùng bên phải hình chữ nhật, nhấn chuột phải và chọn Create Name Selection

Hộp thoại Secletion Name xuất hiện bạn nhập vào ô Name là: outlet và nhấn ok

Tiếp theo trên cây phả hệ bạn click chọn vào Mesh và di chuyển lên chọn lệnh Generate Mesh

Bạn đợi trong giây lát để hệ thống phân tích và chi chi tiết thành các phần tử nhỏ Việc phân tích nhanh hay chậm phụ thuộc vào độ phức tạp của chi tiết cũng như tốc độ xử lý của máy tính bạn

Sau khi quá trình phân tích hoàn tất bạn phóng to chi tiết lên để quan sát các các lưới lưới phủ lên chi tiết có hình dạng như hình Tuy nhiên mật độ chia của lưới còn khá thưa như vậy việc tính toán, phân tích thì độ chính xác sẽ không tốt nhất Nếu muốn tăng thêm độ chính xác cho quá trình phân tích bạn tiến hành chỉnh sửa lại những thông số sau:

Trên cây phả hệ bạn tìm đến Mesh, nhấn chuột phải vào và chọn Method

Sau đó rê chuột ra vùng đồ họa chọn vào đối tượng body màu xanh như hình, trong vùng Definnition, ở dòng menthod bạn chọn Triangles sau đó bạn chọn Apply

ở dòng Geometry phía bên góc trái màn hình như hình

Bạn nhận thấy các lưới chia trên chi tiết đã được chia nhỏ và phủ dày hơn, tuy

nhiên mật độ chia và khoảng cách chia ở vòng tròn ở giữa vẫn chưa hợp lý nhất Bạn

có thể thấy những ô lưới được chia nhỏ hơn nhưng chưa đủ mịn như hình dưới

Bạn tiến hành thiết lập lại thông số kích thước, độ mịn, mật độ chia lưới cho chi

tiết như sau:

Trong hộp thoại Details of Mesh bạn tìm đến vùng Sizing Ở dòng relevance

center bạn chọn Fine, ở dòng Smoothing bạn chọn High Sau đó rê chuột lên phía trên chọn Update

Bạn đợi một chút cho phần mềm phân tích và cập nhật lại lưới sẽ thu được kết quả như hình

Bạn có thể kéo thanh trượt dọc xuống bên vùng Details of Mesh để xem các thông tin chi tiết của lưới như:

Curvature Normal Angle: góc độ đường cong

Min size: kích thước nhỏ nhất

Max Face Size: kích thước bề mặt tối đa

Max size: kích thước tối đa

Growth Rate: tỉ lệ chia

Minimum Edge Length: độ dài ngắn nhất của ô lưới

Kế tiếp để cài đặt các thông số lưới cho vòng tròn nhỏ trong cùng bạn làm như sau:

Trên cây phả hệ, tìm đến mục Mesh bấm chuột phải chọn Insert > Refinement

Sau đó chọn vào biểu tượng như hình để bật bộ lọc và chọn vào cạnh của đường

tròn nhỏ

Sau đó bạn rê chuột xuống vùng Detail of Refinement Ở dòng Geometry nhấn

Apply Dòng Refinement bạn chọn 3

Sau đó rê chuột lên chọn Update, đợi một chút cho phần mềm phân tích, sau đó phòng lớn khu vực vòng tròn nằm ở giữa lên bạn sẽ thấy mật độ chia lưới như hình

Như vậy qua trình tạo lưới cho chi tiết đã hoàn tất, bạn tiến hành lưu lại bằng cách Từ File chọn Save Project, sau đó thu nhỏ cửa số xuống

Trên hộp thoại của màn hình đồ họa chính bạn click đôi chuột vào Setup để thiết lập các thông số đầu vào dung sai cho quá trinh tính toán,…

Hộp thoại FLUENT Launcher xuất hiện bạn chọn Ok để tiếp tục

Khi này phần mềm bắt đầu cập nhật các dữ liệu như hình

Nhìn phía bên trái có một list danh sách các đối tượng cần chỉnh sửa thiết lập

thông số, bạn lần lượt làm theo các bước sau

Bạn click chuột vào General, hộp thoại General xuất hiện bạn chọn các thông số

cài đặt như hình nhấn chọn vào Check

Sau đó nhìn xuống phía góc dưới màn hình ,có các thông số xuất hiện như thể tích phân tích, diện tích bề mặt phân tích

Kế tiếp bạn click chọn Models, hộp thoại Model xuất hiện bạn click đôi chuột vào Viscous-Laminar Hộp thoại Viscous Model xuất hiện bạn chọn vào Laminar sau

đó click chọn Ok

Tiếp theo bạn thiết lập vật liệu Hộp thoại Meterial xuất hiện bạn chọn Air Và nhấn chọn Create/Edit

Hộp thoại Create/Edit Materials xuất hiện, bạn nhập các thông như hình vào sau

đó chọn Change/Create

Bạn click chuột vào Boundary Conditions, hộp thoại xuất hiện bạn chọn vào Clyinder-wall và nhấn chọn Edit

Hộp thoại Wall xuất hiện bạn chọn sang tab Momentum và nhập các thông số như hình sau đó chọn OK

Hệ thống quay trở lại hộp thoại Boundary Conditions, bạn click chuột vào Inlet

và chọn Edit

Hộp thoại Velocity Inlet xuất hiện bạn nhập vào giá trị tốc độ đầu vào là 0,25 sau đó chọn Ok

Hệ thống quay trở lại hộp thoại Boundary Conditions bạn click chuột chọn Wall sau đó chọn Edit

Hộp thoại wall xuất hiện ở vùng Shear Condition bạn chọn Specified Shear và chọn ok

Sang thiết lập cho mô phỏng có nhiều sự lựa chọn như moment, Drag, … nhưng trong trường hợp này ta chọn Create

Tiếp theo đến phần cài đặt Solution Initialization, trong vùng Initialization

Methods bạn chọn chế độ Standard Initialization Ở mục Computer bạn chọn Inlet, và nhấn chọn Initalle

Bây giờ chuyển sang bước tinh toán, bạn chọn số lần lặp của bước tính toán ở ô Number of Itertions là 500 Số lần lặp các lớn thì mức độ chính xác của phép tính càng cao nhưng điều này làm thời gian tính toán của bạn kéo dài hơn Sau khi đã nhập

số lần lặp bạn nhấn chuột chọn Calculation

Trên vùng đồ họa xuất hiện hộp thoại Working và biểu đồ đang chạy tạo nên các đường thẳng gấp khúc Quá trình này có thể diễn ra trong vài phút

Sau khi quá trình tính toán diễn ra hoàn tất bạn chuyển sang mục Results để xuất báo cáo kết quả của quá trình tính toán

Bạn chọn vào Graphics and Animations, hộp thoại xuất hiện, ở vùng Graphic

bạn chọn Contourns và click vào Set up

Hộp thoại contours xuất hiện bạn tích chọn các tùy chọn trong mục Option như hình và nhấn chọn Display để hiển thị, xem kết quả

Để xem kết quả lưu tốc dòng chạy bạn chọn các tùy chọn như sau :

Contours of: bạn chọn Velocity

Sau đó click chọn display

Kết quả hiện thị lưu tốc dòng chảy như hình Bạn dựa vào dải màu bên cạnh để

xác định kết quả

Tiếp theo bạn click Ok để quay về hộp thoại Graphics and Animation Trong hộp thoại bạn chọn vào Vector sau đó click vào setup

Hộp thoại vertor xuất hiện bạn click chọn Display để phần mềm hiển thị các phương hướng, vertor dòng chảy

Trong vùng surface bạn có thể chọn nhiều tùy chọn hơn để xem các kết quả

Bạn phóng to vùng cần quan sát, ở đây tôi phóng to chỗ gần lỗ tròn trung tâm

Phóng to hơn ở vùng bên cạnh, bạn sẽ thấy rõ hơn hướng của dòng chảy cũng

như độ lớn cũa vận tốc các phần tử

Trong hộp toại Graphics anh Animations bạn chọn vào Pathiness và click chọn vào Setup

Hộp thoại Pathlines xuất hiện, trong vùng Release from Surface bạn chọn

Interior surface-body Vùng Pulse Mode bạn chọn tùy chọn Continuous Sau đó click chọn vào Display

Trên màn hình xuất hiện kết quả như hình, bạn có thể lưu lại kết quả bằng cách

vào File > Save Picture