Публикации
STAR-CCM+ v11.04: "История решения" поддерживает производные части модели
Когда меньше – это больше ... Около года назад мы опубликовали в нашем блоге (http://www.cd-adapco.com/blog/author/Matthew%20Godo) информацию о значительном улучшении работы «Истории Решения» (Solution History) (.simh), предоставленной в версии STAR-CCM+® v10.04, где вместо работы с полной реализацией модели, вы можете использовать и хранить информацию на границах и работать с этой информацией. Это привело к значительному уменьшению размера файла .simh, увеличило производительность и дало дополнительные практические возможности для анализа данных. Что же нового теперь? Поддержка истории решения для производных частей модели! В STAR-CCM+ v11.04 можно хранить изоповерхности и все типы сечений в файлах истории решения.
Любой кто ставил и решал CFD задачу, вероятно ссылается к данному утверждению: “В теории нет разницы между теорией и практикой. На практике разница есть.” В качестве практического примера давайте рассмотрим устройство, которое называется гусеничный микросмеситель.
Fuel Tech, Inc является мировым лидером в предоставлении передовых инженерных решений в области контроля за загрязнением воздуха (Air Pollution Control (APC))
Двигательный отсек является основным компонентом летательного аппарата AW609, так как он определяет производительность двигателя и обеспечивает безопасную...
Длина смесительной секции этого устройства приблизительно равна диаметру десятицентовой монеты, но тем не менее обладает производительностью несколько литров продукта в час. Два потока с поступающим материалом составляют входящий поток, и при помощи уникальной статической геометрии устройства, осуществляется смешивание. Для точного предсказания характера смешивания, нужно запустить на счет эту задачу несколько раз, с разными размерами сетки и создать несколько .sim файлов. Концентрация смешиваемых продуктов показана ниже на двух плоских сечениях для трех разных размеров сетки.
Такая иллюстрация дает способ эффективно сравнить эти три примера. В теории, мы должны загрузить каждый файл задачи по очереди и создать иллюстрации с данными для сравнения. На практике, мы создадим файл истории решения для нескольких вариантов, сохраняя только концентрацию веществ на плоских сечениях. Сравнивая размер .simh файла с размером .sim файла, мы видим общее уменьшение файла на два порядка. Размер .sim файла увеличивается (из-за измельчения сетки), масштаб уменьшения simh файла тем больше, чем больше размерность задачи, при использовании simh файла для записи результатов.
Отсюда появляется преимущество: можно загружать разные представления в одном решении, для которого они являются производными – это означает, что можно сравнивать различные варианты решения задач, используя только одну лицензию STAR-CCM+.
Давайте расширим анализ нашего гусеничного микросмесителя, проведя нестационарный рассчет, добавив чередующиеся синусоидальные пульсации на входах компонентов смеси, чтобы улучшить общее смешивание. Мы определим три монитора поля, базирующихся на смешивающей части геометрии: один монитор для максимального значения концентрации, осредненной по времени, а также для «скользящей» (средней в промежутке) концентрации, равной периоду синусоиды на входах. Вернемся на шаг назад, мониторы поля собирают данные и когда мы работаем со «скользящими» мониторами, мы создаем « колоссальное» количество данных. Если вы думаете, что такой тип нестационарного анализа черезмерно ”дорогой”, без использования файла .simh для производных частей, вы правы. Но вот что мы получаем на практике. Одиночный .sim файл после 400 шагов по времени имеет размер ~6.4GB. Соответствующий файл .simh со всеми тремя мониторами плюс мгновенные значения концентрации веществ, хранящиеся в сечении, для всех 400 шагов по времени, имеет размер ~5.0GB. В отсутствие необходимости сохранения всех нестационарных шагов по времени, как в .sim файлах, мы получаем уменьшение места для хранения файла более чем в 500 раз.
Мы принимаем во внимание, что обычно у вас нет времени пересчитывать нестационарные задачи. Скажем, вы хотите проверить то, что вы заметили в процессе расчёта. Перед Вами встает выбор: оставить все как есть и продолжать расчет не внося изменений или пересчитать задачу до интересующего вас шага по времени. Рассмотрим ваши возможности с использованием «Истории решений». Возвращаясь к нашей практической задачи, расчёт 400 шагов по времени у вас займет более 9 часов. Работая с данными .simh, генерирование нестационарной анимации занимает около 15 минут. Хорошо, если вы сохранялись на шагах по времени (с коэффициентом 35), чтобы вам сделать анимацию при перезапуске вашей нестационарной задачи. Однако, за 15 минут вы сможете создать абсолютно новую анимацию, используя только ваши данные из .simh файла или улучшить эффективность существующей анимации, добавляя скалярные величины в диапазон, более подходящий для всех шагов по времени. Подводя итог, скажем, что если вам нужно показать презентацию с результатами коллегам или клиентам, то перейдите в желаемое состояние (шаг по времени) из списка, где хранятся все состояния со всеми шагами по времени, и обновите результаты. Это займет буквально несколько секунд.
Вывод здесь таков, что меньшие файлы .simh требуют меньше ресурсов и работают с ними быстрее. Фундаментально это поддерживает один из ключевых аспектов эффективного анализа данных: работа с минимальными объемами данных, необходимых для принятия эффективных решений. Пока список производных частей, представленных в STAR-CCM+ v11.04, не полон, в настоящий момент он охватывает лишь наиболее часто используемые. В релизе STAR-CCM+ v11.06 будет реализована возможность использование всех производных частей из списка для работы с .simh файлом.
