CFD waterglijbaan met Simcenter STAR-CCM+ - Femto Engineering - Femto Engineering

CFD waterglijbaan met Simcenter STAR-CCM+

Waterglijbanen zijn een attractie in zwembaden die erg leuk zijn. Ze lijken eenvoudig, maar het modelleren van hun innerlijke werking is dat zeker niet, omdat het een aantal ingewikkelde fysica bevat. Laten we eens kijken hoe we een waterglijbaan kunnen modelleren met Simcenter STAR-CCM+

Een in Siemens Simcenter STAR CCM+ 2021.2 toegevoegde functie maakt het mogelijk de vloeistoffilm te gebruiken in combinatie met het Automatic Mesh Refinement (AMR) fysicamodel.
Voor de simulatie van de waterglijbaan hebben we precies dat gedaan. Aan de bovenkant van de waterglijbaan komt water het domein binnen met een massastroom van 40kg/s. Hierdoor ontstaat aanvankelijk een dunne vloeistoffilm op de bodem van het bovenste bekken, waarna het in de waterglijbaan zelf stroomt. Naarmate de vloeistoffilm een volumefractie van water van meer dan 0,8 overschrijdt in de eerste cel op het oppervlak van de waterglijbaan, wordt de vloeistoffilmfase omgezet in een Volume of Fluid (VOF) waterfase.

Zodra de VOF waterfase wordt geactiveerd zal het vrije oppervlak AMR model ook worden geactiveerd. In dit geval worden de netcellen op het grensvlak tussen de twee VOF fasen (water en lucht) verfijnd om dit grensvlak beter op te lossen.

Zonder verfijning

Met verfijning

Zouden we de vloeistofstroming modelleren zonder AMR, dan zouden we een veel groter gebied moeten verfijnen, aangezien bij het begin van de simulatie niet bekend is waar het VOF water-lucht grensvlak zich precies zal bevinden. Dit zou de hoeveelheid benodigde mesh-verfijning onbetaalbaar maken, waardoor de simulatietijd aanzienlijk zou toenemen.
Door AMR te gebruiken in combinatie met de vloeistoffilm en VOF kunnen we de simulatietijd beperken, terwijl de VOF-laag toch nauwkeurig wordt gemodelleerd.

 

waterglijbaan VOF model

waterglijbaan AMR

november 9, 2021
Hoe kunnen wij u helpen?

Heeft u vragen of interesse in één van onze diensten? Neem dan vrijblijvend contact met ons op. Wij helpen u graag.

over ons

Bij Femto Engineering helpen we bedrijven hun innovatieve ambities te bereiken met specialistische engineering consultancy, software en R&D.
Wij zijn Siemens DISW Smart Expert Partner voor Simcenter Femap, Simcenter 3D, Simcenter STAR-CCM+ en SDC Verifier. Neem contact met ons op en laat FEM en CFD voor u werken.

Privacy policy

×

Loop voorop in FEA & CFD

Schrijf je nu in voor onze nieuwsbrief en ontvang maandelijks FEA kennis, nieuws en tips gratis in je inbox.