Considérations géométriques et sur la grille de volume finie

Sommaire  Précédent  Suivant

La méthode de calcul nécessite que l'espace géométrique qui sera calculé soit divisé en cellules jointes et qui ne se superposent pas qui sont appelées grille finie de volume.

 

Lorsqu'un projet CFD est créé, une grille est automatiquement générée pour le modèle en identifiant tous les sommets des objets du modèle et en créant des coordonnées clés depuis ces sommets le long des axes majeurs de la grille. Ces coordonnées clés, se distribuent le long des axes X, Y et Z en tant que largeur, profondeur et hauteur du domaine qui sont appelées les "lignes de la grille". La distance entre les lignes de la grille le long de chaque axe est appelée "région" de la grille et ces régions sont espacées selon le paramétrage de l'utilisateur afin de pouvoir générer la grille. La grille utilisée par DesignBuilder CFD est une grille cartésienne non uniforme, rectiligne, ce qui veut dire que les lignes de la grille sont parallèles avec les axes principaux et que les espaces entre les lignes ne sont pas uniformes.

 

Par exemple, observons un simple bloc de bâtiment avec un seul composant représentant une table :

 

030000A7_550x381

 

La grille générée avec un espacement par défaut de 0,3m serait comme suit :

 

030000A8_713x450

 

Par défaut, les régions de la grille sont espacées uniformément utilisant un espacement qui est calculé aussi proche que possible de celui paramétré par l'utilisateur. Remarquez que les régions étroites créées entre les coordonnées clés sont issues du plan de la table et de ses pieds. Dans ce cas, la distance entre ces coordonnées clés est d'une valeur acceptable. Toutefois, des régions très étroites pouvant résulter de grille de cellules longues ou de cellules ayant un ratio d'aspect élevé doivent être évitées parce que cela provoque des résultats incertains qui peuvent ne pas converger. Les composants très détaillés peuvent provoquer un très grand nombre de coordonnées clés proches générant des cellules au ratio d'aspect élevé. Un grand nombre de coordonnées clés peut conduire aussi à des grilles trop complexes et des temps de calculs correspondants importants et une utilisation des ressources informatique élevée ce qui peut être évité en remplaçant les assemblages détaillés par des représentations simplifiées pour le calcul CFD. Toutefois, lorsque les régions très étroites sont nécessaires, les lignes de grille adjacentes formées depuis les coordonnées clés peuvent être fusionnées en utilisant le paramètre de tolérance de fusion qui est accessible depuis la nouvelle fenêtre de dialogue d'analyse CFD (voir Paramétrer une nouvelle analyse CFD et Paramétrer une nouvelle analyse CFD interne). Par exemple, dans l'exemple ci-dessus, si la table avait été plus proche du bord de la fenêtre adjacente, cela aurait pu générer des lignes de grille inacceptables :

 

030000A9_599x578

 

Ces lignes de grille proches peuvent être fusionnées en créant une nouvelle analyse et en augmentant la tolérance de fusion des lignes de grille à 0,025m:

 

030000AA_640x575

 

Etant donné la nature rectiligne stricte de la grille, les cellules qui sont dans les régions en dehors du domaine calculé sont bloquées afin de prévoir les géométrie irrégulières. Il est important de prendre en considération lorsque vous créez un modèle de maximiser l'efficacité de la création de la grille et/ou de vous assurer que les limites de la surface CFD seront comprises dans le plan des axes principaux de la grille afin d'effectuer une représentation exacte des limites. Dans certains cas, le modèle peut être tourné (pivoté) afin que la plus grande partie des murs soit orthogonale par rapport aux axes de la grille. Pour prendre un exemple extrême, un simple espace rectangulaire a été dessiné à un angle de 45° sur l'axe Z :

 

030000AB_389x393

 

La grille qui en résulte, générée en utilisant un espacement par défaut de 0,3m contient un grand nombre de redondances dans la forme des régions bloquées et une imprécision de la représentation des surfaces :

 

030000AC_808x583

 

 

Si le bloc est retourné pour être aligné sur l'axe X :

030000AD_474x340

 

La grille résultante ne montre pas de redondances et il n'y a pas d'inexactitudes dans la représentation des surfaces :

030000AE_677x524

La précision de la représentation des surfaces non orthogonales peut être améliorée en utilisant un espacement par défaut de grille plus petit et dans certains cas spécifiques les régions de grille peuvent être modifiées pour augmenter la précision dans un mode localisé comme illustré dans l'exemple suivant  :

 

030000AF_529x346

 

 

Grille générée en utilisant un espacement par défaut de 0,3m :

030000B0_760x528

 

En utilisant "l'Editeur de grille CFD", l'espacement de grille dans les régions jouxtant les sections d'angle est réduit à 0,2m pour améliorer la représentation :

 

Les régions de grille entre les coordonnées clés peuvent être définies également en utilisant l'option d'espacement non uniforme et de nouvelles coordonnées clés peuvent être ajoutées. Plus d'informations sur la modification de grille sont dans le chapitre "Editer la grille CFD".