1.5.2.2 Работа в CFD-системе. Препроцессинг (сетка, шаг по времени)

Настройка расчётной сетки.

Для моделирования течения нефти через трубу используется равномерная расчётная сетка.

Ключевым приёмом, позволяющим повысить точность результатов расчёта без существенных дополнительных вычислительных затрат, является локальное измельчение или локальная адаптация расчётной сетки.

Этот приём используется для выделения регионов внутри расчётной области, где присутствуют высокие градиенты тех или иных параметров течения (например, скорость или давление претерпевают существенные изменения на малых пространственных интервалах).

• Пример. При течении жидкости в трубе скорость будет существенно изменяться непосредственно около стенок трубы, поскольку на самих стенках скорость вязкой жидкости равна нулю (граничное условие прилипания).
• Результат. Применение локальной адаптации сетки обеспечивает высокую точность вычисления в областях высоких градиентов и, как следствие, повышает точность численного решения задачи в целом.

Инструменты для локальной адаптации имеются практически во всех промышленных CFD-системах.

(Обращается внимание, что вопросы точного количества узлов сетки (сеточная сходимость) и подробности построения сетки будут рассмотрены в последующих модулях)

 

Задание шага по времени.

После настройки параметров сетки переходят к заданию шага по времени. Выбор способа и величины шага зависит от решаемой задачи и применяемого метода численного решения.

В конкретном случае, а также при решении ряда подобных задач, при задании шага по времени можно опираться на время пролёта частиц жидкости через расчётную область.

• Расчёт. Пролётное время определяется как отношение расстояния, которое должна пройти жидкая частица, к величине её средней скорости.
• Рекомендация. Для стационарных задач (связанных с описанием внутренних течений без циркуляционных зон) шаг по времени может быть задан равным 1/10 от величины такого пролётного времени.

Заданием шага по времени завершается этап препроцессинга. Следующим этапом работы является этап проведения расчёта.