How to simulate ansys discovery internal flow
Learn how you can use ANSYS Discovery Live to perform preliminary, instantaneous simulations to obtain a viable structural design, followed by ANSYS Discovery AIM for more rigorous mechanical simulations to refine and validate the design. See how a rocker arm can be quickly engineered to your specifications using this powerful combination of simulation solvers. Learn more: https://www.ansys.com/discovery
#ansystutorial #ansysfluent #ansys #ansysdiscovery
Aliran fluida sendiri diatur oleh persamaan atur yang terdiri dari hukum kekekalan massa, momentum, dan energi yang berbentuk persamaan diferensial parsial (PDE). Computational Fluid Dynamics (CFD) menjadi
seni perhitungan numerik untuk menyelesaikan PDE menjadi persamaan aljabar yang dapat dihitung menggunakan bantuan komputer.
CFD akan memberikan prediksi kualitatif dan kuantitatif dari aliran fluida melalui:
Pemodelan matematika (persamaan diferensial parsial).
Metode numerik (teknik diskritisasi dan penyelesaian).
Hasil CFD sendiri tidak akan pernah 100% akurat diakibatkan oleh
Data input yang terlalu banyak tebakan.
Pemodelan matematikan dan numerik yang tidak tepat.
Keterbatasan akurasi akibat keterbatasan kemampuan alat komputasi
Untuk itu, dalam menyelesaikan masalah aliran fluida menggunakan CFD, pengguna perlu mengerti dan memahami kondisi fisik dari aliran untuk memastikan hasil simulasi masuk akal dan tidak menyalahi
persamaan atur yang berlaku.
Prosedur Simulasi CFD
Dalam simulasi CFD, ada prosedur yang harus diikuti, sebagai berikut.
1. Pre-processor
Pendefinisian masalah
2. Processor
Menyelesaikan persamaan numerik
3. Post-processor
Visualisasi dari hasil simulasi
1. Pembangunan geometri/model.
2. Pembangunan grid.
3. Pengaturan properti fluida.
4. Pengaturan kondisi batas.
1. Pengaturan skema diskritisasi (ruang dan waktu).
2. Pengaturan algoritma penyelesaian.
3. Kriteria konvergensi.
1. Analisis data hasil.
2. Visualisasi data hasil.
Pre-processor
Kunci pertama dalam menyelesaikan tahap ini adalah mendefinisikan permasalahan aliran fluida yang akan diselesaikan. Berikut adalah beberapa pertanyaan yang membantu mendefinisikan permasalahan:
Apa saja variabel yang diketahui dalam permasalahan aliran yang akan diselesaikan?
Apa saja fenomena fisik yang terlibat dalam permasalahan aliran?
Apa saja domain geometri dan kondisi operasi dari permasalahan?
Bagaimana tipe dari aliran yang akan diselesaikan (laminar/turbulen, steady/unsteady)?
Apa variabel yang ingin diselesaikan dari simulasi CFD?
https://air.eng.ui.ac.id/index.php?title=C...
Apakah ada cara termudah/termurah/tercepat untuk mencapai tujuan simulasi? (berfungsi sebagai
penyederhanaan simulasi)
Dengan memahami dan berhasil mendefinisikan permasalahan aliran fluida yang akan diselesaikan, Anda akan
dapat memilih model fluida yang cocok serta menyederhanakan proses simulasi sehingga dapat mengefektifkan
penggunaan sumber daya namun tetap dapat memertahankan kualitas dari hasil simulasi.
Processor
Pada tahap ini, sistem PDE akan ditransformasi menjadi sekumpulan persamaan aljabar. Penyelesaian dari
persamaan aljabar ini bergantung dari skema diskritisasi ruang (finite differences/volumes/elements) dan
high/low order approximations, skema diskritisasi waktu (explisit atau implisit), stabilitas, time-step control,
dan kriteria konvergensi.
Ada dua hal yang diperhatikan dalam tahap processor ini. Pertama adalah waktu simulasi, kedua adalah
kualitas hasil simulasi. Pengaturan hal-hal di atas, bersama dengan besar domain geometri dan kemampuan alat
komputasi akan mentukan waktu simulasi.
Selanjutnya, kualitas dari hasil simulasi bergantung pada:
Model matematis dan asumsi yang digunakan.
Tipe pendekatan dan stabilitas dari skema numerik.
Grid, diskritisasi waktu, dan kriteria konvergensi.
Yang dikejar dalam tahap ini adalah mengefektifkan waktu komputasi namun tetap mempertahankan kualitas
hasil. Untuk melakukan hal ini, penting bagi pengguna untuk menyederhanakan model (agar ukuran komputasi
kecil) namun tetap menggunakan asumsi fisik yang sesuai.
Post-processor
Mengeluarkan informasi yang diinginkan dari hasil simulasi dilakukan pada tahap ini. Hal-hal yang dapat
dikeluarkan adalah sebagai berikut:
Perhitungan properti turunan (fungsi aliran, vortisitas, dan lain-lain)
Perhitungan parameter integral (gaya, total massa, dan lain-lain)
Visualisasi
1D data: plot garis.
2D data: streamlines atau kontur.
3D data: isosurface, isovolumes, particle tracing, dan animasi.
Data analisis (error).
Verifikasi dan validasi dari model CFD.
Bagian yang sangat penting dari tahap ini adalah memastikan model terverifikasi dan tervalidasi.
Verifikasi CFD
Verifikasi adalah mencari kesalahan yang terjadi dalam implementasi model. Sederhananya Apa kita
menyelesaikan persamaan dengan benar?. Hal ini dapat dilakukan dengan cara sebagai berikut:
Memeriksa kode CFD.
Memeriksa konvergensi iterasi dengan memantau residu hasil.
Memeriksa konsistensi.
Memeriksa konvergensi grid
