Full transcript
0:01Bien, un tutorial rápido lo que hemos
0:03hecho en clase.Amos
0:05nuestro módulo fluent.
0:09Después en geometría
0:13el botón izquierdo, activamos para poder
0:15seleccionar en 2D. Esto para iniciar.
0:18Después en el futuro podemos hacer 3D. Y
0:21ahora botón derecho y elegimos el design
0:24model, que es el cat que estamos
0:27utilizando ahora. Las geometrías cat las
0:30podrían usar también a partir de
0:34SolidW o AutoCAD o Inventor, pero por
0:39ahora estamos trabajando con lo que nos
0:40entrega la misma herramienta. Entonces
0:43acá elegimos el plano X,
0:46abrimos un nuevo sketch,
0:50botón derecho, lo miramos, look at. Y
0:54ahora podemos ir a dibujar.
0:57Voy a dibujar con un rectángulo,
1:00por ejemplo,
1:02desde el origen. Voy a hacer con la
1:03rueda del mouse, voy a hacer un zoom
1:05para que la escala acá abajo esté
1:07alrededor de 1 m,
1:10¿de acuerdo? Como ella en 1 m. Entonces,
1:12voy a apretar control y la rueda y voy a
1:16desplazarme para poder dibujar mejor.
1:20Me acerco al origen y aparece una P,
1:24me aparece una C. Estoy en un eje.
1:28Si aparece una P, estoy en un punto. Ahí
1:32estoy en un punto que es el origen.
1:34Aprieto el botón izquierdo del mouse
1:37y aprieto nuevamente y tengo mi
1:40rectángulo que no tiene dimensión aún.
1:43Vamos a agregar dimensiones general.
1:46Selecciono una arista a la izquierda y
1:49ahí me aparece de un
1:52después le voy a dar números y la otra
1:55horizontal
1:57H2. Entonces voy a dejar la dimensión
2:01horizontal en 2 m.
2:05Enter.
2:07y la dimensión vertical en 0 com
2:1205 m, es decir, 5 cm. Estamos haciendo
2:16la sección longitudinal de una tubería.
2:20Vamos de nuevo a modeling.
2:23Elegimos en concept
2:25la opción
2:27surface from sketches.
2:31Acá nos dice qué objeto quiere trabajar.
2:35Elegimos el sketch, le decimos apply.
2:39Ahí está con un rayito, como que está
2:41algo pendiente.
2:43Fíjense que todavía está con cero
2:44partes, cero cuerpos. Vamos a generar.
2:49Y ahí apareció ya relleno con un color
2:51gris, una parte, un cuerpo. Eso está
2:54perfecto. Y por ahora podemos cerrar el
2:56módulo geométrico, el file close.
3:03Ahora podemos ir a mallado,
3:07botón derecho, edit.
3:10Estamos abriendo la herramienta de
3:12mallado.
3:20Ya con la herramienta de mallado
3:22abierta,
3:24podemos ir a mesh, botón derecho,
3:28generar una malla.
3:31Por las dimensiones que tiene esto,
3:33entrega una malla muy básica. De hecho,
3:35acá abajo, ustedes pueden ver en la
3:36estadística, tenemos 42 nodos, 20
3:40elementos.
3:41Esa malla es demasiado gruesa para lo
3:43que queremos hacer. Recuerden que
3:45queremos propagar un fluido dentro de
3:47esta tubería.
3:49Entonces, vamos a agregar un par de
3:50herramientas adicionales. Vamos a
3:52insertar
3:54el sizing
3:57y el inflation. Voy a empezar por
4:00inflation.
4:02Acá me dice sobre qué geometría quiere
4:05actuar. Entonces, nosotros decimos ahí
4:07con el selección del cuerpo. Vamos a
4:09actuar sobre este cuerpo
4:12y ahí podemos aplicar. Ahora que ha
4:15seleccionado face
4:18y acá abajo nos dice sobre qué boundary
4:21y está en no selection. Entonces vamos a
4:23ir a elegir los boundary, que van a ser
4:26tanto en la arista superior, controlo en
4:30el teclado, la tecla control y
4:32selecciono una segunda y tengo las dos
4:35seleccionadas y voy acá en donde dice
4:39boundary, no selection, apretamos,
4:41aparece apply y ahí tiene dos aristas,
4:45dos edges.
4:47Y le vamos a decir cinco capas
4:52de crecimiento de esta inflation. Esto
4:55es para poder construir una buena
4:58mallado sobre las paredes en que se
5:00puede desarrollar la capa límite en el
5:01fluido.
5:04Vamos a maya, botón derecho, update. Y
5:08ahora nuestro mallado
5:10se actualiza. Ya. Ahí está.
5:14Hacendo un zoom. Vamos a ir a mirarlo.
5:16Está bien pequeñito los bordes, pero
5:18extremadamente gruesa en el centro.
5:21Entonces ahora vamos nuevamente insertar
5:24un elemento, botón derecho, insert
5:27sizing. Y le voy a decir nuestro tamaño
5:32de elemento.
5:34Ahí elegimos element size. Primero
5:37elegimos el cuerpo. Vamos a ir a buscar
5:39el cuerpo,
5:41ese cuerpo
5:43apply.
5:45Y el element size va a ser de 0 com 005.
5:54Veamos cómo funciona con ese tamaño.
5:57Malla, botón derecho, update.
6:02Ya. Acá abajo dice que está mallando.
6:05Ahí terminó. Ahí está nuestro mallado.
6:09En la estadística tiene 7164
6:13elementos
6:14y ya tenemos nuestro mallado completo.
6:17¿Se fijan? Fino en las paredes.
6:20Podríamos hacerlo aún más fino, pero por
6:21ahora está bien. Y grueso en el centro.
6:25Bien, antes de terminar con el mallado,
6:27le vamos a dar nombre a todas estas
6:29partes. Vamos a elegir
6:32el cuerpo
6:33y le vamos a con el botón derecho decir
6:36crear
6:38un nombre esta selección. Dale un nombre
6:40y lo vamos a llamar fluido para que
6:43después módulo fluenta, que vamos a
6:45trabajar con un fluido. Nos aparece el
6:47menú en la izquierda que dice fluid. Ahí
6:50está.
6:51y vamos a agregar los bordes. Entonces,
6:54acá a la izquierda, ese borde, botón
6:58derecho, lo vamos a llamar inlet.
7:02Y este es un nombre clave porque al
7:03decirle Inlet, el próximo módulo fluer
7:06va a decir, "Ah, por acá va a entrar
7:08algo." Podríamos ponerle cualquier
7:10nombre y después hacer la adaptación en
7:12el módulo flu. Vamos a poner porque
7:15sabemos que por ahí queremos que entre
7:16el fluido.
7:18A la derecha le vamos a poner
7:25outlet porque por ahí va a salir
7:29y el de abajo y el de arriba con la
7:33tecla control. Selecciono las dos.
7:36botón derecho,
7:38selection y le vamos a decir walls.
7:42Ya esa palabra también la va a reconocer
7:44el módulo fluent. Ya tenemos nuestro
7:48cuerpo, nuestras paredes interna de
7:52ingreso y de salida y las paredes
7:55rígidas. y vamos al mayado, le decimos
7:59update y abajo la derecha en la ventana
8:03va a aparecer un mensaje.
8:08The mes
8:10translation to fluent successful.
8:14Eso también aparece acá en los mensajes
8:15de translation. Eso es importante. Esta
8:19malla ya está lista para irnos a fluent
8:22close.
8:28Bien, ya se cerró la malla. Ahora
8:29tenemos el check en geometría, check en
8:32malla. Y vamos a ir a botón derecho en
8:34setup edit y vamos a abrir el módulo
8:38fluent.
8:40trabajar en doble precisión con dos
8:43núcleos de cálculo.
8:45Ahora eso más importante. Vamos a
8:47iniciar esto.
8:52Ya tenemos nuestro módulo fluent
8:56abierto.
8:58Vamos a trabajar en un incluido en un
9:01proceso estacionario ste estacionario.
9:05Nuestro modelo. Vamos a empezar con algo
9:07simple, con un modelo laminar.
9:13Okay, eso significa que nosotros
9:16esperamos que el flujo sea laminar y eso
9:19va a depender de la condición de borde,
9:21la velocidad de entrada. Deberíamos
9:23hacer el cálculo en número Reynolds para
9:25asegurarnos de eso.
9:28E tenemos materiales disponibles como
9:30una base de datos. Ya solo está el aire
9:33como fluido. Doble clic en el aire.
9:36Ahora le vamos a pedir abrir la base de
9:39datos de fluent. Click. Y acá vamos a ir
9:42a elegir
9:44agua líquida
9:47y hacemos copiar.
9:50Cerramos. Cerramos. Con eso ahora está
9:52disponible para nosotros dos fluidos,
9:56aire y agua líquida, pero todavía no
9:58hemos elegido con qué fluido estamos
10:00trabajando.
10:02Acá en Cell Sund conditions, es donde
10:06asignamos realmente el fluido de
10:08trabajo.
10:11Ahí lo cambiamos a agua líquida,
10:14aplicamos, cerramos.
10:17Nuestras condición de borde ya están muy
10:21bien predefinidas. Todavía nos falta
10:23agregar algunas cosas. Si es que no
10:25estuvieran bien, porque les pusimos
10:26nombres como cara uno, cara dos, cara
10:29tres, cara cuatro y el módulo fluent no
10:32sabe qué asignar. Abrimos acá en doble
10:34clic en bounder condition y acá uno
10:37puede cambiar el tipo. Por ejemplo, ese
10:41inlet lo reconoció con un velocity inlet
10:44por defecto, por eso puse ese nombre.
10:47Pero ustedes si hubieran puesto cara uno
10:49podría haber aparecido con cualquiera de
10:51estas opciones que está acá. Normalmente
10:53aparece como W, ¿ya? Pero el escenario
10:57de velocity inlet es el queremos el que
11:00queremos acá. Y en ese punto vamos a
11:02asignar la velocidad.
11:04Entonces podemos editar
11:09y le vamos a poner una velocidad de
11:12entrada siempre en las condiciones de
11:13borde es la normal.
11:17Me dice normal boundary, es normal al
11:20borde y es normal hacia dentro del
11:22borde. Entonces siempre entrada aquí
11:25ponemos el número positivo y vamos a
11:27poner una velocidad, ojo, que influen el
11:30decimales con punto de una velocidad
11:32baja 0.01
11:35imaginando que estoy en el régimen
11:36laminar, pero no lo he verificado.
11:39Aplicamos, cerramos. Verificamos
11:42rápidamente que
11:45el
11:47outlet está bien. Ahí dice pressure
11:49outlet y la presión de salida es cero.
11:51Perfecto. Vamos a salir al ambiente en
11:54este lado derecho. Y nuestras dos
11:57condiciones de borde también están ya
12:00predefinidas con el nombre walls y son
12:03paredes estacionarias con la condición
12:06de no del deslizamiento activada.
12:09Y cerramos.
12:12Ahora nos vamos
12:14a
12:16inicializar
12:18híbrido. Inicializamos. Ahí notó un
12:21mensaje que lo logró hacer. Bien, vamos
12:24a correr.
12:26Le asignamos unas 200 iteraciones como
12:30límite de parada máximo.
12:32Calculamos
12:34y vemos que nuestro cálculo acá nos
12:38muestra los errores en las tres
12:40ecuaciones que estamos resolviendo,
12:42que es
12:45conservación de la masa y del momento en
12:47X y en Y errores se redujeron.
12:52En 40 iteraciones llegamos a que la más
12:56grande de ellas ya está en un valor por
12:59debajo del límite establecido que era 1
13:02* 10 a la men 3. Y ese error
13:06reestablecido está acá en monitores
13:08residuales
13:11y son esos números. Si yo le hago aún
13:14más pequeño 001
13:16solo a la masa para forzar que este siga
13:18bajando.
13:20Okay. Y vuelvo a calcular, voy a forzar
13:27eh que siga iterando y reduciendo el
13:30error y le voy a decir que esta nueva
13:32condición lo haga para todas las futuras
13:34simulaciones que hago en este momento.
13:37Okay.
13:39Y ahora el programa sigue iterando hasta
13:41que este número
13:44de error
13:46en la masa ya esté en 1 * 10 a la men5,
13:49que es lo que le puse. Ya en la práctica
13:52logré una solución más precisa.
13:56Bien, e podríamos visualizar acá los
14:01resultados en un gráfico de contornos.
14:03Por ejemplo,
14:05vamos a mirar la velocidad.
14:10Y observamos que efectivamente
14:13tenemos una entrada, un desarrollo de
14:17capa límite
14:19y
14:21un viaje en esta tubería hasta la
14:23salida. Lo que vamos a hacer en la
14:25siguiente parte es dibujar en una línea
14:28longitudinal
14:30cómo cambia la presión y en tres líneas
14:33transversales
14:34cómo cambia la velocidad y ver el perfil
14:37de velocidad. Entonces, cerramos
14:45y usamos estos parámetros que puse para
14:47futuros cálculos, no vamos a dejarlo
14:50solo para el cálculo actual, que es este
14:52error pequeño que puse en la consción de
14:54la masa.
15:01Ya se cerró el fluent. Fíjense que ya
15:04está el módulo solución con un check, es
15:06decir, tenemos solución. Yo podría
15:09abrirla ahí y y observarla, pero sin
15:11modificar el caso, pero lo que quiero
15:14hacer ahora es ir a este módulo de
15:15resultados, que es un visualizador de
15:17resultados. Entonces, botón derecho,
15:19editar. Y ahora se va a abrir este
15:21módulo para visualizar los resultados.
15:26Ahí está nuestro cuerpo esquematizado,
15:28nuestra tubería en sección longitudinal.
15:33Y lo que vamos a hacer es agregar un par
15:37de elementos,
15:39por ejemplo, una línea
15:43y la voy a llamar línea longitudinal,
15:50¿ya? Y aquí tenemos que conocer nosotros
15:52la geometría de nuestro cuerpo. Yo sé
15:54que va desde 0 a 1
15:58en x. Desde 0 a 1 y en va desde 0 a
16:020.05.
16:06Entonces, nuestra línea longitudinal va
16:08en x de 0 a 1 y va a estar en el centro
16:13de esta dimensión que es 0,025.
16:19Ya. 0.025.
16:25Muy bien. Aplico y ahí aparece mi línea.
16:30Ah, hice una malla, una geometría más
16:33larga, no fue de 1 m, fue de 2 m.
16:38Entonces, la extendemos, aplicamos y ahí
16:40está mi línea hasta el extremo final.
16:43Cualquier cosa que yo grafique sobre
16:45esta línea va a tener 10 puntos. Eso es
16:48poco, así que lo vamos a llevar a 100 y
16:51aplicamos.
16:53Bien, ahora vamos a construir dos tres
16:56líneas más transversales.
16:59Línea uno,
17:02vamos a llamar línea
17:05transversal
17:09entrada input.
17:12Y esta línea va a estar en x
17:160. Ya, porque va a estar acá en el lado
17:18izquierdo,
17:20en el I va a ir desde 0 hasta
17:23el máximo, 0.5 y el Z no es importante
17:27en este plano. Y también unos 50 puntos
17:30para graficar bien.
17:33Aplicamos.
17:36Vamos a crear otra
17:39línea que vamos a llamar línea
17:44transversal.
17:48centro
17:51esta
17:57va a estar en
18:03x1 y 1 y en desde 0 hasta 0.05.
18:13E
18:16y aplicamos.
18:18Ahí apareció nuestra línea. Le vamos a
18:20poner también 50 puntos. Aplicamos
18:23nuevamente.
18:24Okay. Y nuestra tercera línea
18:33que va a ser la línea
18:37transversal.
18:42de salida
18:45y esta va a estar en X
18:48al final que está en dos,
18:52¿verdad?
18:54Y en y desde 0 hasta
18:590.05 05
19:0150 puntos
19:04y aplicamos y apareció allá la línea.
19:07Perfecto.
19:09Ahora nos vamos a ir a crear un gráfico
19:13de presión.
19:18Ese es el nombre gráfico explosión.
19:20Ahora vamos a asignarle el el la
19:23variable que vamos a graficar. Vamos a
19:24poner un nombre acá.
19:26Caída de presión.
19:32Vamos a decir que es un gráfico Xi. La
19:36serie de datos sería uno, un nombre que
19:39lo podemos cambiar, pero ¿dónde va a
19:41estar? En la línea longitudinal que
19:43creamos antes.
19:45En la dirección X vamos a poner la
19:48variable X. En la dirección Y vamos a
19:50poner la presión.
19:52y creamos nuestro gráfico. Y aquí vemos
19:55cómo inicia por el lado izquierdo y
19:58después como pierde presión y termina
20:00con salida de presión en cero pascales,
20:03que es lo que nosotros le dijimos como
20:04condición de bordo.
20:07Vamos a crear otro gráfico
20:11que lo vamos a llamar gráfico
20:14velocidad
20:18transversal.
20:20Este nuevo gráfico
20:22va a tener
20:24velocidad
20:27transversal,
20:30va a tener una serie de datos alojada en
20:34transversal int de entrada.
20:37En X va a tener la variable Y, la
20:42posición en en nuestra variable y
20:46vamos a a graficar la velocidad.
20:49y vamos a aplicar, ¿le parece nuestro
20:52perfil de velocidad a la entrada del
20:54dominio?
20:57Pero veamos cómo
21:01es posible ver en este mismo gráfico
21:04también los otros dos
21:07perfiles de velocidad. Entonces, vamos a
21:09agregar acá
21:11uno nuevo, la serie dos alojada en línea
21:13transversal transversal centrada.
21:18Aplicamos y ahí aparece nuestro perfil
21:20de velocidad a mitad de tubería y
21:22agregamos un tercer gráfico
21:26alojado en línea transversal out
21:30y nuestra perfil de velocidad a la
21:33salida. ¿Se fijan, todavía está bien
21:35cuadrada
21:37la curva? Eso es porque todavía tenemos
21:39pocos puntos. Entonces voy a ir a la
21:41línea input. Le voy a poner más. Voy a
21:44poner 200. Quiero ver. Mucho detalle. La
21:47solución hacer apply. Esta línea roja
21:50debería moverse un poquito.
21:53Ahí se movió. Ya mejor que eso creo que
21:55no ha es el perfil de entrada.
21:58Y la línea central
22:00también le vamos a poner 200.
22:06Y también se ve quebrada porque la malla
22:10es gruesa. Ya tendremos que mejorar la
22:11malla para resolver esas quiebres. Y por
22:15último el de salida también 200 puntos.
22:20Le aplicamos y también vemos los
22:23quiebres. Ahí ya estamos viendo que la
22:25malla está muy gruesa todavía para
22:27resolver bien este flujo.
22:30Bien, este es un pequeño tutorial muy
22:33rápido para que ustedes tengan todo para
22:35reproducir el caso y vamos a discutir en
22:38clase los detalles. Sí.