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analisi accoppiata ansys-cfx

Ste

Utente poco attivo
Professione: studente
Software: Ansys
Regione: Toscana
#1
sto effettuando uno studio dove devo analizzare ciò che succede all'interno di un tubo di materiale con modulo di young = 0.4 MPa in cui scorre un fluido di cui è noto l'andamento della portata in massa all'ingresso e l'andamento delle pressioni in uscita. Il problema deve essere risolto con un analisi accoppiata tra ansys workbench e cfx, ma ottengo un errore con codice #002100061 , nell'ansys out file viene specificato :
One or more elements have become highly distorted. Excessive
distortion of elements is usually a symptom indicating the need for
corrective action elsewhere. Try ramping the load up instead of step
applying the load (KBC,1). You may need to improve your mesh to
obtain elements with better aspect ratios. Also consider the behavior
of materials, contact pairs, and/or constraint equations. If this
message appears in the first iteration of first substep, be sure to
run shape checking of elements
Dunque ho provato ad aumentare il modulo di Young del tubo e l'errore scompare per moduli nell'ordine di 10^9 Pa...decisamente troppo grandi per il mio problema.....qualcuno ha dei suggerimenti?
 

Zaxxon

Utente Standard
Professione: Progettista Termico e Strutturale
Software: Ansys, CFX, Icem CFD, Flotherm
Regione: Abruzzo
#2
Potresti chiarire un pò di più il tipo di studio che stai conducendo?
Postare qualche immagine, condizioni al contorno etc..
Cosi' a occhio sembra che la tua mesh non riesca a catturare bene le deformazioni che avvengono, ma potrebbe tranquillamente essere che stai sbagliando con i parametri in ingresso...

Facci capire qualcosa in più! :p

ZaxX
 

Vmax

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#3
Mi accodo a Zaxxon, abbiamo bisogno di maggiori informazioni.

Così a sentimento il problema potrebbe essere che parti da una condizione troppo distante da quella di convergenza e che il solutore non riesca ad agganciare un percorso di convergenza per le deformate nel solido. Il che spiegherebbe perché con un modulo di Young enorme sul materiale risolvi il problema, sostanzialmente congeli le deformazioni...
 

Ste

Utente poco attivo
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Regione: Toscana
#4
si, allora.......intanto (scusate la mia ignoranza), ma nn sò come postarvi eventuali immagini, cmq vi elenco le caratteristiche del problema, comprese condizioni al contorno e
Geometria: si tratta di un tubo di lunghezza 127,6 mm diametro interno 5,8 mm e spessore della parete 0,55 mm. A 2,2 mm dall'imbocco c'è un restringimento del lume dovuto ad una placca di forma toroidale di materiale differente da quello costituente il tubo. All'interno del tubo scorre un liquido con densità = 1049 kg/m^2 e viscosità 0,004 kg/m*s.
Materiali:
Tubo=> Young= 0,4 MPa Poisson=0,499
Placca=> Young=1,6 MPa Poisson=0,499
Workbench:
connessioni-i due elementi (tubo e placca) sono connessi in maniera manuale "senza separazioni"
mesh-"centro di importanza=grosso", "controllo di forma=normale meccanico", "gradualita=bassa", "transizione=veloce", "dimensione elemento 0,1 m".
analisi dinamico flessibile
ora di fine incremento 1s
passo temporale 0,05s
vincolato con incastro sul bordo di ingresso
l'interfaccia fluido solido è ovviamente la superficie interna della placca e del tubo
CFX:
La mesh è stata realizzata con elementi fluid 142 in ansys, la simulazione è di tipo "transient", "ansys multifield" con fine incremento e passo temporale = ad workbench.
Il default domain è non bouyant, stazionario con pressione di riferimento 1 atm e turbolenza a bassa intensita (1%)
In ingresso è impostata come condizione al contorno la portata in massa del fluido che segue una ben determinata legge con valori compresi tra -0,002 0,02 kg/s, mentre in uscita è la pressione ad essere nota e compresa tra 11000 e 18000 Pa.
 

Zaxxon

Utente Standard
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Regione: Abruzzo
#5
I problemi poterbbero essere ancora 1000,
visto che sei studente io comincerei a fare un'analisi statica del solo tubo esterno con una pressione media ragionevole e intanto testi il modello.
Prova e facci sapere.

ZaxX
 

Ste

Utente poco attivo
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Regione: Toscana
#6
gia fatta, in realta questa simulazione è la validazione del modello gia implementato. Nell'analisi precedente ( prima statica, poi transitoria senza la stenosi ed infine questa ) il modello nn aveva problemi. Provo a raffinare ulteriormente la mesh del tubo per vedere cosa succede
 

Vmax

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#7
Oltre che raffinare la mesh del tubo io partirei con una condizione iniziale senza stenosi del tubo e con flusso sviluppato, poi abbasserei il timestep sia per la cfd che i passi di carico per lo strutturale...
i miei 2 cent
 

Ste

Utente poco attivo
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Regione: Toscana
#8
ok...il tubo senza stenosi faceva parte dell'analisi precedentemente effettuata dove il problema convergeva a soluzione....invece non ho ancora provato ad abbassare il time step, ci provo e poi vi dico....grazie
 

Vmax

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#9
L'idea era anche quella di partire con il flusso risolto nel tubo indeformato come condizione iniziale della FSI.
 

Ste

Utente poco attivo
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Regione: Toscana
#10
vi posto l'error log di ansys

/COM,ANSYS RELEASE 11.0 UP20070125 13:38:06 02/04/2008

*** WARNING *** CP = 2.359 TIME= 13:38:08
Some of the defined and selected elements did not require fluid solid
interface. Use the SFELIST,ALL,FSIN command to view a list of
elements that did have fluid solid interface stored.

*** WARNING *** CP = 4.766 TIME= 13:38:38
The component MFLC_1_1_DISP_2 was created for MFLC,1,1,DISP,2 command
to display improperly mapped nodes. Set /debug,,2 for more
information on improperly mapped nodes.

*** WARNING *** CP = 6.266 TIME= 13:38:39
The component MFLC_1_2_FORC_1 was created for MFLC,1,2,FORC,1 command
to display improperly mapped nodes. Set /debug,,2 for more
information on improperly mapped nodes.

*** WARNING *** CP = 9.172 TIME= 13:38:46
Element shape checking is currently inactive. Issue SHPP,ON or
SHPP,WARN to reactivate, if desired.

*** WARNING *** CP = 9.203 TIME= 13:38:46
SOLID186 wedges are recommended only in regions of relatively low
stress gradients.

*** WARNING *** CP = 9.250 TIME= 13:38:46
Material number 4 (used by element 5175 ) should normally have at least
one MP or one TB type command associated with it. Output of energy by
material may not be available.

*** WARNING *** CP = 57.188 TIME= 13:39:42
Material number 4 (used by element 5175 ) should normally have at least
one MP or one TB type command associated with it. Output of energy by
material may not be available.

*** WARNING *** CP = 104.047 TIME= 13:40:36
Material number 4 (used by element 5175 ) should normally have at least
one MP or one TB type command associated with it. Output of energy by
material may not be available.

*** WARNING *** CP = 150.922 TIME= 13:41:31
Material number 4 (used by element 5175 ) should normally have at least
one MP or one TB type command associated with it. Output of energy by
material may not be available.

*** ERROR *** CP = 182.219 TIME= 13:42:04
One or more elements have become highly distorted. Excessive
distortion of elements is usually a symptom indicating the need for
corrective action elsewhere. Try ramping the load up instead of step
applying the load (KBC,1). You may need to improve your mesh to
obtain elements with better aspect ratios. Also consider the behavior
of materials, contact pairs, and/or constraint equations. If this
message appears in the first iteration of first substep, be sure to
run shape checking of elements.


*** WARNING *** CP = 182.234 TIME= 13:42:04
The unconverged solution (identified as time 1.E-09 substep 999999) is
output for analysis debug purposes. Results should not be used for
any other purpose.
 

frankluke

Utente poco attivo
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Software: cfx
Regione: toscana
#11
salve sono uno studente che sta svolgendo la tesi con ansys cfx. sto cercando di modellare una valvola di aspirazione di un motore ma non riesco a implementarne la chiusura completa in quanto ovviamente ad un certo punto la mesh in movimento fa collassare degli elementi. volevo sapere se per caso c'è la possibilità di creare dei wall che si attivano per determinati intervalli di tempo in modo di portare a termine la simulazione. grazie
 

Zaxxon

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Regione: Abruzzo
#12
:eek:
anche io mi sono scontrato con lo stesso problema un po' di tempo fa...
...all'epoca pero' con CFX questo problema non era superabile e anche se di piccola dimensione, negli elementi alla chiusura ad elevate pressioni si aveva cmq un trafilamento...chiaramente inaccetabile...
...mi rivolsi ad un amico collega che usava star-cd.

Ciao,

ZaxX
 

Vmax

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#13
Posso confermare,
salvo stratagemmi ad hoc spesso afflitti da problemi di accuratezza e/o stabilità numerica, non mi risulta sia possibile con CFX simulare la chiusura completa. Su problematiche di questo tipo è molto più indicato StarCD, in particolare il modulo es-ice, ampiamente utilizzato da moltissime case motoristiche.

Ciao