Презентация на тему: Моделирование течений вязкой несжимаемой жидкости в системах

Реклама. Продолжение ниже
«Моделирование течений вязкой несжимаемой жидкости в системах конечно-элементного анализа»
Место прохождения производственной практики
Задачи прохождения производственной практики
Ознакомление с программными комплексами Elmer FEM и OpenFOAM
Ознакомление с программными комплексами Elmer FEM и OpenFOAM
Ознакомление с программными комплексами Elmer FEM и OpenFOAM
«Моделирование течений вязкой несжимаемой жидкости в системах
«Моделирование течений вязкой несжимаемой жидкости в системах
«Моделирование течений вязкой несжимаемой жидкости в системах
«Моделирование течений вязкой несжимаемой жидкости в системах
«Моделирование течений вязкой несжимаемой жидкости в системах
«Моделирование течений вязкой несжимаемой жидкости в системах
«Моделирование течений вязкой несжимаемой жидкости в системах
«Моделирование течений вязкой несжимаемой жидкости в системах
«Моделирование течений вязкой несжимаемой жидкости в системах
«Моделирование течений вязкой несжимаемой жидкости в системах
«Моделирование течений вязкой несжимаемой жидкости в системах
«Моделирование течений вязкой несжимаемой жидкости в системах
«Моделирование течений вязкой несжимаемой жидкости в системах
«Моделирование течений вязкой несжимаемой жидкости в системах
«Моделирование течений вязкой несжимаемой жидкости в системах
«Моделирование течений вязкой несжимаемой жидкости в системах
«Моделирование течений вязкой несжимаемой жидкости в системах
1/23
Средняя оценка: 4.7/5 (всего оценок: 33)
Код скопирован в буфер обмена
Скачать (893 Кб)
Реклама. Продолжение ниже
1

Первый слайд презентации: Моделирование течений вязкой несжимаемой жидкости в системах конечно-элементного анализа»

Выполнил: студент 4 курса группы М-132 специальность 01.03.02 – «Прикладная математика и информатика » Гаринов В.В. Научный руководитель: к.ф.-м.н., старший преподаватель Иванов К.С. МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «КЕМЕРОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Математический факультет Кафедра ЮНЕСКО по ИВТ Кемерово 2017 г. «Моделирование течений вязкой несжимаемой жидкости в системах конечно-элементного анализа»

Изображение слайда
1/1
2

Слайд 2: Место прохождения производственной практики

Цель прохождения производственной практики Ознакомление с пакетом для конечно-элементного анализа Elmer FEM на примере решения различных задач по моделированию движения вязкой несжимаемой жидкости для системы уравнений Навье-Стокса. Центр Новых Информационных Технологий, Кемеровский Государственный Университет

Изображение слайда
1/1
3

Слайд 3: Задачи прохождения производственной практики

Ознакомление с программными комплексами Elmer FEM и OpenFOAM Ознакомление с инструментами для построения сеток Решение двумерных и трёхмерных модельных задач и сравнение результатов Изучение дополнительных возможностей комплекса Elmer FEM

Изображение слайда
1/1
4

Слайд 4: Ознакомление с программными комплексами Elmer FEM и OpenFOAM

Elmer FEM — полнофункциональный математический пакет, ориентированный на математическое моделирование физических процессов и расчет конструкций при помощи метода конечных элементов. Пакет позволяет строить физические модели для решения задач гидродинамики, строительной механики, электродинамики, теплопереноса, акустики и т.д. Является универсальной системой конечно-элементного анализа и распространяется на условиях Open Source.

Изображение слайда
1/1
5

Слайд 5: Ознакомление с программными комплексами Elmer FEM и OpenFOAM

Рис. 1 — пользовательский интерфейс комплекса Elmer FEM

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
6

Слайд 6: Ознакомление с программными комплексами Elmer FEM и OpenFOAM

OpenFOAM   — свободно распространяемый инструментарий вычислительной гидродинамики для операций с полями (скалярными, векторными и тензорными). На сегодня является одним из «законченных» и известных приложений, предназначенных для вычислений методом конечных объёмов. В представленной работе OpenFOAM используется только для сравнения с Elmer FEM в модельных задачах.

Изображение слайда
1/1
7

Слайд 7

Ознакомление с инструментами для построения сеток Самый первый этап при проведении численного расчёта какой-либо задачи это построение сетки. Но уже на этом этапе можно столкнуться с трудностями, связанными с поиском инструмента (или инструментов), пригодных для построения сеток, форматы которых будут поддерживаться всеми используемыми для расчёта комплексами и которые будут парситься ими без ошибок.

Изображение слайда
1/1
Реклама. Продолжение ниже
8

Слайд 8

Ознакомление с инструментами для построения сеток В результате анализа возможностей комплексов Elmer и OpenFoam для построения двумерных сеток был выбран инструмент Gmsh — очень удобный и простой в использовании генератор плоских сеток для Elmer. А при помощи функции Extrude Surface любую двумерную геометрию в нём можно перевести в трёхмерную, которую поддерживает OpenFOAM.

Изображение слайда
1/1
9

Слайд 9

Ознакомление с инструментами для построения сеток Рис. 2 — генератор сеток Gmsh

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
10

Слайд 10

Ознакомление с инструментами для построения сеток Но Gmsh не подходит для построения трёхмерных сеток, так как они неверно распознаются парсером, заложенным в пакет OpenFOAM. В связи с этим, для построения трёхмерных сеток использовался инструмент Salome. Его, в свою очередь, не получилось использовать для построения двумерных сеток, поскольку все расчёты с ними в комплексе Elmer разваливаются по непонятной причине.

Изображение слайда
1/1
11

Слайд 11

Ознакомление с инструментами для построения сеток Рис. 3 — генератор сеток Salome

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
12

Слайд 12

Решение двумерных и трёхмерных модельных задач и сравнение результатов Целью данной работы было проведение ряда расчётов в двумерных и трёхмерных областях комплексами Elmer FEM и OpenFOAM и наглядное сравнение полученных результатов. Для проведения всех перечисленных расчётов была использована постановка в скоростях. Расчёты произведены только для ламинарного случая в связи с огромными затратами времени.

Изображение слайда
1/1
13

Слайд 13

Решение двумерных и трёхмерных модельных задач и сравнение результатов «Течение с уступа», двумерное ламинарное течение Рис. 5 – результат в OpenFOAM Рис. 4 – результат в Elmer FEM

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
1/3
14

Слайд 14

Решение двумерных и трёхмерных модельных задач и сравнение результатов «Течение в канаве», двумерное ламинарное течение Рис. 7 – результат в OpenFOAM Рис. 6 – результат в Elmer FEM

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
1/3
Реклама. Продолжение ниже
15

Слайд 15

Решение двумерных и трёхмерных модельных задач и сравнение результатов «Обтекание цилиндра», двумерное ламинарное течение Рис. 9 – результат в OpenFOAM Рис. 8 – результат в Elmer FEM

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
1/3
16

Слайд 16

Решение двумерных и трёхмерных модельных задач и сравнение результатов «Обтекание квадрата», двумерное ламинарное течение Рис. 11 – результат в OpenFOAM Рис. 10 – результат в Elmer FEM

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
1/3
17

Слайд 17

Решение двумерных и трёхмерных модельных задач и сравнение результатов «Течение с уступа», трёхмерное ламинарное течение Рис. 13 – результат в OpenFOAM Рис. 12 – результат в Elmer FEM

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
1/3
18

Слайд 18

Решение двумерных и трёхмерных модельных задач и сравнение результатов «Течение в канаве», трёхмерное ламинарное течение Рис. 15 – результат в OpenFOAM Рис. 14 – результат в Elmer FEM

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
1/3
19

Слайд 19

Изучение дополнительных возможностей комплекса Elmer FEM Был проведён ряд расчётов модельных задач в двумерном и трёхмерном случаях, но исследование комплекса на этом не закончилось. Так, например, в Elmer FEM зашита поддержка параллельной технологии MPI. Она задействуется для разделения сетки и распараллеливания расчёта с целью экономии времени, когда расчётная область довольно большая, а сетка слишком мелкая.

Изображение слайда
1/1
20

Слайд 20

Изучение дополнительных возможностей комплекса Elmer FEM При визуализации расчёта в ParaView будет заметно склеивание расчётной области, т.к. при параллельном решении задачи каждая отдельная часть сетки считается независимо от остальных, а при визуализации все они объединяются, что и показывает ParaView. Рис. 16 – склеивание расчётной области в ParaView

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
21

Слайд 21

Изучение дополнительных возможностей комплекса Elmer FEM Ниже приведены замеры времени при последовательном и параллельном (на 2 процессорах) решении задач: Тип задачи Количество узлов T( последовательно) T( параллельно) «Течение с уступа», трёхмерное ламинарное течение 2326 1 час 22 мин 25 мин «Течение в канаве», трёхмерное ламинарное течение 8816 9 час 23 мин 8 час 53 мин «Обтекание куба», трёхмерное ламинарное течение 22770 10 час 16 мин 6 час 45 мин На основе таблицы можно с уверенностью сказать, что при распараллеливании задач появляется выигрыш по времени, однако не всегда значительный.

Изображение слайда
1/1
22

Слайд 22

Результаты работы Произведено ознакомление с комплексами Elmer FEM и O penF OAM Сгенерированы двумерные и трёхмерные сетки для этих комплексов Произведён ряд вычислений модельных задач в двухмерном и трёхмерном случаях в обоих комплексах и сравнил результаты Опробована технология распараллеливания расчётов и приведены результаты в виде замеров времени

Изображение слайда
1/1
23

Последний слайд презентации: Моделирование течений вязкой несжимаемой жидкости в системах

Спасибо за внимание!

Изображение слайда
1/1