استقلال از شبکه فلوئنت – استقلال حل از شبکه در ansys fluent – استقلال از مش در انسیس

بررسی استقلال از شبکه در فلوئنت ( استقلال از مش در انسیس فلوئنت ) یکی از بخش های بسیار مهم در هر شبیه سازی می­ باشد. عدم وابستگی حل به مش نه تنها در فلوئنت ، بلکه در تمامی نرم افزارهای شبیه سازی که دامنه محاسباتی را به زیر دامنه های کوچکتر تقسیم بندی می کنند (مثل آباکوس) نیز باید بررسی شود. به طور کلی میتوان گفت در صورتی که در شبیه سازی مطالعه استقلال حل از شبکه صورت نگرفته باشد، پاسخ های شبیه سازی قابل اطمینان نبوده و نمیتوان به آن رجوع کرد.

عدم مطالعه استقلال از شبکه در فلوئنت ( استقلال از مش در انسیس)  به معنی عدم اطمینان از جواب های شبیه سازی بوده و ارائه آن به هیچ وجه توصیه نمی شود

استقلال از شبکه در فلوئنت

مفهوم استقلال حل از شبکه در فلوئنت

استقلال از شبکه انسیس به زبان ساده یعنی انتخاب بهینه ترین شبکه ممکن برای دریافت پاسخ های صحیح . به عبارت دیگر اگر شبکه بندی شما بسیار درشت باشد ، مسلما جواب های شبیه سازی شما قابل اعتماد نخواهد بود و اگر مش بندی شما بسیار زیر باشد باز هم به علت خطای گرد کردن و هزینه محاسباتی بالا احتمالا جواب های صحیحی دریافت نخواهید کرد.

ممکن است از خود بپرسید “میتوان شبکه محاسباتی را انقدر ریز کرد که دیگر مطالعه استقلال از مش در انسیس فلوئنت نیاز نباشد” . اما باید این نکته را نیز در نظر داشته باشید که تا چه مقدار شبکه خود را ریز خواهید کرد؟ در ادامه به پاسخ این سوال و نحوه صحیح بررسی استقلال از شبکه فلوئنت خواهیم پرداخت.

ایا می توان برای بررسی استقلال از مش در انسیس تا هر اندازه شبکه را ریز کرد ؟

استقلال حل از شبکه در انسیس فلوئنتاستفاده از شبکه ریز یا مش ریز مستلزم بهره مندی از یک سیستم محاسباتی پیشرفته بوده و مطمئنا به دنبال آن هزینه های زیادی را برروی دست شما خواهد گذاشت. همچنین استفاده از مش های بسیار ریز موجب پیدایش خطای های گرد کردن می شود و در نتیجه به جواب واحدی در شبیه سازی نخواهید رسید.  اگر از نظر تئوری این موضوع مورد بررسی قرار بگیرد با ریز کردن شبکه ، خطای گسسته سازی می بایست حذف شود اما در عمل خطای گرد کردن نیز در شبیه سازی حضور داشته که با توجه افزایش تعداد شبکه و افزایش عملیات محاسباتی، خطای گردن کردن افزایش می یابد و شما جواب های واحدی از شبیه سازی خود نخواهید داشت.در دوره آموزش فلوئنت (مقدماتی تا پیشرفته) به صورت کامل درباره این مباحث توضیحاتی ارائه شده است.

پس با تمامی این تفاسیر مطالعه برروی استقلال از شبکه در انسیس امری اجتناب ناپذیر بوده و شما نمی توانید بدون در نظر گرفتن این بخش جواب های قابل اطمینانی داشته باشید.

مطالعه شبکه یا استقلال از شبکه در انسیس به چه صورتی انجام می ­گیرد؟

به طور کلی برای مطالعه استقلال حل از شبکه در فلوئنت، باید یک متغیر مانند (دما،سرعت،فشار،ناسلت و….) را با توجه به پروژه خود انتخاب کنید و آن را در تعداد شبکه های مختلف مورد بررسی و مطالعه قرار دهید. ابتدا به هدف شبیه سازی خود رجوع کنید مثلا ” پروژه بررسی انتقال حرارت در نانوتیوب ها”  همان طور که از اسم این شبیه سازی مشخص است هدف بررسی انتقال حرارت بوده و  مطمئنا بررسی متغیرهایی مانند دما،ضریب هدایت حرارتی و ناسلت از اهمیت بالایی برخودار خواهد بود.

اکنون یکی از این متغیرها را انتخاب کنید و در دامنه محاسباتی در هر گام شبکه را بررسی کنید. یعنی در قدم اول ، شبیه سازی را با یک شبکه نسبتا سبک انجام دهید و متغیرهای مورد نظر خود را استخراج کنید. پیشنهاد میکنم متغیر را در طول دامنه یا در صورتی که حل شما وابسته به زمان بوده در طول زمان استخراج کنید و نمودار آن را ترسیم کنید. سپس شبکه خود را ریزتر کنید و مجددا همین مراحل را طی کنید.

حتما بخوانید #   شرایط مرزی در فلوئنت - boundary conditions
تا چه میزان شبکه محاسباتی را ریز کنیم ؟

فرض کنید در گام اول تعداد شبکه شما پانصد هزار سلول محاسباتی باشد، در قدم بعدی هفتصد پنجاه هزار سلول محاسباتی برای شبیه سازی در نظر گرفته به طور که به نسبت ثابت در هر گام شبکه شما زیر شود. در قدم بعد می بایست شبکه خود را ریزتر کنید به طور مثال یک میلیون سلول محاسباتی را در نظر بگیرد و شبیه سازی خود را انجام دهید. این کار را تا زمانی انجام دهید که متغیر مورد مطالعه شما تغییرات محسوسی نداشته باشد .

در شکل زیر چند نمونه از نمودارهای مقالات معتبر برای استقلال از شبکه ، نشان داده شده است.

استقلال از مش انسیس فلوئنت

استقلال از شبکه در انسیس فلوئنت

همان طور که مشاهده می شود برای تعداد شبکه های مختلف یک متغیر (در این مقاله با توجه به اهمیت انتقال حرارت ، دما انتخاب شده است) مورد بررسی قرار گرفته  و سلول های محاسباتی تا زمانی که متغیر دما تغییر محسوسی نداشته افزایش یافته است. یعنی زمانی که تقریبا متغیر انتخاب شده در دو شبکه متفاوت تغییر محسوسی نداشته باشد.

با توجه به اینکه قصد ما انتخاب بهینه ترین اندازه برای شبکه بندی است ، باید تعداد شبکه یکی مانده به آخر را برای ارائه نتایج شبیه سازی انتخاب کنیم تا هزینه محاسباتی ما افزایش پیدا نکند. فرض کنید متغیر دما ، در تعداد شبکه یک میلیون و همچنین یک میلیون و پانصد هزار تغییر محسوسی نداشته باشد پس باید تعداد شبکه یک میلیون را برای شبیه سازی خود انتخاب کنید.

استقلال از مش فلوئنت

با توجه به مطالب بالا بررسی استقلال از شبکه در فلوئنت امری بسیار مهم در هر شبیه سازی بوده به طوری که در صورت عدم  بررسی آن، جواب های شما قطعیت نداشته و قابل استناد نمی باشد. برای فراگیری عملی تمامی مراحل شبیه سازی در انسیس فلوئنت با کمک مقالات ISI می توانید از دوره زیر استفاده کنید.

دوره آموزش انسیس فلوئنت - اموزش فلوئنت ansys fluent

حتما بخوانید

دوره آموزش فلوئنت

23 ساعت

One thought on “استقلال از شبکه فلوئنت – استقلال حل از شبکه در ansys fluent – استقلال از مش در انسیس

  1. ناشناس میگوید:

    از زحمت شما متشکرم. واقعا اطلاعات کاملی رو ارائه دادین.
    سپاس.

  2. موسی میگوید:

    سلام عرض ادب در یک شبیه سازی به دلیل کنترل Y+مجبورشدیم از ADAPTاستفاده کنیم ولی بعد از ADAPTتعداد مش یک از مش دو بیشتر همچنین مش سه نیز از مش 4بیشتر است نحوه ی توجیه این استقلال از شبکه به چه صورت است پیشاپیش از پاسخ گویی شما متشکرم

    • مدیر سایت میگوید:

      سلام وقت بخیر جناب مهندس کفیلی
      اگر شما از گزينه adapt region استفاده کرده باشید و تمام دامنه adapt کرده باشید طبیعتا شبکه شما با شدت افزایش پیدا خواهد کرد. فرض کنید مش اولیه ما در سه محور مختصات دارای شبکه بندی به تعداد
      2*2*2=8
      باشد اما با adapt در هر راستا تعداد مش شما
      4*4*4=64
      میشود. فقط با استفاده از یک بار adapt ، مقدار شبکه ما افزایش زیادی خواهد داشت پس بهتر برای این کار یا از gradiant adapt استفاده کنید که با شناسایی بخش‌ ها با گرادیان بالا شبکه در این بخش ها ریز خواهد شد یا از گزينه mesh adaption control استفاده کنید که بتونید بر روی شبکه نهایی کنترل داشته باشید. و فرایند استقلال از شبکه هم که برای نقاط گرادیان بالا مشابه قبل هست.

  3. Vahid میگوید:

    با سلام و وقت بخیر و خسته نباشید
    بافرض اینکه تمامی شرایط مرزی صحیح اعمال شده باشند اما نتایج خروجی دارای تغییرات محدودی باشند چگونه میتوان استقلال از شبکه را در طول دامنه بررسی کرد؟؟؟
    مورد دوم در نتایج چگونه میتوان مانند نمودار دوم در مقاله یک پارامتر بی بعد از دما را استخراج کرد؟؟؟
    پیشاپیش از پاسخگویی شما کمال تشکر را دارم.

    • مدیر سایت میگوید:

      بررسی استقلال از شبکه نیازمند این هست که شما یک پارامتر به طور مثال سرعت یا فشار را در طول دامنه مانیتور کنید. اگر هدف شما بررسی در طول دامنه هست برای هر شبیه سازی میتونید یک خط در طول دامنه ترسیم کنید و نمودار فشار یا سرعت را بر حسب مکان ترسیم کنید و برای مش های مختلف مقایسه کنید… راه دیگر این هست در یک مکان خاص مقدار متغییر مورد نظر را بررسی کنید به طور مثال دمای خروجی….
      برای بی بعد کردن خروجی باید پارامترهای ثابت استفاده کنید به طور مثال می توانید دمای خروجی را بر دمای ورودی (که مقدار ثابتی هست) تقسیم کنید و به این صورت استقلال از مش را بررسی کنید

  4. Sara میگوید:

    سلام وقت بخیر، من برای استقلال از شبکه سه مش متفاوت رو بررسی کردم در مورد آخر که شبکه ریزتر است, همگرا نمیشه. چطور میتونم این مشکل رو حل کنم؟ شبیه سازیم پایاست اما جایی خوندم که اگر به گذرا تغییرش بدم کانورج میکنه درسته؟

    • مدیر سایت میگوید:

      سلام. برای بررسی استقلال شبکه باید تمام شرایط شبیه سازی ها یکسان باشند و فقط تعداد مش ها تفاوت کند. اینکه بعضی شبیه سازی هارو استدی حل کنید و بعضی ها رو ترنزینت صحیح نیست. اول سعی کنید پروژه و نتایج شبیه سازی خودتون رو با مقاله های مشابه اعتبار سنجی کنید و مطمئن بشید که روش شبیه سازی شما صحیح هست. اگر روش شبیه سازی صحیح بود، بعد به بررسی استقلال شبکه بپردازید.
      اینکه با شبکه بسیار ریز ، شبیه سازی شما کانورج نشود یا جواب های ناصحیح بدهد، هم طبیعی است (مشکلی به اسم خطای گرد کردن در باقی مانده ها ایجاد میشود). اگر روش حل صحیح باشد و نتایج با سایر مقالات مشابه همخوانی داشته باشد ، پس مش رو بیش از حد ریز کرده اید. نسبت مش ریز ، متوسط و درشت رو کمتر کنید.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *