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Problema ao abrir modelo 3D com superfícies no CFX

Olá!

Existe uma dúvida recorrente entre nossos clientes que trabalham com o CFX, especificamente em casos envolvendo um ou mais volumes de fluido com superfícies internas. É possível que o usuário encontre a seguinte mensagem de erro:

 

 

Antes de solucionarmos esta questão, vale a pena descrever brevemente o caso em questão. Isto é, qual a finalidade de criar superfícies internas em um estudo CFD?

Em nossos modelos do cotidiano é comum que no domínio fluido existam chapas de pequena espessura. Sejam elas vigas, defletores, aletas etc. Fazendo um paralelo com FEA, isto é, simulação estrutural, uma abordagem comum do mercado é o ajuste no modelo para tratar estes elementos como casca. A finalidade muitas vezes é a diminuição do número de elementos de malha. Ou seja, diminuição do tempo de solução do caso. Em CFD não é diferente, eu posso simplificar um elemento 3D de pequena espessura por uma superfície para economizar o número de nós de minha malha final. 

 

 

Então agora que a motivação do suporte está clara, podemos partir para a solução deste erro. Ele acontece pois o CFX é um solver 3D. Diferente do Fluent que entende casos 2D e 3D. Então nós não podemos ter uma malha 2D "solta" no interior o domínio. O CFX não consegue interpretar esta superfícies. 

Precisamos na realidade unir a malha da superfície com a malha volumétrica. Elas tem que compartilhar os nós dos elementos para termos sucesso em nossa simulação. Dizemos que com isso estamos criando uma malha CONFORMING. E para obtê-la, precisamos realizar o compartilhamento das topologias do modelo no CAD.

Existem muitas formas de fazer este procedimento e mostrarei duas delas, utilizando as soluções ANSYS de tratamento de geometrias. Podemos operar no DesignModeler ou no SpaceClaim. Para exemplificar o processo, vamos utilizar uma geometria bem simples:

 

 

Via Design Modeler:


No Design Modeler, só precisamos importar o CAD em questão a partir do comando File> Import External Geometry File. Então na árvore onde estão os corpos do estudo, basta que sejam todos selecionados e então botão direito do mouse > Form New Part. 

 

 

Pronto! O CFX já será capaz de abrir o modelo e a malha geradas sem dificuldade. 

 

Via SpaceClaim:

 

 

No SpaceClaim, só precisamos importar o CAD em questão a partir do comando File> Open. Então na árvore onde estão os corpos do estudo, basta acessar o componente do estudo e habilitar a opção Share Topology para MERGE.

 

Pronto! O CFX já será capaz de abrir o modelo e a malha geradas sem dificuldade. 

 

Resultado:

 Após esta etapa, o CFX não encontra erros ao ser executado e nos permite configurar nosso caso. Vale lembrar que este procedimento vai obrigar a malha a ser compartilhada entre os volumes, eliminando assim a necessidade de uma interface. Teremos uma única malha.

DICA: Atribua nomes (named selections no Design Modeler   e    goups no SpaceClaim) nas superfícies para facilitar a atribuição das condições de contorno no CFX. 

 

A Equipe de suporte técnico da ESSS está à disposição para sanar suas dúvidas. 

Um abraço,
Luiz Gustavo Franco Amaral

 

 

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