به حداقل رساندن افت فشار با Adjoint Solver (RBF) ، شبیه سازی با انسیس فلوئنت

۱,۴۵۲,۰۰۰ تومان تخفیف دانشجویی

  • در این پروژه به بهینه سازی هندسه یک لوله U شکل به منظور به حداقل رساندن افت فشار با Adjoint Solver (RBF) با استفاده از نرم افزار انسیس فلوئنت (ANSYS Fluent) پرداخته ایم. 
  • هندسه دو بعدی این پروژه را با نرم افزار ANSYS Design Modeler ترسیم کرده ایم و مش بندی آن را با نرم افزار ANSYS Meshing انجام داده ایم.
  • نوع مش ساختاریافته بوده و تعداد سلول های محاسباتی 26400 سلول می باشد.
  • افت فشار را در سه مرحله مینیمم کرده ایم.
  • از Adjoint Solver برای انالیز حساسیت شکل 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.

اگر به ویدیو آموزشی هندسه و مش یک محصول نیاز دارید، میتوانید این گزینه را انتخاب کنید.

در صورتی که نیاز به مشاوره تخصصی از طریق فیلم آموزشی دارید، این گزینه پشتیبانی فنی 1 ساعته در اختیار شما قرار می دهد.

توضیحات

شرح پروژه به حداقل رساندن افت فشار با Adjoint Solver (RBF)

در این پروژه به بهینه سازی هندسه یک لوله U شکل به منظور به حداقل رساندن افت فشار با Adjoint Solver (RBF) با استفاده از نرم افزار انسیس فلوئنت (ANSYS Fluent) پرداخته ایم. 

هدف ما بهینه‌سازی طراحی این مدل با استفاده از حل‌کننده Adjoint و بهینه‌ساز مبتنی بر گرادیان است. چنین مدلسازی در سه مرحله انجام می شود. ابتدا شبیه سازی جریان معمولی را انجام می دهیم. در مرحله دوم حساسیت را با حل کننده الحاقی تحلیل می کنیم. در نهایت، طراحی مدل را برای دستیابی به عملکرد بهینه با بهینه ساز مبتنی بر گرادیان تغییر می دهیم.

حل کننده الحاقی مجموعه ای از داده ها را ارائه می دهد که در قالب تجزیه و تحلیل حساسیت بیان می شود. ما روی حساسیت شکل تمرکز می کنیم. این ابزار مشخص می کند که کدام ناحیه از هندسه بیشترین تأثیر را بر عملکرد سیستم دارد. بنابراین باید یک پارامتر هدف را تعریف کنیم. این پارامتر خروجی قابل مشاهده نامیده می شود. در کار حاضر افت فشار را قابل مشاهده تعریف کرده ایم. بنابراین، حل الحاقی بر اساس افت فشار در لوله است. هر جا که حساسیت بیشتری نشان داده شود، یعنی جابجایی مرز یا تغییر شکل شکل طرح، تأثیر بیشتری بر افت فشار دارد.
ما از داده های تحلیل حساسیت در بهینه ساز مبتنی بر گرادیان استفاده می کنیم. در این ابزار نحوه تغییر قابل مشاهده را مشخص می کنیم. به عنوان مثال در این پروژه کاهش افت فشار را در نظر می گیریم. این به معنای تغییر هندسه لوله برای به حداقل رساندن افت فشار است. این تغییرات باید منجر به طراحی بهینه شود.
هندسه پروژه را با استفاده از نرم افزار ASNYS Design Modeler مدلسازی کردیم. این مدل ناحیه محاسباتی داخل یک لوله با خمش U شکل است. سپس با نرم افزار ANSYS  Meshing مدل را مش بندی کردیم. مش مدل ساختاریافته است و تعداد سلول ها برابر با 26400 است.

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 قابل مشاهده 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 از ناحیه 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 رخ دهد. هنگامی که شکل 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 می دهیم، بنابراین می توانیم کاهش 3٪ در افت فشار را در ده مرحله مشاهده کنیم.

نتایج پروژه به حداقل رساندن افت فشار با Adjoint Solver (RBF) 

همانطور که گفتیم شبیه سازی حاضر در سه مرحله متوالی انجام می شود. بنابراین ما نتایج را در سه مرحله بررسی کردیم. در شبیه سازی جریان معمولی، خطوط سرعت و فشار را به دست آوردیم. این خطوط 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. ما حساسیت را در محلول الحاقی تحلیل کردیم. ما 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 راه 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 Pa بود که پس از انجام مراحل دوم و سوم این افت فشار به مقدار 8.1441545 Pa 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 شکل 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 یافت.

Shape 1 2

نقد و بررسی‌ها

هنوز بررسی‌ای ثبت نشده است.

Leave a customer review

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

Back To Top
جستجو
Whatsapp تماس با واتس آپ