مینیمم سازی افت فشار با Adjoint Solver، شبیه سازی با انسیس فلوئنت
۱,۴۵۲,۰۰۰ تومان تخفیف دانشجویی
- این مسئله به صورت عددی افت فشار در یک لوله خمیده U شکل را با استفاده از نرم افزار انسیس فلوئنت بهینه سازی می کند.
- مدل دو بعدی را توسط نرم افزار Design Modeler طراحی کرده ایم و سپس با نرم افزار ANSYS Meshing آن را مش بندی کردیم.
- نوع مش ساختاریافته است و تعداد سلول های محاسباتی برابر با 26400 است.
- هدف ما در این پروژه، این بوده است که افت فشار (Pressure Drop) را در یک شبیه سازی سه مرحله ای به حداقل برسانیم.
- برای تجزیه و تحلیل آنالیز حساسیت هندسه، از Adjoint Solver استفاده کرده ایم.
- بهینه سازی طراحی با بهینه ساز مبتنی بر گرادیان انجام شده است.
- ما از تابع پایه شعاعی (RBF) برای اعمال مش مورفینگ، استفاده کرده ایم.
بر روی افزودن به سبد خرید کلید کرده و فایل های هندسه، مش و فیلم آموزشی جامع را دریافت کنید.
برای سفارش پروژه خود و یا بهره مندی از مشاوره رایگان، با کارشناسان ما از طریق ایمیل ([email protected])، پشتیبانی آنلاین و یا واتس اپ (09126238673) در ارتباط باشید.
برای کنترل کیفیت خدمات ما میتوانید از محصولات رایگان استفاده کنید.
توضیحات
شرح پروژه مینیمم سازی افت فشار با Adjoint Solver
داین پروژه به مینیمم سازی افت فشار یک لوله U شکل خمیده، به روش مورفینگ مش با استفاده از Adjoint Solver در نرم افزار انسیس فلوئنت (ANSYS Fluent) پرداخته ایم. هدف ما بهینه‌سازی طراحی این مدل با استفاده از حل‌کننده الحاقی (Adjoint Solver) و بهینه‌ساز مبتنی بر گرادیان (Gradient-Based Optimizer) است.
این شبیه سازی در سه مرحله انجام شده است. ابتدا شبیه سازی جریان معمولی را انجام داده ایم. در مرحله دوم به آنالیز حساسیت (Sensitivity) با حل کننده الحاقی پرداخته ایم و در مرحله اخر، طراحی مدل را برای دستیابی به عملکرد بهینه با بهینه ساز مبتنی بر گرادیان تغییر داده ایم.
هندسه این پروژه با نرم افزار ANSYS Design Modeler طراحی شده است و مش بندی آن را با نرم افزار ANSYS Meshing انجام داده ایم. شبکه ایجاد شده با سازمان بوده و دارای 26400 سلول محاسباتی می باشد.
روش های استفاده شده
ما در این پروژه از حل کننده الحاقی برای به دست آوردن داده های حساسیت استفاده کردیم.برای این منظور افت فشار (اختلاف فشار بین ورودی و خروجی) را به عنوان متغیر قابل مشاهده(observable) تعریف کردیم. سپس از داده های حساسیت برای حل بهینه ساز مبتنی بر گرادیان استفاده کردیم.
قبل از حل بهینه ساز مبتنی بر گرادیان، تنظیماتی را در تب Design Tool انجام دادیم. در قسمتی که باید اصلاح شود، فقط دیواره داخلی لوله را برای تغییر شکل تعیین کردیم. سپس یک منطقه مستطیلی در مجاورت خم لوله ایجاد کردیم. ما این مربع را ناحیه ای از دامنه در نظر گرفتیم که قرار است هندسه و تغییرات مش در آن رخ دهد. هنگامی که هندسه تغییر شکل می‌دهد و مرزهای آن جابه‌جا می‌شود، مش اطراف این ناحیه تغییر می‌کند.
برای اعمال تغییرات مش از تکنیک Mesh Morphing استفاده کردیم. سه روش برای شکل دهی مش وجود دارد: چند جمله ای، درون یابی مستقیم و توابع پایه شعاعی (RBF). در این پروژه از RBF برای شکل دهی مش استفاده کردیم. برای تابع پایه شعاعی، تغییر شکل مش از نقاط کنترل درون یابی می شود.
در قسمت Objective مقدار تغییرات قابل مشاهده را تعیین کردیم. به این ترتیب افت فشار 3 درصد کاهش می یابد. ما Design Number را روی ده قرار دادیم، بنابراین می توان کاهش 3٪ در افت فشار را در ده مرحله مشاهده کرد.
نتایج
همانطور که گفتیم شبیه سازی حاضر در سه مرحله متوالی انجام شده است. بنابراین ما نتایج را در سه مرحله بررسی کردیم.
در شبیه سازی جریان معمولی، کانتورهای سرعت و فشار را به دست آوردیم. این کانتورها توزیع سرعت و فشار را در داخل دامنه نشان داد. کانتور فشار نشان می دهد که جریان سیال پس از عبور از خم لوله دچار افت فشار می شود.
سپس حساسیت بدست آمده از روش حل کننده الحاقی را تحلیل کردیم. کانتور حساسیت شکل را در داخل لوله به دست آوردیم. بیشترین حساسیت در مجاورت خم لوله نشان داده شده است. به این معنی که جابجایی مرزی و تغییر شکل شکل در این نواحی بیشترین تأثیر را بر مقدار افت فشار دارد. بنابراین برای کاهش افت فشار، باید روی خمیدگی هندسه تمرکز کنیم.
در مرحله حل نهایی توسط بهینه ساز مبتنی بر گرادیان، هندسه دستخوش تغییر شکل می شود. این جابجایی و تغییر شکل منجر به به حداقل رساندن افت فشار می شود. افت فشار قبل از بهینه سازی برابر با 13.228147 پاسکال بود که پس از انجام مراحل دوم و سوم این افت فشار به مقدار 8.1441545 پاسکال رسید و نتیجه می گیریم که افت فشار 38 درصد کاهش یافته است. همچنین نمودار مکان نقاط مختلف را در دو حالت طراحی اولیه و بهینه نمایش دادیم. ما می توانیم تغییر شکل هندسه و جابجایی مرز را ببینیم. حداکثر جابجایی مرزی برابر با 8.95115e-7 متر و میانگین جابجایی برابر با 3.37765e-7 متر است.
در نهایت می توان گفت که به هدف خود رسیدیم و افت فشار با روش بهینه سازی طراحی کاهش دادیم.
Leave a customer review
تماس با واتس آپ
نقد و بررسی‌ها
هنوز بررسی‌ای ثبت نشده است.