[FLOW-3D 물리모델] Non-Inertial Reference Frame Motion / 비관성기준계운동

Non-Inertial Reference Frame Motion / 비관성기준계 운동

비관성 좌표계는 선가속도 및 회전이 존재할 수 있다. Physics Gravity and non-inertial reference frame 에서 Non-inertial reference frame  운동모델을 활성화한다:

Moving Components with Tangential Surface Velocity / 접선표면속도를 갖는 운동요소

수많은 Non-inertial reference frame 선택이 가능하다. 가장 간단한 Shake and spin model은  계산영역이 단지 진동과 회전운동만을 겪는다. 이를 선택하고 옆 Edit 버튼을 누르면 다음 창이 나타난다.

이 창에서 흔들림 운동(단지 x 좌표축에서만 좌우로 진동) 과 자전운동(z 축에 대해서만 회전)이 지정될 수 있다. Magnitude 는 중심선으로부터의 진폭의 크기(가속도의단위), Frequency 는 사인파 운동의 각주기이며 일반적으로 rad/s 단위이다. Spin rate 는 x-축에 대한 회전운동의 각속도이며 역시 통상적으로 rad/s 단위이다

Harmonic oscillations 모델은 사용자가 세 좌표방향 각각에서의 병진 및 회전운동을 정의하게끔 한다. Harmonic oscillations 옆의 Edit 버튼을 클릭하여 다음 창을 연다.

6자유도 운동 각각에서 사용자는 가속 acceleration Magnitude, Frequency (rad/time) 그리고 Phase angle offset을 조절한다. 이 모델에서 이 값들은 모사 기간 내내 상수이다.

이와 달리 가속도의 시간변화가 필요하면 시간변화 데이터를 Tabular 선택중의 하나를 취해 직접 입력될 수 있다. 이 선택에 대한 상세한내용은 Smooth Tabular Motion Impulsive Motion of Non-inertial Reference Frame.에 있다.

Note:

  • 회전에 의한 Coriolis 힘은 다른 정도의 내재적 수준으로 처리될 수 있다. 내재적 정도는 Numerics Implicit/explicit solver options 에서 정해진 Coriolis acceleration implicit weighting factor 의 값에 비례한다. Coriolis acceleration implicit weighting factor = 0.0일 경우 이 근사는 완전히 외재적이다. Coriolis acceleration implicit weighting factor = 1.0일때는 완전 내재적 알고리즘이 사용된다. 더 나은 해석 안정성을 위해 완전 내재적 방법을 이용하는 것이 추천된다.
  • Initial gravity 선택은 기준계의 운동에 상관없이 시간 t = 0 에서 중력이 향한 방향으로 중력을 유지하기 위해 이용된다. 이는 기준계와 같은 방향으로 중력을 유지하는 보통 Gravity 선택과는 다르다.

See also:

  • Non-Inertial Reference Frame notation
  • Rigid Body Dynamics Algorithm for Non-Inertial Reference Frame Model
  • Non-Inertial Reference Frame Motion equations
  • Rigid Body Dynamics for Non-Inertial Reference Frame
  • Non-inertial reference frame application example: Centrifugal Casting
  • Gravity
  • Impulsive Motion of Non-inertial Reference Frame
  • Non-Inertial Reference Frame Motion
  • Smooth Tabular Motion

Smooth Tabular Motion / 표로나타난 부드러운 운동

비관성 기준계는 Physics Gravity and Non-inertial reference frame Tabular angular acceleration 또는 Tabular angular velocity 중의 하나가 선택될 때 표로 나타난 형태로 지정되며 이때에 부드러운(즉, 선형 보간된)운동이 Edit 버튼을 클릭하고 디폴트 이름이 movin.inp 인 Input file 의 펼쳐지는 메뉴에 있는 텍스트 파일을 수정함으로써 지정된다. 지정된 데이터는 시간, x, y, 및 z 선형가속도, x, y, 및 z 각속도, 그리고 x, y, 및 z 각가속도를 포함한다.

Tabular angular velocity 가 선택되면 각속도는 초기 속도로부터 계산되는 시간0에서 지정된 각속도로 각가속도를 적분함으로써 얻어진다. Tabular angular acceleration 이 선택되면 지정된 각속도는 각 가속도를 결정하기 위해 미분된다.

See also:

  • Non-Inertial Reference Frame notation
  • Rigid Body Dynamics Algorithm for Non-Inertial Reference Frame Model
  • Non-Inertial Reference Frame Motion equations
  • Rigid Body Dynamics for Non-Inertial Reference Frame
  • Non-inertial reference frame application example: Centrifugal Casting
  • Gravity
  • Impulsive Motion of Non-inertial Reference Frame
  • Non-Inertial Reference Frame Motion
  • Smooth Tabular Motion

Note:

사용자 인터페이스는 사용자를 위한 movin.inp 를 쓰고 자동적으로 알맞는 포맷을 사용한다. 이는 데이터를 표로 보여준다.

Impulsive Motion of Non-inertial Reference Frame / 비관성기준계의 임펄스운동

비관성 기준계는 Physics Gravity and noninertial reference frame Activate non-inertial reference frameTabular 선택 중의 어느 것과 함께 활성화 되면 movin.inp 파일에서 표형태로 지정된다. Tabular 선택 옆의 Edit 버튼을 클릭할 때 열리는 표에 입력을 한다. 또한 임펄스 운동은 Angular acceleration with impulsive motion 이나 Angular velocity with impulsive motion 이 표 위에서 선택될 때 표에서 지정될 수 있다. 임펄스 운동에서 임펄스 지속기간(임펄스 길이)이 주어지는 경우를 제외하고는 지정된 데이터는 유연한 운동(시간, 병진가속도, 각속도, 각가속도)의 경우와 마찬가지이다. 또한 임펄스 구간 초기에 사용되어야 하는 시간 폭은 임펄스 구간을 정확히 구현하기 위해 Dt 라고 불리는 열에 지정될 수 있다.

OK버튼을 클릭하면 데이터가 Tabular input 창의 Input file 편집상자에 쓰여진 이름의 파일에 쓰여진다; 디폴트 이름은 movin.inp 이다.

0이 아닌 임펄스 시간을 갖는 시간 입력은 임펄스가 있다고 여겨지고 0인 임펄스 시간에는 값이 smooth하게 변한다고 여겨진다. 임펄스 가속도는 smooth한 데이터 위에 중첩된다.

밑의 표에서 보이는 movin.inp 파일에서 z 선형가속도는 smooth하고impulsive 데이터에 의해 정의된다. 임펄스 기간은 impldt 열에, 그리고 지정된 시간단계 폭은 delt 열에 있다. Smooth 가속도는 시간 t = 0, t = 9.5, 그리고 t = 100에서의 점들로 정의되어 있다. z 가속도는 이 점들에서의 선형 보간에 의해 산정될 것이다.

또한 z 방향 가속도는 t = 2, t = 5, 그리고  t = 8에서 지정된 각기 1초의 임펄스 폭을 갖는 데이터를 가지고 있다. 임펄스들은 그림 11.2에 보여진 smooth한 변화 위에 중첩된다.

Table 11.4: Example file of impulsive and smooth acceleration data

T accx accy accz omx omy omz omdx omdy omdz delt impldt
0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0.
2. 0. 0. 0.1 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 1.
5. 0. 0. 0.1 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 1.
8. 0. 0. 0.1 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 1.
9.5 0. 0. 0.5 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0.
100. 0. 0. 0.5 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0.

Fig. 11.2: Graph of impulsive and smooth acceleration data

Table 11.5: Variable Definitions and Units

t = time (S)
accx = acceleration along x-axis [L/t2]
accy = acceleration along y-axis [L/t2]
accz = acceleration along z-axis [L/t2]
omx = rotational velocity about x [Rad/t]
omy = rotational velocity about y [Rad/t]
omz = rotational velocity about z [Rad/t]
omdx = rotational acceleration about x [Rad/t2]
omdy = rotational acceleration about y [Rad/t2]
omdz = rotational acceleration about z [Rad/t2]
delt = time-step size [t]
impldt = impulse duration [t]
MAIN VARIABLES: XPUT: IACCF

 

RBDATA

Note:

movin.inp 파일의 기본 포맷은 Smooth Tabular Motion 에 기술되어 있다. 임펄스 운동에서 시간간격 크기와 기간은 z 각 가속도 다음에 포함되어 있다. smooth 데이터와 마찬가지로 데이터가 사용되지 않아도(즉, 지정되지 않으려면 시간간격 크기를0으로놓는다)  “placeholders” 가 모든 데이터 양 들에 대해 들어 있어야 한다.

See also:

  • Non-Inertial Reference Frame notation
  • Rigid Body Dynamics Algorithm for Non-Inertial Reference Frame Model
  • Non-Inertial Reference Frame Motion equations
  • Rigid Body Dynamics for Non-Inertial Reference Frame
  • Non-inertial reference frame application example: Centrifugal Casting
  • Gravity
  • Impulsive Motion of Non-inertial Reference Frame
  • Non-Inertial Reference Frame Motion
  • Smooth Tabular Motion

Non-Inertial Reference Frame Motion Rigid Body Dynamics / 비관성 기준계운동 강체역학

MAIN VARIABLES:           XPUT:    IACCF

RBDATA: ALL VARIABLES

강체운동 모델은 입력파일 prepin.*에서  IACCF=2 로 지정함으로써 활성화 된다. 이 경우 RBDATA 입력절은 BCDATA 절 후의 입력파일에 들어 있어야 한다.

또 비관성계의 강체운동, 모델, 사용 및 관련 입력변수들의 상세 기술을 위해 이론 매뉴얼 내의 Rigid Body Dynamics for Non-Inertial Reference Frame, Coupled Rigid Body Dynamics 를 또한 참조하라.

 

Related variables: MOTN:  IATYPE, other variables

ALL VARIABLES

Non-inertial reference frame application example: Centrifugal Casting / 비관성계 응용예제: 원심주조

원심 주조는 용융금속을 몰드 안으로 주입시킬 때에 고정된 축에 대해 몰드가 회전하는 주조공법이다. FLOW-3D 에서 이를 모델링하는 한 방법은 비관성기준계 모델을 이용하는 것이다. 이 방법에서 좌표축은 몰드에 고정되어있고 몰드의 회전은 각속도 대 시간에 대한 표형태로 정의된다. 계산격자는 좌표축과 연계되어 있으므로 격자는 몰드에 굳게 고정되어 함께 회전한다.

이 모델은 Model SetupPhysics 패널의 Gravity and non-inertial reference frame 대화창에서 활성화된다. 가장 일반적인 선택중의 하나는 Tabular angular velocity 를 지정하는 것이다. 이 선택으로 일반적으로 시간에 따라 변하는 운동을 6자유도 운동으로 정의하게끔 해준다. 표형태로 데이터를 넣기 위해 우선 Tabular angular velocity 분야 옆의 무선버튼을 선택한 후 옆 Edit 버튼을 선택 클릭한다. 그 후 시간을 통해 원하는 속도를 지정하고 Save 를 선택하고 대화창을 닫는다. 다음 Rotation Center (기준계의 회전점)를 정의한다. 또한 주어진 편집상자 안에서 중력벡터의 초기방향을 준다.

용융금속이 고정압력, 유량 또는 속도경계인 입구 격자경계에서 들어올 때 Add counter-rotating flow component at inlet boundaries 를 선택한다. 이 선택은 유입되는 금속이 몰드와 함께 회전하지 않는다는 사실을 설명한다. 이 모델의 회전좌표계에서 유입되는 금속 유동 성분이Tabular input 에서 정의된 몰드의 회전과 반대방향으로 더해진다.

See also:

  • 원심주조 같은 과정을 더 정확히 모델링 하기 위한 다른 방법을 위해서는 General Moving Objects를 참조한다.
  • Non-Inertial Reference Frame notation
  • Rigid Body Dynamics Algorithm for Non-Inertial Reference Frame Model
  • Non-Inertial Reference Frame Motion equations
  • Rigid Body Dynamics for Non-Inertial Reference Frame
  • Non-inertial reference frame application example: Centrifugal Casting
  • Gravity
  • Impulsive Motion of Non-inertial Reference Frame
  • Non-Inertial Reference Frame Motion
  • Smooth Tabular Motion
  • Parameters in Non-Inertial Reference Frame Namelist – MOTN

Aerospace Sloshing Dynamics

Sloshing Dynamics

우주선의 연료 탱크에서 추진체의 움직임에 대한 지식은 작동 및 성능의 다양한 측면을 이해하는 데 필수적입니다. 추진체 운동은 액체 배출, 가스 배출 및 가압과 같은 추진 기능에 영향을 미칩니다. 어떤 경우에는 추진체 운동에 의해 생성되는 힘도 알아야합니다. 이것은 액체 질량이 전체 우주선 질량의 상당 부분을 포함할 때 특히 그렇습니다.

Visualizing Non-Inertial Reference Frame Motion

연료 탱크 슬로싱은 연료의 slosh 역학을 구성하며, 여기서 연료의 역학은 컨테이너와 상호 작용하여 시스템 역학을 변경할 수 있습니다. 일반적으로 연료에는 자유 표면이 있습니다. FLOW-3D는 TruVOF를 사용한 정확한 자유 표면 추적으로 인해 연료 슬로싱 역학을 시뮬레이션하는 데 탁월한 소프트웨어입니다. 또한 FLOW-3D의 NIRF (Non-Inertial Reference Frame) 모듈을 사용하면 고정된 참조 프레임에서 연료 및 움직이는 컨테이너 (연료 탱크)를 시각화하기 위한 쉽고 계산 효율적인 설정이 가능합니다.

FLOW-3D의 NIRF 모듈 기능을 강조하기 위해 우주 왕복선의 연료 슬로 싱을 보여주는 샘플 시뮬레이션이 설정됩니다. 우주 왕복선은 처음 25 초 동안 위쪽으로 가속한 다음, 다음 25 초 동안 같은 양만큼 감속합니다. 그 후 각 가속도를 사용하여 셔틀이 90도 회전한 다음 다시 선형 가속을 계속합니다. 이 복잡한 우주 왕복선 기동 중에 복잡한 자유 표면 유체 운동을 보는 것은 흥미롭습니다. RNG 난류 모델은 유체의 난류 운동 에너지를 추정하는데 사용됩니다.

애니메이션의 왼쪽 창에는 FlowSight에서 생성 된 NIRF 시각화가 표시되고 오른쪽 뷰포트에는 FlowSight를 사용하여 다시 생성된 비 NIRF 시각화가 표시됩니다. NIRF 시각화는 고정된 기준 프레임에서 유체와 탱크의 움직임을 이해하는데 도움이되므로 시스템의 전반적인 역학을 보다 관련성 있게 강조 할 수 있습니다.

FLOW-3D/MP Features List

FLOW-3D/MP Features

FLOW-3D/MP v6.1 은 FLOW-3D v11.1 솔버에 기초하여 물리 모델, 특징 및 그래픽 사용자 인터페이스가 동일합니다. FLOW-3D v11.1의 새로운 기능은 아래 파란색으로 표시되어 있으며 FLOW-3D/MP v6.1 에서 사용할 수 있습니다. 새로운 개발 기능에 대한 자세한 설명은 FLOW-3D v11.1에서 새로운 기능을 참조하십시오.

Meshing & Geometry

  • Structured finite difference/control volume meshes for fluid and thermal solutions
  • Finite element meshes in Cartesian and cylindrical coordinates for structural analysis
  • Multi-Block gridding with nested, linked, partially overlapping and conforming mesh blocks
  • Fractional areas/volumes (FAVOR™) for efficient & accurate geometry definition
  • Mesh quality checking
  • Basic Solids Modeler
  • Import CAD data
  • Import/export finite element meshes via Exodus-II file format
  • Grid & geometry independence
  • Cartesian or cylindrical coordinates
Flow Type Options
  • Internal, external & free-surface flows
  • 3D, 2D & 1D problems
  • Transient flows
  • Inviscid, viscous laminar & turbulent flows
  • Hybrid shallow water/3D flows
  • Non-inertial reference frame motion
  • Multiple scalar species
  • Two-phase flows
  • Heat transfer with phase change
  • Saturated & unsaturated porous media
Physical Modeling Options
  • Fluid structure interaction
  • Thermally-induced stresses
  • Plastic deformation of solids
  • Granular flow
  • Moisture drying
  • Solid solute dissolution
  • Sediment transport and scour
  • Cavitation (potential, passive tracking, active tracking)
  • Phase change (liquid-vapor, liquid-solid)
  • Surface tension
  • Thermocapillary effects
  • Wall adhesion
  • Wall roughness
  • Vapor & gas bubbles
  • Solidification & melting
  • Mass/momentum/energy sources
  • Shear, density & temperature-dependent viscosity
  • Thixotropic viscosity
  • Visco-elastic-plastic fluids
  • Elastic membranes & walls
  • Evaporation residue
  • Electro-mechanical effects
  • Dielectric phenomena
  • Electro-osmosis
  • Electrostatic particles
  • Joule heating
  • Air entrainment
  • Molecular & turbulent diffusion
  • Temperature-dependent material properties
  • Spray cooling
Flow Definition Options
  • General boundary conditions
    • Symmetry
    • Rigid and flexible walls
    • Continuative
    • Periodic
    • Specified pressure
    • Specified velocity
    • Outflow
    • Grid overlay
    • Hydrostatic pressure
    • Volume flow rate
    • Non-linear periodic and solitary surface waves
    • Rating curve and natural hydraulics
    • Wave absorbing layer
  • Restart from previous simulation
  • Continuation of a simulation
  • Overlay boundary conditions
  • Change mesh and modeling options
  • Change model parameters
Thermal Modeling Options
  • Natural convection
  • Forced convection
  • Conduction in fluid & solid
  • Fluid-solid heat transfer
  • Distributed energy sources/sinks in fluids and solids
  • Radiation
  • Viscous heating
  • Orthotropic thermal conductivity
  • Thermally-induced stresses
Turbulence Models
  • RNG model
  • Two-equation k-epsilon model
  • Two-equation k-omega model
  • Large eddy simulation
Metal Casting Models
  • Thermal stress & deformations
  • Iron solidification
  • Sand core blowing
  • Sand core drying
  • Permeable molds
  • Solidification & melting
  • Solidification shrinkage with interdendritic feeding
  • Micro & macro porosity
  • Binary alloy segregation
  • Thermal die cycling
  • Surface oxide defects
  • Cavitation potential
  • Lost-foam casting
  • Semi-solid material
  • Core gas generation
  • Back pressure & vents
  • Shot sleeves
  • PQ2 diagram
  • Squeeze pins
  • Filters
  • Air entrainment
  • Temperature-dependent material properties
  • Cooling channels
  • Fluid/wall contact time
Numerical Modeling Options
  • TruVOF Volume-of-Fluid (VOF) method for fluid interfaces
  • First and second order advection
  • Sharp and diffuse interface tracking
  • Implicit & explicit numerical methods
  • GMRES, point and line relaxation pressure solvers
  • User-defined variables, subroutines & output
  • Utilities for runtime interaction during execution
Fluid Modeling Options
  • One incompressible fluid – confined or with free surfaces
  • Two incompressible fluids – miscible or with sharp interfaces
  • Compressible fluid – subsonic, transonic, supersonic
  • Stratified fluid
  • Acoustic phenomena
  • Mass particles with variable density or diameter
Shallow Flow Models
  • General topography
  • Raster data interface
  • Subcomponent-specific surface roughness
  • Wind shear
  • Ground roughness effects
  • Laminar & turbulent flow
  • Sediment transport and scour
  • Surface tension
  • Heat transfer
  • Wetting & drying
Advanced Physical Models
  • General Moving Object model with 6 DOF–prescribed and fully-coupled motion
  • Rotating/spinning objects
  • Collision model
  • Tethered moving objects (springs, ropes, mooring lines)
  • Flexing membranes and walls
  • Porosity
  • Finite element based elastic-plastic deformation
  • Finite element based thermal stress evolution due to thermal changes in a solidifying fluid
  • Combusting solid components
Chemistry Models
  • Stiff equation solver for chemical rate equations
  • Stationary or advected species
Porous Media Models
  • Saturated and unsaturated flow
  • Variable porosity
  • Directional porosity
  • General flow losses (linear & quadratic)
  • Capillary pressure
  • Heat transfer in porous media
  • Van Genunchten model for unsaturated flow
Discrete Particle Models
  • Massless marker particles
  • Mass particles of variable size/mass
  • Linear & quadratic fluid-dynamic drag
  • Monte-Carlo diffusion
  • Particle-Fluid momentum coupling
  • Coefficient of restitution or sticky particles
  • Point or volumetric particle sources
  • Charged particles
  • Probe particles
Two-Phase & Two-Component Models
  • Liquid/liquid & gas/liquid interfaces
  • Variable density mixtures
  • Compressible fluid with a dispersed incompressible component
  • Drift flux
  • Two-component, vapor/non-condensable gases
  • Phase transformations for gas-liquid & liquid-solid
  • Adiabatic bubbles
  • Bubbles with phase change
  • Continuum fluid with discrete particles
  • Scalar transport
  • Homogeneous bubbles
  • Super-cooling
Coupling with Other Programs
  • Geometry input from Stereolithography (STL) files – binary or ASCII
  • Direct interfaces with EnSight®, FieldView® & Tecplot® visualization software
  • Finite element solution import/export via Exodus-II file format
  • PLOT3D output
  • Neutral file output
  • Extensive customization possibilities
  • Solid Properties Materials Database
Data Processing Options
  • State-of-the-art post-processing tool, FlowSight™
  • Batch post-processing
  • Report generation
  • Automatic or custom results analysis
  • High-quality OpenGL-based graphics
  • Color or B/W vector, contour, 3D surface & particle plots
  • Moving and stationary probes
  • Measurement baffles
  • Arbitrary sampling volumes
  • Force & moment output
  • Animation output
  • PostScript, JPEG & Bitmap output
  • Streamlines
  • Flow tracers
User Conveniences
  • Active simulation control (based on measurement of probes)
  • Mesh generators
  • Mesh quality checking
  • Tabular time-dependent input using external files
  • Automatic time-step control for accuracy & stability
  • Automatic convergence control
  • Mentor help to optimize efficiency
  • Change simulation parameters while solver runs
  • Launch and manage multiple simulations
  • Automatic simulation termination based on user-defined criteria
  • Run simulation on remote servers using remote solving
Multi-Processor Computing

FLOW-3D Features

The features in blue are newly-released in FLOW-3D v12.0.

Meshing & Geometry

  • Structured finite difference/control volume meshes for fluid and thermal solutions
  • Finite element meshes in Cartesian and cylindrical coordinates for structural analysis
  • Multi-Block gridding with nested, linked, partially overlapping and conforming mesh blocks
  • Conforming meshes extended to arbitrary shapes
  • Fractional areas/volumes (FAVOR™) for efficient & accurate geometry definition
  • Closing gaps in geometry
  • Mesh quality checking
  • Basic Solids Modeler
  • Import CAD data
  • Import/export finite element meshes via Exodus-II file format
  • Grid & geometry independence
  • Cartesian or cylindrical coordinates

Flow Type Options

  • Internal, external & free-surface flows
  • 3D, 2D & 1D problems
  • Transient flows
  • Inviscid, viscous laminar & turbulent flows
  • Hybrid shallow water/3D flows
  • Non-inertial reference frame motion
  • Multiple scalar species
  • Two-phase flows
  • Heat transfer with phase change
  • Saturated & unsaturated porous media

Physical Modeling Options

  • Fluid structure interaction
  • Thermally-induced stresses
  • Plastic deformation of solids
  • Granular flow
  • Moisture drying
  • Solid solute dissolution
  • Sediment transport and scour
  • Sludge settling
  • Cavitation (potential, passive tracking, active tracking)
  • Phase change (liquid-vapor, liquid-solid)
  • Surface tension
  • Thermocapillary effects
  • Wall adhesion
  • Wall roughness
  • Vapor & gas bubbles
  • Solidification & melting
  • Mass/momentum/energy sources
  • Shear, density & temperature-dependent viscosity
  • Thixotropic viscosity
  • Visco-elastic-plastic fluids
  • Elastic membranes & walls
  • Evaporation residue
  • Electro-mechanical effects
  • Dielectric phenomena
  • Electro-osmosis
  • Electrostatic particles
  • Joule heating
  • Air entrainment
  • Molecular & turbulent diffusion
  • Temperature-dependent material properties
  • Spray cooling

Flow Definition Options

  • General boundary conditions
    • Symmetry
    • Rigid and flexible walls
    • Continuative
    • Periodic
    • Specified pressure
    • Specified velocity
    • Outflow
    • Outflow pressure
    • Outflow boundaries with wave absorbing layers
    • Grid overlay
    • Hydrostatic pressure
    • Volume flow rate
    • Non-linear periodic and solitary surface waves
    • Rating curve and natural hydraulics
    • Wave absorbing layer
  • Restart from previous simulation
  • Continuation of a simulation
  • Overlay boundary conditions
  • Change mesh and modeling options
  • Change model parameters

Thermal Modeling Options

  • Natural convection
  • Forced convection
  • Conduction in fluid & solid
  • Fluid-solid heat transfer
  • Distributed energy sources/sinks in fluids and solids
  • Radiation
  • Viscous heating
  • Orthotropic thermal conductivity
  • Thermally-induced stresses

Numerical Modeling Options

  • TruVOF Volume-of-Fluid (VOF) method for fluid interfaces
  • Steady state accelerator for free-surface flows
  • First and second order advection
  • Sharp and diffuse interface tracking
  • Implicit & explicit numerical methods
  • Immersed boundary method
  • GMRES, point and line relaxation pressure solvers
  • User-defined variables, subroutines & output
  • Utilities for runtime interaction during execution

Fluid Modeling Options

  • One incompressible fluid – confined or with free surfaces
  • Two incompressible fluids – miscible or with sharp interfaces
  • Compressible fluid – subsonic, transonic, supersonic
  • Stratified fluid
  • Acoustic phenomena
  • Mass particles with variable density or diameter

Shallow Flow Models

  • General topography
  • Raster data interface
  • Subcomponent-specific surface roughness
  • Wind shear
  • Ground roughness effects
  • Manning’s roughness
  • Laminar & turbulent flow
  • Sediment transport and scour
  • Surface tension
  • Heat transfer
  • Wetting & drying

Turbulence Models

  • RNG model
  • Two-equation k-epsilon model
  • Two-equation k-omega model
  • Large eddy simulation

Advanced Physical Models

  • General Moving Object model with 6 DOF–prescribed and fully-coupled motion
  • Rotating/spinning objects
  • Collision model
  • Tethered moving objects (springs, ropes, breaking mooring lines)
  • Flexing membranes and walls
  • Porosity
  • Finite element based elastic-plastic deformation
  • Finite element based thermal stress evolution due to thermal changes in a solidifying fluid
  • Combusting solid components

Chemistry Models

  • Stiff equation solver for chemical rate equations
  • Stationary or advected species

Porous Media Models

  • Saturated and unsaturated flow
  • Variable porosity
  • Directional porosity
  • General flow losses (linear & quadratic)
  • Capillary pressure
  • Heat transfer in porous media
  • Van Genunchten model for unsaturated flow

Discrete Particle Models

  • Massless marker particles
  • Multi-species material particles of variable size and mass
  • Solid, fluid, gas particles
  • Void particles tracking collapsed void regions
  • Non-linear fluid-dynamic drag
  • Added mass effects
  • Monte-Carlo diffusion
  • Particle-fluid momentum coupling
  • Coefficient of restitution or sticky particles
  • Point or volumetric particle sources
  • Initial particle blocks
  • Heat transfer with fluid
  • Evaporation and condensation
  • Solidification and melting
  • Coulomb and dielectric forces
  • Probe particles

Two-Phase & Two-Component Models

  • Liquid/liquid & gas/liquid interfaces
  • Variable density mixtures
  • Compressible fluid with a dispersed incompressible component
  • Drift flux with dynamic droplet size
  • Two-component, vapor/non-condensable gases
  • Phase transformations for gas-liquid & liquid-solid
  • Adiabatic bubbles
  • Bubbles with phase change
  • Continuum fluid with discrete particles
  • Scalar transport
  • Homogeneous bubbles
  • Super-cooling
  • Two-field temperature

Coupling with Other Programs

  • Geometry input from Stereolithography (STL) files – binary or ASCII
  • Direct interfaces with EnSight®, FieldView® & Tecplot® visualization software
  • Finite element solution import/export via Exodus-II file format
  • PLOT3D output
  • Neutral file output
  • Extensive customization possibilities
  • Solid Properties Materials Database

Data Processing Options

  • State-of-the-art post-processing tool, FlowSight™
  • Batch post-processing
  • Report generation
  • Automatic or custom results analysis
  • High-quality OpenGL-based graphics
  • Color or B/W vector, contour, 3D surface & particle plots
  • Moving and stationary probes
  • Visualization of non-inertial reference frame motion
  • Measurement baffles
  • Arbitrary sampling volumes
  • Force & moment output
  • Animation output
  • PostScript, JPEG & Bitmap output
  • Streamlines
  • Flow tracers

User Conveniences

  • Active simulation control (based on measurement of probes)
  • Mesh generators
  • Mesh quality checking
  • Tabular time-dependent input using external files
  • Automatic time-step control for accuracy & stability
  • Automatic convergence control
  • Mentor help to optimize efficiency
  • Units on all variables
  • Custom units
  • Component transformations
  • Moving particle sources
  • Change simulation parameters while solver runs
  • Launch and manage multiple simulations
  • Automatic simulation termination based on user-defined criteria
  • Run simulation on remote servers using remote solving
  • Copy boundary conditions to other mesh blocks

Multi-Processor Computing

  • Shared memory computers
  • Distributed memory clusters

FlowSight

  • Particle visualization
  • Velocity vector fields
  • Streamlines & pathlines
  • Iso-surfaces
  • 2D, 3D and arbitrary clips
  • Volume render
  • Probe data
  • History data
  • Vortex cores
  • Link multiple results
  • Multiple data views
  • Non-inertial reference frame
  • Spline clip

FlowSight

FlowSight

FlowSight는 FLOW3DFLOW-3D CAST결과의 정교한 시각화를 제공하도록 설계된 고급 후 처리 도구입니다. FlowSight는 직관적인 후처리 인터페이스 내에서 우수한 결과 분석 기능을 갖춘 모델을 제공합니다. 스플 라인 경로를 따라 임의의 2D클립, 3D클립 및 투명도, 볼륨 렌더링, 고급 데이터 타임 시리즈 플로팅, 간소화 및 벡터 플롯은 사용 가능한 놀라운 도구의 일부에 불과합니다. FlowSight를 사용하면 여러 뷰 포트와 동적 객체 시각화 도구로 구성된 풍부한 기능 세트와 결합되어 있으므로 엔지니어는 분석 및 프레젠테이션 요구 사항에 맞게 CFD결과를 최대한 활용할 수 있습니다.

FlowSight는 모든 FLOW-3DFLOW-3D CAST라이센스에 포함되어 추가비용 없이 사용할 수 있습니다.

새로운–스플 라인 클립!

FlowSight의 스플라인 클립 기능을 사용하면 복잡한 곡면을 따라 클립을 생성할 수 있습니다. ogee weir 위로 물이 흐르는 시뮬레이션에서, 스플 라인은 ogee weir의 표면을 따라 형성됩니다. 그런 다음 스플 라인이 돌출되어 웨어 표면을 따라 물의 자유 표면 높이에 의해 색상이 지정된 클립을 생성합니다.

키 프레임 기능

크고 복잡한 시뮬레이션을 분석 할 때 매우 일반적인 문제는 관심 영역이 형상에 의해 가려지거나 시뮬레이션이 시간이 지남에 따라 변경됨에 따라 관심 영역이 변경 될 수 있다는 것입니다. 키 프레임은 분석 중에 형상을 “분리되도록”허용하고 시점이 시간과 공간을 통해 이동할 수 있도록 하여 이 문제를 해결합니다.

이 애니메이션은 FlowSight의 키 프레임 기능을 사용하여 충전하는 동안 다이 반쪽을 “시각적으로”열고 다이를 채우는 금속을 표시하면서 다이 표면에 고체 온도를 표시하는 방법을 보여줍니다.

Particle Visualization

FlowSight는 파티클(입자) 시각화 기능을 완벽하게 갖추고 있습니다. 입자는 입자 직경, 입자 밀도, 입자 수명, 속도 및 관련성이 있는 기타 변수에 의해 색상이 지정될 수 있습니다. 이 경우, 입자는 각각의 직경의 크기에 의해 착색됩니다.

속도 벡터 필드

FlowSight는 사용자에게 평면 또는 도메인 전체에 걸친 전체 볼륨 속도 및 방향 분석에 속도 벡터 필드를 시각화하는 옵션을 제공합니다. 사용자 지정 가능한 벡터 필드를 사용하면 다양한 색상 지정 및 밀도 조정이 가능하여 선명도를 높일 수 있습니다.

Streamlines & Pathlines

FlowSight의 유선(Streamlines) 기능은 복잡한 동적 패턴을 완전한 충실도로 시각화하여 유동장 속도 방향에 대해 실시간 스냅 샷을 제공합니다. 경로 선(Pathlines)은 시간을 따른 유체 입자의 궤적을 시뮬레이션하는 동안, 히스토리 라인은 유동장에서 유체 입자를 애니메이션 합니다.

Iso-surfaces

Iso-surfaces 은 유체 및 고체 표면을 시각화하는 강력하고 빠른 방법으로, 일정한 난류 에너지 영역을 표시하는 데 적합합니다.

Volume Render

iso-surface에서만 변수를 표시하는 대신 사용자 지정 가능한 볼륨 맵을 사용하여 볼륨 전체에 걸쳐 변수를 표시합니다. 그림에 표시된 바와 같이 각 기포와 주변 액체의 변형률 크기는 볼륨 렌더링과 함께 표시됩니다.

 

Multiple Data Views

숫자 및 다양한 그래프 등의 시각적 형식으로 분석하기

Visualizing Non-inertial Reference Frame Motion

Non-inertial reference frame visualization는 편리한 시뮬레이션 설정을 제공하고 계산 시간을 단축하며 사용자가 사실적인 방식으로 모델을 시각화 할 수 있게합니다.

2D Clips

2D 클립은 모든 단면 평면에서 유체 매개 변수를 시각화하는 데 사용됩니다.

3D Clipping

3D 클리핑 도구를 사용하면 사용자가 6 개 방향 모두에서 등면을 동시에 슬라이스 할 수 있으며, 높은 결함 영역을 감지하고 유체 및 고체 영역 내부의 온도, 압력, 속도 프로파일을 시각화하는 데 유용합니다.

  • 특정 방향의 범위 사이에 애니메이션 제공
  • 한 번에 한 방향으로 스왑
  • 양방향 애니메이션 : 앞으로 및 뒤로

Arbitrary Clips

평면, 원통형, 상자, 원뿔형, 구형 및 간소화된 표면에 대한 시각화를 포함하여 광범위한 유연성으로 표면 뷰를 분석할 수 있습니다. 유체 흐름이 평면이 아닌 표면에 대한 시각화가 필요한 경우 유용합니다. 임의 클립을 사용하면 연속적으로 여러 클립을 만들 수도 있습니다.

Probe Data

포인트 프로브는 시간에 따른 변수의 진화를 보여주고, 라인 프로브는 거리에 따른 변수 값의 변화를 반환합니다. 오른쪽, 프로브는 유체의 응고 비율을 보여줍니다.

Vortex Cores

와류 코어 식별에 사용할 수있는 두 가지 옵션인 와류 및 고유 분석을 통해 코어 강도에 따라 필터링 가능한 결과 생성이 가능합니다.

엔지니어들은 연구를 위해 다양한 시각화 방법을 사용합니다. 유체 흐름에서 와류 코어의 분석은 중요한 문제로, 와류 코어는 속도 필드 내에 와류 구조 (중앙 트레이스)를 나타내는 선 입니다. 기술적으로, FlowSight는 와류 방법 및 고유치 분석에서 속도 벡터와 소용돌이 벡터의 속도장에서의 식별위치는 평행합니다. FlowSight는 사용자에게 와류 코어 식별을 위한 두 가지 옵션을 제공합니다. 코어는 특정 강도 이상 또는 이하로 FlowSight에서 필터링 될 수 있습니다. 코어는 일반적으로 코어 주위에 회전 또는 단순히 순환 강도의 비율에 의해 채색됩니다. 아래의 예에서는, 와류 코어 고유치 값 분석을 이용하여 생성됩니다. 강한 코어는 소용돌이의 중심에 형성되어있는 것을 알 수 있습니다. 이를 통해 사용자는 펌프로 공기 흡입의 가능성을 연구 할 수 있습니다. 코어가 너무 강한 경우, 공기는 강한 와류로 인해 야기되는 열린 통로로부터 흡입될 수 있습니다.

History Data

그래프 도구는 일반적인 히스토리, 진단 및 메시 종속 데이터에 강력한 수준의 분석을 제공하여 서로 다른 시뮬레이션 데이터를 상대적으로 보여줍니다.