Tutoriel première utilisation ICEM-CFD. Couche limite et modification du maillage en 2D

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1 Tutoriel première utilisation ICEM-CFD Couche limite et modification du maillage en 2D Création de points, lignes, surfaces, ajout d un trou à la surface pour simuler le comportement de l écoulement autour d un cylindre. Création, adaptation et import du maillage vers Fluent V6 et modifications des conditions limites. Réalisé par Mathieu Doubs 29 Septembre 2010

2 1. Ouverture du programme, emplacement disque de travail et sauvegarde Démarrer/Tous les programmes/ansys 12.0/ICEM CFD 1.1. Choix du l emplacement de travail Fig. 1 : Fenêtre d accueil d ICEM CFD Afin d éviter des erreurs lors des sauvegardes ou lors de la création du ficher pour le maillage, il faut s assurer que le logiciel stock ses fichiers sur un disque où l on possède les droits d accès et de modification. Fig.2 : Change Working Directory 2

3 1.2. Sauvegarde du projet Afin d éviter la perte du travail, il est conseillé de choisir dès le début le chemin pour sauvegarder le projet. Le projet est enregistré sous le format.prj Fig.3 : Save Project As Il n est pas rare que le programme plante lors de la réalisation du maillage, de sa modification et plus rarement lors de la modification de la géométrie (lignes ou surfaces complexes). 3

4 2. La zone de travail et les onglets d options 2.1. Zone de visualisation/travail Fig. 4 : Zone de visualisation/travail C est dans cette zone que sera affiché le résultat du travail, la navigation s y fait au moyen de la souris. Clic gauche maintenu = rotation libre de l image Clic droit maintenu +haut/bas = zoom centré Clic droit maintenu +gauche/droite = rotation suivant l axe sortant Molette haut/bas = zoom Clic central/molette = déplacement dans le plan Pour revenir à une vue normée il suffit de cliquer sur un des axes : Fig. 6 : Axes X,Y,Z 4

5 2.2. Boite de dialogue fichier log Zone de texte où seront affichées des informations comme le nombre de mailles, la création de droites ou des informations les erreurs et leurs raisons. Fig. 6 : Boite de dialogue 2.3. Fonctions courantes Icones des outils utilisés le plus souvent, personnalisable. L icône permet de recentrer la vue et permet le retour en arrière/avant. Fig. 7 : Fonctions courantes 2.4. Onglets de travail L ordre des onglets est l ordre normal de progression pour la réalisation du maillage. Un suivi pas à pas permet d éviter des oublis de choix d options, etc. Fig.8 : Onglets de travail Astuce : afin d avoir un fond noir choisir dans -> puis 5

6 3. Création des points Dans choisir. Puis en bas à gauche : Fig. 9 : Boite de dialogue pour la création de points Création à la volée de points. Créer un ou des points suivant des coordonnées ou des équations : 6

7 Lors la création d un point, il est possible de l associer à une famille (Part). Par défaut, Icem classe par Part_X les points. Les autres icones ne sont pas traitées dans ce tutoriel. Se référer à l aide pour plus d informations. Résultat avec les points : Coord/Point Centre Haut-Gauche Bas-Gauche Haut-Droite Bas-Droite X Y Z Fig.10 : Visualisation points Nota : les icones permettent de supprimer des éléments. 7

8 4. Création de lignes Toujours dans, choisir La boite de dialogue suivante s ouvre en bas à gauche : Fig. 11 : Boite de dialogue création/édition de lignes Icône : Tracer des lignes suivant des points. L icône présente un intrét particulier, elle permet de couper une ligne en un point. Les autres icones ne sont pas traitées dans ce tutoriel Créer des lignes par sélection de points visible dans la zone de travail. puis permet l ouverture dans la zone de travail de la boite de dialogue : Mais aussi de l apparition du texte suivant en bas à gauche : Il est donc possible via la souris de : Sélectionner un point par le clic gauche Désélectionner le dernier point choisi par le clic droit Valider la sélection de points par le clic central/molette pour la création de la ligne 8

9 Les points choisis apparaissent dans la boite de dialogue : Une sélection par mode texte est aussi possible. Avant de valider une ligne, il est vivement recommandé de la nommer correctement : Chaque nom de famille différent engendre une couleur de ligne associée différente. Ces familles sont visibles dans l arborescence : Fig. 12 : Arborescence En cliquant sur une des familles, il est possible de modifier certaines caractéristiques : Ces noms seront retrouvés pour ceux des limites sous Fluent. 9

10 5. Création de la surface Dans notre exemple la simulation est en 2 dimensions, la surface sera donc assimilée au fluide. Toujours dans choisir Idem précédemment, ouverture de la boite de dialogue : Fig. 13 : Boite de dialogue création de surfaces Création d une surface simple. Plusieurs méthodes s offrent à nous : Dans notre cas, il n y a peu de différence entre ces méthodes. La démarche est similaire à celle de la création de lignes : puis 10

11 Toujours faire attention au choix du nom part Une assimilation à une famille existante peut entrainer des difficultés dans l établissement de conditions limites et dans la réalisation du maillage. La création de la surface est matérialisée par l apparition de lignes dans la zone désirée : Via l arborescence il est possible de masquer ces lignes en désélectionnant : Soit la surface dans Geometry (plus aucune surface visible) : Soit la famille (part) en question : A noter l erreur dans le nom de famille POINTS pour ENTREE, cela servira d exemple pour une correction de nom directement sous fluent (voir 9.). 11

12 Il faut maintenant réaliser un trou pour matérialiser le cylindre. Cela se fait via l icône : Puis : Sélection de la surface crée précédemment via Choix du rayon (Radius) 0.5 Puis des coordonnées par location, le point restant (0,0,0) sert à ça. La création du trou engendre un ajout de lignes à la surface : 12

13 6. Création du maillage Afin de réaliser le maillage il faut changer d onglet : 6.1. Définitions globales Ouvre la boite de dialogue suivante : Les deux premières options permettent une adaptation globale des paramètres du maillage. (Résolution et nombre de d éléments) 13

14 L icône suivante permet de choisir le type de maillage : Ici, l on a choisi All Tri. Les autres icones servent en 3D. A ce stade il est déjà possible de réaliser le maillage mais le logiciel va indiquer des valeurs par défaut, nous allons donc voir comment modifier la forme du maillage autour du cylindre (couche limite) Adaptation du maillage Pour cela toujours dans l onglet puis 14

15 La sélection de la ligne s effectue toujours suivant la même méthode : puis choisir la sélection met la ligne en surbrillant. Dans un premier temps l on s intéresse au nombre de nœuds (nodes) sur notre ligne : Pour cela : soit l on défini une taille maximum entre deux nœuds (maximum size) dans ce cas le logicielle indique automatiquement le nombre de nœuds (ici 32). Soit l on défini un nombre de nœuds et la taille maxi sera afficher pour information. 32 nœuds pour notre cercle risque d être trop faible, l on fait varier la taille maxi jusqu à obtenir une valeur qui semble suffisante : L étape suivante permet de définir le nombre de lignes structurées à compter de la ligne sélectionnée : L option située au dessus permet d ajouter un ration entre deux lignes : Les caractéristiques autour du cercle étant finies, l on peut passer à la réalisation de maillage 6.3. Maillage de la surface Toujours dans l onglet choix de 15

16 Concernent le maillage 3D Il est possible de forcer les options de maillage : Ici, dans la partie 6.1 nous avons déjà renseigné ces informations, écraser ces valeurs n est donc pas souhaitable. Il est possible de mailler par étape : Notamment éléments par élément : Notre géométrie étant simple ce n est pas nécessaire. La réalisation du maillage se lance via le bouton Compute : L on obtient : 16

17 Avec les informations suivantes dans la boite de dialogue : On constate l application des contraintes du maillage à la paroi du cylindre : Il est possible de modifier ces contraintes, via un retour à l option Curve mesh setup : En changeant le ratio : (ancien à gauche nouv à droite) 17

18 Il est aussi possible d imposer une loi de répartition des nœuds sur une ligne : Avec le résultat suivant : 18

19 7. Ajustements du maillage Dans l onglet Edit Mesh Cette partie sera juste survolée. L option : Permet d affiner une zone du maillage. On sélectionne les mailles à affiner via l icône : 19

20 Une fois sélectionné, le maillage affiné donne : Il est possible d augmenter de façon encore plus importante le nombre de mailles dans cette zone suivant la même méthode : 20

21 8. Choix de solveur et exportation de maillage Ce choix se fait via l onglet Il faut choisir : Et l option est vivement conseillé afin de ne pas recommencer la même manipulation lors du prochain maillage. Les icones : ne sont pas traitées ici, ces fonctions étant disponibles sous fluent. Ouvertue de la fenetre de dialogue via Si le solver a bien été sélectionné, il doit apparaitre : Grid dimension : 2D 21

22 9. Ouverture sous Fluent Importation du fichier mesh fluent.msh donne : Pour finir il faut indiquer les conditions aux limites : 22

23 Par exemple : ou toutes les autres conditions imaginables L option permet de modifier certaines informations comme le nom : Bonnes simulations & convergences! 23