گسسته سازی معادلات در حلگرهای انسیس فلوئنت Spatial Discretization

همانطور که می دانید مهمترین چالش در هر شبیه سازی ، عدم همگرایی در انسیس فلوئنت است. عوامل مختلفی مثل ایجاد هندسه مناسب ، ایجاد یک شبکه یا مش با کیفیت ، تعیین شرایط مرزی درست و … در این مقوله تاثیر گذار خواهند بود. اما اگر به درستی این عوامل اطمینان داشته و هنوز با مشکل عدم همگرایی مواجه هستید پس شاید با استفاده از حلگر های متفاوت و همچنین گسسته سازی معادلات در حلگرهای انسیس فلوئنت ، بتوانید بر مشکل عدم همگرایی غلبه کنید. یکی از گسسته سازی های مهم در فلوئنت ، تغییر روش های درون یابی برای فشار می باشد.

گسسته سازی معادلات و روش های درون یابی فشار در انسیس فلوئنت

زمانی که در بخش جنرال از حلگر مبتنی بر فشار یا Pressure Base استفاده می شود، روش های درون یابی متفاوتی برای محاسبه فشار در دسترس کاربر قرار می ­گیرد که این روش ها عبارت اند از :

1. Standard
2. PRESTO
3. Second Order
4. Linear
5. Body Force Weighted

درون یابی فشار به روش استاندارد  Standard :

در نرم افزار انسیس فلوئنت به صورت پیش فرض از روش استاندارد برای درون یابی فشار استفاده می­ شود. اما در صورتی که در مرزهای شبیه سازی گرادیان شدید وجود داشته باشد استفاده از این روش توصیه نمی شود. همچنین در مواردی که نیروهای حجمی بزرگ از قبیل جریان های چرخشی قوی و جابه جایی طبیعی با عدد رایلی بزرگ وجود داشته باشد، استفاده از گسسته سازی استاندارد، دقت شبیه سازی را کاهش خواهد داد.

توجه: در صورتی که موارد ذکر شده در شبیه سازی مورد نظر شما وجود دارند و اصرار بر استفاده از این روش گسسته سازی دارید، بهتر است در نواحی مذکور از شبکه ریزتری نسبت به سایر نقاط استفاده کنید.

درون یابی فشار به روش PRESTO :

یکی دیگر از گسسته سازی های مورد استفاده برای درون یابی فشار در انسیس فلوئنت استفاده از روش PRESTO می باشد.  این گسسته سازی برای جریان های به شدت چرخشی، جریان هایی که شامل گرادیان فشار شدید بوده ( فن، توربین ….) یا هندسه های دارای خمیدگی های ناگهانی کاربرد فراوان دارد.

گسسته سازی به روش Second Order  :

 در ورژن های جدید انسیس فلوئنت ، گسسته سازی درجه دوم یا Second Order برای درون یابی فشار به صورت پیش فرض استفاده می شود.  این گسسته سازی برای جریان های تراکم پذیر بسیار مناسب بوده ولی در مواردی که محیط متخلخل، فن و همچنین گرادیان فشار ناپیوسته در شبیه سازی وجود دارد، استفاده از این گسسته سازی توصیه نمی شود.

گسسته سازی به روش Linear  :

در صورتی که استفاده از  سایر گزینه های توضیح داده شده، مشکلات همگرایی را برطرف نکرد، می توان این گسسته سازی را انتخاب کنید . با استفاده از روش درون یابی فشار linear ، مقدار فشار در دامنه حل از میانگین مقدار فشار در سلول های مجاور محسابه می شود.

گسسته سازی به روش Body Force Weighted :

یکی از گسسته سازی بسیار مناسب برای شبیه سازی در حیطه انتقال حرارت می باشد. به طور کلی زمانی که عدد رایلی شبیه سازی بسیار بالا است یا در شبیه سازی نیروهای حجمی بزرگ وجود دارد، برای گسسته سازی معادلات و درون یابی فشار در انسیس فلوئنت ، روش Body Force Weighted پیشنهاد می شود.

البته تمامی موارد بیان شده در این مقاله بر اساس تجربه توصیه می شوند و به معنای الزامی بودن آن ها نیست.