Należy znaleźć zależność pomiędzy prędkością na wylocie z rurociągu o przekroju kołowym a średnicą rurociągu, przy zachowaniu niezmiennego strumienia masy wody przepływającej przez ten rurociąg i stałej długości przewodu. Analizę wykonać dla 5 średnic z zakresu d=<100,300mm>, dla strumienia masy 7,5 kg/s i długości rury 1,5 m
Uruchom sesję pro-viz na zeusie i uruchom Workbench-a zgodnie z opisem Obliczenia ANSYS w usłudze pro-viz .
Otwórz zakładkę Education → ANSYS w oparciu o indywidualny kod dostępu, jak widać poniżej:
Domyślnie otworzy się platforma zarządzania projektem ANSYS Workbench.
Przed przystąpieniem do kolejnych kroków koniecznie zapisz projekt (CTR+S).
Na przestrzeń roboczą dodaj wskazane poniżej komponenty projektu. Komponenty te domyślnie znajdują się po lewej stronie w zakładce: Component Systems. Komponenty dodajemy metodą „chwyć i upuść”.
Komponenty do dodania:
Poniżej pokazano zrzut panelu i okien dialogowych projektu w Workbench
Chwyć komórkę: Geometry z komponentu w bloku A (Geometry) i przeciągnij na komórkę Geometry w komponencie B (Mesh). Następnie z komponentu B przeciągnij komórkę: Mesh na komórkę: Setup w komponencie C (CFX), zgodnie z pokazaną niżej sekwencją
Korzystając w Menu z zakładki: Sketching, rysujemy okrąg o średnicy około 100mm. Używamy w tym celu polecenia: Sketching → Draw → Circle, patrz niżej
Zdefiniuj średnicę jako wymiar parametryczny szkicu deklarując kolejno: Sketching → Dimensions → Diameter.
Następnie kliknij na okrąg w obrębie szkicu, dodany zostanie wymiar D1. W oknie detali wymiaru kliknij na pusty kwadrat obok symbolu D1, w aktywnym oknie wpisz nazwę parametru jako „Srednica” (patrz rysunek). Po zatwierdzeniu, obok wymiaru pojawi się symbol D, oznaczający wartość sparametryzowaną. Dodatkowo w oknie projektu na platformie Workbench dodana zostanie nowa szyna parametrów.
Utwórz geometrię przestrzenną rurociągu, poprzez „wyciągnięcie” szkicu na długość 1,5 m wykonując polecenia: Create → Extrude . W oknie detali wyciągnięcia jako geometrię wskazujemy: Sketch1 i wymiar 1500 mm, patrz rysunek poniżej
Zatwierdzamy zmiany klikając na: Generate
W celu ułatwienia opisu modelu wprowadź nazwy charakterystycznych powierzchni. Charakterystyczne przekroje kontrolne na końcach rury nazywamy odpowiednio: WLOT i WYLOT.
Z narzędzia: Selection Filter wybieramy wskazywanie powierzchni:
Następnie z narzędzi wybieramy nazwy powierzchni wprowadzając: Tools → Named Selection → Wybieramy wskazaną powierzchnię → Wpisujemy nazwę → Generujemy , sposób postepowania w przypadku wlotu pokazano na rysunku poniżej
Operację należy powtórzyć dwa razy (dla Wlotu i Wylotu).
Zamykamy Design Modeler i zapisujemy projekt.
W oknie projektu, przy właściwie wprowadzonej geometrii pojawia się znak poprawnego zdefiniowania komórki . W kolejnym kroku należy wygenerować siatkę numeryczną.
Dwukrotnie kliknij na komórce Mesh w komponencie B. Domyślnie otworzy się zawartość Ansys Meshing z załadowaną wcześniej przygotowaną geometrią.
Kliknij na ikonę siatki (Mesh) w drzewie projektu. Następnie w oknie detali ustaw następujące preferencje:
Wygeneruj siatkę używając polecenia: . Obraz rury i siatki pokazano poniżej
UWAGA: Istnieje ryzyko, że siatka po wygenerowaniu nie jest wyświetlana, pomimo jej istnienia. Wstawienie przekroju siatki rozwiązuje problem doraźnie (Zespół pracuje nad całkowitym rozwiązaniem problemu).
Zamknij ANSYS Meshing i zapisz projekt.
Dwukrotnie kliknij na komórce Setup w komponencie C, domyślnie otworzy się Ansys CFXPre z załadowaną wcześniej przygotowaną siatką numeryczną.
Wczytana wcześniej geometria trafia do domeny domyślnej. Kliknij dwukrotnie w drzewie projektu na domenę domyślną (Default Domain) i w pozycji: Material dokonaj zmiany na wodę (Water).
Kliknij prawym przyciskiem w drzewie projektu na wcześniej zmodyfikowanej domenie. Z menu wybierz i wstaw (Insert): Boundary . Nazwij warunek: WlotRury.
W zakładce: Basic Settings ustaw typ warunku na: Inlet i wybierz alokację dla warunku na powierzchni zdefiniowanej w geometrii jako wlot, zgodnie z przedstawionym poniżej postępowaniem
W zakładce: Boundary Details, w pozycji: Mass and Momentum , w Opcjach wybierz: Mass Flow Rate i ustaw jego wartość na 7.5 kg/s, patrz rysunek
Następnie zatwierdź ten wybór.
Dodaj następny warunek nazywając go: WylotRura.
W zakładce: Basic Settings ustaw typ warunku na: Opening i wybierz alokację dla warunku na powierzchni zdefiniowanej w geometrii jako: Wylot.
W zakładce: Boundary Details, w pozycji: Mass and Momentum , w Opcjach wybierz: Opening Pres. and Dirn i ustaw ciśnienie względne (Relative Presssure) na wartość równą 0 Pa.
Zatwierdź wprowadzone zmiany.
Zamknij CFX-Pre i zapisz projekt.
W komponencie C klikamy prawym na: Solution, wybieramy: Edit. W oknie: Define Run ustawiamy:
Uruchamiamy obliczenia za pomocą: Start Run.
Po zakończeniu iteracji zamykamy CFX Solver Manager i zapisujemy projekt.
Dwukrotnie klikamy na polecenie: Results w komponencie C.
Kliknij dwukrotnie na: WylotRura w drzewie projektu. W detalach ustaw: Mode na: Variable. Jako Variable wybierz: Velocity (prędkość). Zatwierdź zmiany. Rysunek poniżej pokazuje obliczony rozkład prędkości na wylocie z rury
Przejdź do zakładki Expressions. Kliknij w obrębie listy z równaniami, a następnie z menu prawego klawisza myszki wybierz wstaw nowe równanie (NEW), jak to widać na rysunku
Równanie nazwij: PrędkoscWylot i zdefiniuj jako wartość średnią w przekroju wylotowym. Skorzystaj z podanego poniżej równania:
areaAve(Velocity)@WylotRura
Zatwierdź wprowadzone równanie. Równanie zostało dodane do listy. Kliknij na nim i z menu rozwijanego wybierz opcję „użyj jako parametr wyjściowy” (Use as Workbench Output Parameter).
Zauważ, że po tej operacji (zgodnie z rysunkiem) pętla parametrów w Workbenchu się zamknęła
Zamknij CFX Post i zapisz projekt.
Dwukrotnie kliknij na szynę parametrów (Parameter Set). W nowym widoku otworzona zostanie między innymi „Tabela Eksperymentu” (Table of Design Points).
Dodaj kolejne Punkty Projektowe (Design Points) wprowadzając do tabeli kolejne wartości średnic: 100, 150, 200, 250, 300. Rozszerzenie tabeli następuje poprzez wpisanie wartości w komórkę wiersza poniżej aktualnego i jej zatwierdzenie enterem.
W oknie: Outline of All Parameters klikamy na: Charts. Następnie wybieramy: Parameters Charts i ustawiamy osie współrzędnych w następujący sposób:
Dodane zostało nowe okno wykresu.
Na głównym pasku narzędziowym klikamy: Update All Design Points. Kolejne wartości w miarę postępu obliczeń zostaną dodane do wykresu.
Każdorazowo wykonane też zostanie przejście przez wszystkie komórki zdefiniowane w ramach projektu na platformie Workbech.
Macierz eksperymentu i wykres końcowy przyjmują wartość jak pokazano poniżej
Następnie zapisz swój projekt.
W bieżącym punkcie zostanie przybliżona procedura przekierowania obliczeń z maszyny dostępowej na klaster obliczeniowy Zeus z użyciem RSM (Remote Solve Manager).
Analogicznie jak w punkcie 8.1. wprowadź do tabeli dodatkowe punkty projektowe odpowiadające pośrednim wartością średnic tj. 125, 175, 225, 275.
Uruchamiamy RSM z menu Workbencha: Wybieramy Tools → Launch Remote Solve Manager.
Po uruchomieniu Launch Remote Solve Manager czekamy na wyświetlenia listy kolejek, następnie klikamy prawym na My Computer → Set Password i wypełniamy naszym hasłem PLGrid. Zatwierdzamy OK.
Następnie klikamy na "+" pod Queues → plgrid i kilkamy prawym na "gui.zeus.cyfronet.pl" → Test. Nastąpi rozpoczęcie testowania poprawności konfiguracji. Po zakończeniu testu (do kilku minut) status Joba zmieni się z Running na Finished. Klikając na wiersz TestJob dostaniemy informację o jego wyniku.
Po pozytywnym wyniku testu przechodzimy do zlecenia zadania.
Przechodzimy do okna głównego platformy Workbench → Klikamy prawym na komórkę Setup w komponencie C → Wybieramy Properties.
W oknie właściwości (wyświetlone po prawej stronie) zmieniamy ustawienia odpowiednio w pozycjach:
14. Update Option - Submit to Remote Solve Manager
16. Queu - plgrid
Po poprawnym ustawieniu klikamy w głównym pasku narzędziowym Workbench na Update All Design Points. Kolejne zadania obliczeniowe będą zlecane na klaster.
Po zakończeniu obliczeń na klastrze tabela eksperymentu i wykres powinny przyjąć następującą formę.
Zapisz projekt.
Zamykamy platformę Workbench i wylogowujemy się z maszyny dostępowej za pomocą LogOut.