Описание архитектуры и процесса решения типовых задач посредством пакета FlowVision


Кафедра системного программирования ЮУрГУ, 2007.

1. Общая структура пакета

Пакет FlowVision представляет собой единую интегрированную среду, объединяющую препроцессор, солвер и постпроцессор.

Рис. 1 Схема постановки и решения задачи с использованием пакета FlowVision.

Рассмотрим, за какие этапы процесса постановки и решения задачи отвечает каждый узел пакета.

Препроцессор выполняет следующие основные функции:

·  Построение геометрической основы задачи ― расчетной области, которая формируется с помощью внешних программ и затем импортируется в Flow Vision.

·  Физико-математическая постановка задачи: выбор модели для внутренних точек расчетной области, а также задание граничных условий, а для нестационарных задач ― начальных условий.

·  Ввод параметров расчетной сетки и численного метода для численного решения задачи.

Солвер обеспечивает численное решение поставленной задачи и как таковой «невидим» для пользователя.

Постпроцессор служит для вывода и представления, прежде всего визуализации полученных в результате расчетов данных. Важно, что данные могут выводиться на любом этапе расчета, и это позволяет отслеживать динамику моделируемого процесса. Результаты анализа данных постпроцессором можно сохранить в виде отдельных файлов.

2. Типы файлов FlowVision

Пакет FlowVision данные о промежуточных расчетах, модели хранит в файлах с расширением fvt.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Постпроцессор FlowVision поддерживает возможность выгрузки характеристик по исследуемой величине в файл с расширением glo. Это позволяет производить дальнейший анализ данных в другой программе, например в MS Excel.

3. Процесс постановки и решения типовой задачи посредством пакета FlowVision

3.1 Постановка задачи

Рассмотрим одну из типовых задач, решаемых посредством пакета FlowVision. В качестве примера, возьмем задачу течения несжимаемой жидкости по системе труб. Для построения геометрии задачи используем пакет SolidWorks.

Создадим простую систему, состоящую из нескольких элементов, по которой будет течь жидкость. Для этого сначала создадим каждый элемент как отдельную деталь (Рис. 2).

Рис. 2 Детали геометрии задачи.

Из деталей необходимо создать сборку, которая и будет являться системой труб (Рис. 3). После комбинирования деталей, раскрасим грани, для того чтобы препроцессор FlowVision распознал их как граничные условия.

Рис. 3 Сборка из деталей.

Созданную геометрию импортируем в препроцессор FlowVision (Рис. 4).

Рис. 4 Импорт геометрии в FlowVision.

Далее необходимо описать физику модели, задать начальные значения величин, параметры модели, параметры веществ. Определить типы граничных условий: стенка, вход/выход, свободный выход и т. д. Задать расчетную сетку (Рис. 5).

Рис. 5 Создание расчетной сетки в FlowVision.

3.2 Решение и анализ задачи

После задания параметров модели, можно переходить к расчету. Расчет выполняется по кнопке «построить расчетную сетку и начать процесс расчета». Результаты расчета можно наблюдать в постпроцессоре. Для этого необходимо создавать слои, в которых будут визуализироваться элементы задачи. Создадим слой для шаблона плоскости, где заливкой будет отображено давление в трубах, и слой для отображения векторов скорости (Рис. 6).

Рис. 6 Картина потока воды в трубах.