潜艇阻力AI预测分析

AICFD是由天洑软件自主研发的通用智能热流体仿真软件,用于高效解决能源动力、船舶海洋、电子设备和车辆运载等领域复杂的流动和传热问题。软件涵盖了从建模、仿真到结果处理完整仿真分析流程,帮助工业企业建立设计、仿真和优化相结合的一体化流程,提高企业研发效率。


概 要
 

1)案例描述

AI预测是软件的特色模块之一,可以解决工业仿真设计中针对不同设计参数重复仿真的时效问题。本案例针对某潜艇型号,对潜艇速度为3.043m/s时进行了外流场的数值预测。

2)网格

整体网格为四面体网格单元为主的非结构网格,网格数量48万

1-1.png

图1-1 网格模型

3)计算条件

入口速度:3.043 m/s;出口静压:0Pa;湍流模型:SST k-omega;介质:水,密度997kg/m?;样本数:10。


网 格
 

1)新建工程

① 启动AICFD 2023R2;

② 选择 文件>新建,新建工程,选择工程文件路径,设置工程文件名,点击“确定”。

2-1.png

图2-1 AICFD窗口

2-2.png

图2-2 新建工程

2)网格导入

单击菜单栏 网格>导入网格,导入外部生成的计算域网格。

2-3-1.png
2-3-2.png

左右滑动查看更多

图2-3 网格导入

3)网格质量检查

单击菜单栏 网格>网格质量,检查网格质量。

2-4.png

图2-4 网格质量检查


求解设置
 

1)求解模型

双击 求解> 求解模型,设置湍流模型。本案例为稳态计算,采用不可压缩流,湍流模型采用RNG k-epsilon模型。

3-1.png

图3-1 模型设置

选择 求解> 材料,双击“Water”,选择Material Properties,确认介质物性参数。

3-2.png

图3-2 材料参数

2)计算域

双击 求解> 流动分析> 计算域>  Domain-fluid-1在计算域设置窗口中选择“Fluid Domain”,然后点击“下一步”,在打开的流体模型窗口点击“确定”,将网格分配到计算域Domain-fluid-1,如图所示

3-3-1.png
3-3-2.png
3-3-3.png

左右滑动查看更多

图3-3 分配计算域

3)边界条件

分别设置Inlet和Outlet,需要分别设置边界名称、边界类型、边界条件和数值,如图所示。

3-4.png

图3-4 Inlet定义

3-5.png

图3-5 Outlet定义

设置Wall的边界条件,需要分别设置边界名称、边界类型,展开边界列表,选择面hull,如图所示。

3-6-1.png

3-6-2.png
3-6-3.png

左右滑动查看更多

图3-6 Wall定义

设置Symmetry的边界条件,需要分别设置边界名称、边界类型,展开边界列表,选择面,如图所示

3-7-1.png
3-7-2.png
3-7-3.png

左右滑动查看更多

图3-7 Symm定义

4)求解参数设置

双击 求解> 求解设置 ,设置计算方法,包括差分方法等。

3-8.png

图3-8 求解方程参数设置

双击 求解> 求解控制,设置求解器启停条件,迭代步数等。

3-9.png

图3-9 求解参数设置


初始化及求解计算


1)初始流场设置

① 双击 求解> 初始化,设置初始流场

② 选择菜单栏 求解> 初始化,初始化流场。

4-1.png

图4-1 初始化设置

4-2.png

图4-2 初始化流场

2)求解计算

选择菜单栏 求解> 求解> 生成AI样本,开始设置样本空间。

4-3.png

图4-3 运行求解器

4-4.png

图4-4 设置预测变量

① 在弹出的AI样本设置界面,设置预测范围为(1-5)。单击样本处理,生成样本数,在弹出的AI样本生成界面中,修改其中一个样本数3为2.8,避免和原始工况趋近,如图所示;

② 点击开始,开始计算。

4-5.png

图4-5  设置预测范围

4-6.png

图4-6  生成样本数


后处理
 

1)模型训练

① 计算完成后,单击“是”开始训练;

② 训练完成后,单击“确定”,确认训练完成,单击“关闭”按钮退出当前对话框,如图所示。

5-1-1.png
5-1-2.png

左右滑动查看更多

图5-1 模型训练

① 双击 求解> 求解模型,打开AI预测开关,输入值:3.043;

② 单击应用按钮,程序自动加载预测结果,如图所示。

5-2.png

图5-2 结果预测

2)求解结果更新及导入

双击树节点 报告> 力,设置方向参数,选取区域面列表中hull,单击应用,读取升阻力数据。

5-3.png

图5-3 数据读取

5-4.png

图5-4 数据查看

3)结果对比

① 在进行预测计算之前, 可以先进行原始工况的计算,然后和预测后的结果进行比对;

② 升阻力,壁面压力和中心截面速度对比。

表1.png

表1 升阻力数据对比

表2.png

表2 壁面压力对比

表3.png

表3 中心截面速度对比

① 单击菜单栏 后处理>云图,选取位置和变量参数,设置等级参数,点击应用,读取潜艇表面压力云图;

② 壁面压力云图对比。

5-5.png

图5-5 原始工况

5-6.png

图5-6 预测结果

① 单击菜单栏 后处理> 面,创建中心截面, 然后单击菜单栏 后处理> 云图,查看流场中心截面速度分布云图,点击应用,读取中心截面速度分布图;

② 中心截面速度云图对比。

5-7.jpg

图5-7 原始工况

5-8.jpg

图5-8 预测结果


XML 地图 | Sitemap 地图

糖果派对6163银河