F1-es autó körüli áramlás

Egyetemi projekt feladat OpenFOAM tárgyból

A feladat

Use snappyHexMesh to create meshes for CAD geometries and perform simulations. CAD geometry can be arbitrary (browse for free models, e.g. formula car, speed bike, aircraft, rocket). Create meshes with different quality and compare simulation results with respect to accuracy and convergence.

A geometria

Mivel mindig is nagyon érdeklődtem a F1 iránt, ezért egyértelmű volt, hogy Formula 1-es autó körüli áramlást fogok modellezni. Ehhez a CAD geometriát GrabCad adatbázisból töltöttem le. Az versenyautó .stl fileja közvetlenül használható hálózáshoz az OpenFOAM-ban, és akár apróbb változtatásokat is végezhetünk CAD software nélkül is. Például az én átskáláztam a geometriát miliméterről méterre a “surfaceTransformPoints” segítségével (ez azonban csak szöveges .stl file esetén működik).

Hálózás

A feladat célja, az volt, hogy jobban megismerkedjek a snappyHexMesh hálózóval, így ezzel készült el a Forma 1-es autó hálója. Alkalmas lehet még egyébként a fomayHexMesh is erre a feladatra.

Nem szeretnék mélyen belemenni a snappyHexMesh használatába, így ha érdekel, itt találsz róla bővebb információt. A lényeg, hogy szükség van egy alap hálóra, mit például blockMesh-el hozhatunk létre. Ezzel definiáljuk a szimulációs teret, amiben elhelyezkedik a F1-es autó, és a peremfeltételeket is ennek a hálónak a határfelületeire írjuk elő. Amikor ez megvan a snappyHexMesh c++ fájljában meghatároztam egy sűrítési térfogatot (amiben az autó is elhelyezkedik), és ezen belül, előírt számú lépésben sűrítettem a hálót az alaphálóhoz képest. Ezen kívül a Forma1-es autó felületén extra sűrítést alkalmaztam (szintén több lépésben), majd következik maga a “snap”-pelés, azaz a háló sűrűsödik a felület felé, és rá is van simítva a CAD geometriára, hogy minél jobban közelítse az .stl filet.

A feladat hálók összehasonlítása volt, így összesen 5 hálót készítettem el a sűrítési lépések számának és az alap háló sűrűségének a változtatásával.

Név

Alapháló cellamérete [m]

Felületi sűrítés (min, max)

Térfogati sűrítés

Cellák szám

A – háló 1 (3,4) 4 323 671
B – háló 1 (4,5) 4 442 336
C – háló 1 (5,6) 4 945 471
D – háló 0.5 (3,4) 3 450 728
E – háló 0.5 (4,5) 3 953 955

A - háló

B - háló

C - háló

D - háló

E - háló

A megoldó és beállításai

Teljes dokumentáció

Ha érdekelnek a részletek, letöltheted a teljes dokumentációt .pdf formátumben, angol nyelven.