3. GUÍA PARA SIMULAR CON ÉXITO UTILIZANDO ANSYS FLUENT

Las siguientes pautas pueden ayudar a asegurarse de que su simulación CFD sea un éxito.

1. Examinar la calidad de la malla

Hay dos cosas básicas que usted debe hacer antes de iniciar una simulación:

Realizar una comprobación de la malla para evitar problemas debidos a conectividad incorrecta de la malla, etc.

Revisar la oblicuidad (skewness) máxima de la celda (por ejemplo, utilizando el botón Compute del cuadro de diálogo Contours). Como regla general, el esviaje debe ser inferior a 0.98.

Si hay problemas de malla, es posible que se tenga que volver a mallar el problema.

2. Escalar la malla y comprobar las unidades de longitud.

En ANSYS FLUENT, todas las dimensiones físicas se suponen inicialmente que están en metros. Entonces se debe escalar la malla en consecuencia. Otras cantidades también se pueden escalar de forma independiente de otras unidades utilizadas. ANSYS FLUENT usa por defecto las unidades del SI.

3. Emplear los modelos físicos apropiados.

4. Establecer el factor “energy under-relaxation” entre 0.95 y 1.

Para problemas con transferencia de calor conjugado, cuando la relación de conductividad es muy alta, valores más pequeños del factor de energía bajo-relajación prácticamente detiene la tasa de convergencia.

5. Use gradientes basados en nodos con mallas tetraédricas no estructuradas.

El esquema basado en nodos se sabe que es más preciso que el esquema basado en celdas (default) para mallas no estructuradas, sobre todo para las mallas triangulares y tetraédricas.

6. Monitorear la convergencia con la historia de los residuos.

Las gráficas de los residuos pueden mostrar cuando los valores residuales han alcanzado la tolerancia especificada. Después de la simulación, observe si sus residuos se han reducido en al menos 3 órdenes de magnitud por lo menos a 10-3. Para el solver basado en presión (pressure-based solver), la energía residual escalada debe disminuir a 10-6. Además, el scaled species residual puede necesitar disminuir a 10-5 para lograr el equilibrio de especies.

También debe monitorear las fuerzas de elevación, arrastre así como las variables pertinentes o funciones (por ejemplo, las integrales de superficie) en una frontera o cualquier superficie definida.

7. Ejecutar la simulación CFD usando discretización de segundo orden para una mayor precisión en vez de una solución más rápida.

Una solución convergente no es necesariamente correcta. Usted debe utilizar el esquema de discretización upwind de segundo orden en los resultados finales.

8. Monitorear los valores de las variables de solución para asegurarse de que cualquier cambio en las variables de la solución de una iteración a la siguiente son insignificantes.

9. Verifique que la conservación de propiedades se satisfacen.

Después de la simulación, tenga en cuenta si la conservación de la propiedad se ha logrado. Además de monitorear las historias residuales y variables, usted debe también comprobar los balances de calor y de masa. Como mínimo, el desequilibrio neto debe ser menor que 1% del menor flujo a través de límite de dominio.

10. Compruebe si hay dependencia de malla.

Debe asegurarse de que la solución es independiente de la malla y usar adaptación de malla para modificar la malla o crear mallas adicionales para el estudio de la independencia de malla.

11. Compruebe que la solución tiene sentido basado en criterios de ingeniería.

Si las características de flujo no parecen razonables, debería reconsiderar sus modelos físicos y condiciones de frontera. Reconsiderar la elección de las ubicaciones de frontera (o el dominio). Una elección inadecuada del dominio (especialmente en las fronteras de salida, outlet) pueden afectar significativamente la precisión de la solución.