Monthly Archives: June 2014

Lección 1.4

Lección 1.4 — Modo Post-análisis

En las lecciones 1.1-1.3, se ha aprendido como hacer simulaciones y el significado de algunos de los parámetros especificados en el archivo grid.txt. También llevamos a cabo simulaciones utilizando el esquema de orden inferior (caso: Ch0) y el esquema de orden superior (caso: Ch1). En esta lección, vamos a comparar estos dos resultados en el modo post-análisis incluidos en Flowsquare.

 

Utilizando el modo Post-análisis

Si has seguido las lecciones 1.1–1.3, al menos usted tiene como resultado dos simulaciones; “CH0” y “Ch1”. En primer lugar, ejecute Flowsquare.exe y escriba “CH0-a” en el campo de nombre de caso (Fig. 1) y pulse Enter. Aquí, “-a” (“espacio”, “-” y “a”) es el comando de la opción para iniciar el modo post-análisis, y vamos a utilizar este modo para el caso Ch0. En el modo post-análisis, todos los archivos de entrada como grid.txt y bc.bmp se leen desde la carpeta de copia de seguridad (en la carpeta bkup con el nombre de caso).

 Enter "Ch0 -a" as case name.

Figura 1: Introduce “Ch0 -a” como un nombre de caso.

Ahora, veras los resultados de la simulación del caso Ch0 en la Fig. 2.

Post-analysis window.

Figura 2: Ventana Post-análisis.

Utilizando los botones (PGUP) (PGDN), se puede cambiar el intervalo de tiempo de paso de los resultados mostrados. Tenga en cuenta el resultado del intervalo de paso que desea mostrar tiene que ser definido mediante el parámetro nfile en grid.txt. Para la configuración por defecto se tiene resultados instantáneos a 0, 2000, 4000 de intervalo de paso de tiempo. Aquí se muestran los resultados de intervalo de paso de 4000 mediante el uso de la tecla PGUP. Usted puede dibujar un gráfico de la sección transversal. Para el caso Ch0, el resultado al 4000° de intervalo de paso de tiempo puede ser algo lo mostrado en la figura 3:

Ch0 case, u field, ts(time step)=4000, location of the graph is i=360.

Figura 3: Caso Ch0 (orden inferior), campo u, ts (time step)=4000, ubicación de el grafico es i=360.

Comparación entre los resultados de orden superior e inferior

De la misma forma, puede mostrar Ch1 (resultados de orden superior) y usted puede ver esto (Fig. 4):

Ch1 case, u field, ts(time step)=4000, location of the graph is i=360.

Figura 4: Caso Ch1 (Orden superior), campo u, ts (time step)=4000, ubicación de el grafico es i=360.

Al mismo tiempo físico, en las mismas condiciones de flujo, pero es evidente que hay diferencias entre los casos Ch0 (orden inferior) y Ch1 (orden superior). Entonces, ¿cuál es la correcta? Para la configuración de flujo en canal 2D, se puede obtener la solución analítica. Según la solución, la velocidad máxima u es 1,5 veces de la sección transversal promedio de velocidad u. Además, la variación de u debe ser parabólica.

Para el caso Ch0 (orden inferior), la máxima velocidad u es 0.1094 (m/s) y el promedio de la sección transversal es 0.0739 (m/s) como en la Figura 3. La relación entre ambos es 0.1094/0.0739=1.480, lo que significa un 98.7% del valor teórico, esto es bueno!

 Para el caso Ch1 (orden superior), la máxima velocidad u es 0.1295 (m/s) y el promedio de la sección transversal es 0.0869 (m/s) como en la Figura 3. La relación entre ambos es 0.1295/0.0869=1.490, lo que significa un 99.3%del valor teórico, esto es mucho mejor!

 Además, el esquema de orden inferior es por lo general más disipativo, y esta es la razón principal por la que la velocidad promedio es menor en CH0 (bajo) que en Ch1 (alto). Por estas

razones, (como esperábamos) el esquema de orden superior gana!
Sin embargo, el cálculo con un esquema de orden inferior es mucho más rápido. Usted tiene que equilibrar estos factores a la hora de determinar las condiciones y métodos de la simulación. Hay más condiciones para explorar, los cuales vamos a aprender pronto. Gracias por leerme.

Lección 1.3

Lección 1.3Estabilidad y Precisión (flujo en canal cont. se lección 1.1)

En las dos lecciones anteriores, se aprendió cómo iniciar la simulación (Lección 1.1), y algunas de las operaciones de visualización (Lección 1.2). En la Lección 1.2, también se observó que hay oscilaciones numéricas en los campos de velocidad y vorticidad (Figs. 9 y 10 de la Lección 1.2). En esta lección, aprenderemos cómo configurar algunos de los parámetros en grid.txt para mejorar la precisión y / o la estabilidad numérica.

Generalmente en CFD (Dinámica de Fluidos Computacional por sus siglas en Ingles), a más precisión de la simulación se requieren más recursos computacionales (tiempo de cálculo, memoria RAM, modos de códigos complicados,… ). También la mayoría de las veces, tenemos que comprometer la precisión de la simulación y el tiempo de computacional por la estabilidad numérica. Por favor, tenga en cuenta de ellos y sigamos adelante.

Removiendo la Inestabilidad Numérica

En primer lugar, vamos a considerar las oscilaciones numéricas que observamos en la Lección 1.2. Partimos con el original grid.txt, para el caso de caudal en canal 2D que se puede descargar desde aquí. Abra directamente el grid.txt del directorio principal. Como se explicó en la Lección 1.1, en el grid.txt se especifican los parámetros numéricos. Todas las líneas, excepto las líneas separadoras consisten en 3 bloques. Por ejemplo, después del separador de la segunda línea,  se ve esto:

·         01:cmode 0 // Simulation mode, ….

El primer bloque (01:cmode) denota el nombre de cada parámetro (a menudo se usa un nombre similar a la notación usada en la guía de usuario Users’ Guide). El segundo bloque (“0” en el ejemplo anterior) es el número que se especifica para cada parámetro. Por lo que en el tercer bloque (/ / Modo de simulación, …) es sólo un comentario, y no tiene nada que ver con los resultados de la simulación. Estos tres bloques tienen que estar separados por espacio (s).

Por favor, busque las siguientes líneas:

·         02:nx 384 // No. grid points in x
·         03:ny 128 // No. grid points in y
·         04:lx 0.015 // Domain x-size
·         05:ly 0.005 // Domain y-size

Como dicen los comentarios (después del tercer bloque) nx y ny son, respectivamente, el número de puntos de la rejilla en las direcciones “x” e “y”, y lx y ly son, respectivamente, la longitud en las direcciones “x” e “y” (use el SI de unidades). Desde que Flowsquare resuelve campo de flujo utilizando el esquema de diferencias finitas, a mayor número de puntos de la rejilla en una longitud de una unidad de dominio significa que sería más precisa la simulación. Sin embargo, a más puntos de  rejilla se aumenta el tiempo de cálculo computacional, por lo que se tiene que equilibrar entre la resolución y el tiempo de cálculo. Además, excepto en casos especiales, las densidades de cuadrícula (lx / nx y ly / ny) en direcciones “x” e “y” deben ser iguales.

Ahora, tenemos las siguientes líneas en grid.txt.

·         10:nfil 0 // Interval time steps for filtering
·         11:wfil 0 // Relaxation parameter for filtering

Estas líneas están directamente relacionados con el problema actual – oscilaciones no físicas. El filtrado significa en agregar una viscosidad a su flujo de manera que las pequeñas perturbaciones, que son demasiado pequeñas para ser físicos, desaparecen. Vamos a cambiar las líneas anteriores a:

·         10:nfil 1 // Interval time steps for filtering
·         11:wfil 1 // Relaxation parameter for filtering

Al iniciar la simulación. Vamos a usar “Ch0_filter” como el nombre del caso de simulación. Alrededor de los 600 pasos de tiempo (aproximadamente 1 minuto de simulación), detenega la simulación y despliegue el gráfico de la sección transversal del campo “v” (componente de velocidad vertical), al igual que la que se muestra en la Figura 9 de la Lección 1.2. Sin embargo esta vez, la distorsión desaparece y el campo “v” y este sería suave como el de la figura. 1 se muestra a continuación.

Vorticity field after using filtering option.

Figura 1: Campo “v” (componente de velocidad vertical)  después de usar la opción de filtrado (filtering option).

Por lo general, usted tendrá que utilizar el filtrado para la mayoría de las simulaciones. Sin embargo, utilizando wfil = 1 puede ser a veces demasiado y que puede resultar en un fluido como el ketchup. Se recomienda usar un wfil  lo más pequeño posible (0,01-0,1).

Mejorando la precisión

Usted puede encontrar la siguiente línea que especifica el esquema numérico que se utiliza en la simulación:

·         09:iorder 0 // 0: low order, 1: high order, ….
Se puede utilizar un número entre 0 y 3 para el “iorder” para elegir el esquema numérico, y cada número significa:
·         iorder = 0: Esquema Bajo nivel (diferencias de 2º, integral de 1º orden )
·         iorder = 1: Esquema de alto orden (diferencias de 4 º, integral de 3º)
·         iorder = 2: Diferencia de 2º orden y metodo de Lax-Wendroff
·         iorder = 3: Diferencia de 4 º orden y metodo de Lax-Wendroff

Aquí, vamos a especificar “1” para “iorder” (como sigue), lo que significa que vamos a utilizar un esquema de orden superior para mejorar la precisión de la simulación.

·         09:iorder 1 // 0: low order, 1: high order, ….

Además, dado que queremos simular con la mayor precisión posible, quite toda la viscosidad adicional apagando el filtrado como se muestra:

·         10:nfil 0 // Interval time steps for filtering
·         11:wfil 0 // Relaxation parameter for filtering

Ahora, estamos listos para empezar la simulación de alta precisión del caso del caudal en canal 2D. Esta vez, el tiempo de cálculo puede ser mucho más largo (aproximadamente 3-5 veces). Usted puede detener la simulación para comprobar si hay distorsión numérica (esperemos que no!). Vamos a nombrar la simulación de alto orden como “Ch1”, y simular el flujo mediante el esquema de alta precisión hasta 4000 pasos de tiempo. A continuación, vamos a comparar los resultados bajos y altos de simulación orden usando el modo de post-análisis. Gracias por leer!

Lección 1.2

Lección 1.2 – Controles de Visualización (flujo en canal cont. se lección 1.1)

En la lección anterior, hemos aprendido cómo iniciar la simulación utilizando el caso del flujo en canal preestablecido. En esta página, vamos a aprender algunas de las funciones que se pueden utilizar durante las simulaciones. En la simulación del flujo en canales 2D, verá una ventana que mostrando la componente “u” en la Figura 1.

Simulation window during 2D channel flow (original bc.bmp and grid.txt).

Figura 1: Ventana de simulación del flujo 2D en canal (con los originales bc.bmp and grid.txt).

Esta pantalla aburre. Así que vamos a hacerlo un poco más interesante e informativo. Presione  [Ctrl] + T mientras que la ventana de simulación este activa, y se verá algo como esto en la esquina superior izquierda de la ventana de simulación, ver Figura 2. Aquí se muestra el tiempo computacional de cálculo del equipo por cada tiempo de paso, y el incremento del tiempo físico (tiempo pasando) por tiempo de paso. En el caso de la Figura 2, se tarda 49 (ms) (milisegundos) para calcular un tiempo de paso, y el incremento del tiempo físico se incrementa por 0,0178 (ms) en cada tiempo de paso. Tenga en cuenta  que el tiempo computacional varía en función del equipoutilizado. Para mi caso, utilice un ordenador portátil equipado con Core i5-2400M CPU@2.50GHz y Windows 7 (Este hace un trabajo decente!). Para apagar, pulse [Ctrl] + T, una vez más.

[Ctrl + t] displays the computational time per time step and physical time increment. To turn off, [Ctrl = t] once again.

.Figura 2: [Ctrl] + T muestra el tiempo computacional por tiempo de paso y el incremento del tiempo fisico. Para deshabilitar presione [Ctrl + t] otra vez

Sólamente una magnitud (u) puede no ser suficiente para mostrar una buena  imagen del campo de flujo. Presione ↑ (flecha arriba), y podrás ver los vectores de velocidad superpuestas en el campo u como se muestra en la figura 3. Ahora bien, se puede ver más claro que el fluido fluye de izquierda a derecha. El color del vector, número de vectores, tamaño de píxel de flechas pueden ser  ajustados por los usuarios por el editado del archivo grid.txt, mediante el uso de métodos abreviados del teclado , o bien de forma automática. Para desactivar la visualización de los vectores de la ventana de simulación, presione ↓ (Flecha abajo).

 

[↑] displays velocity vectors overlaid on the shown field.

Figura 3: (flecha hacia arriba) ↑, muestran los vectores superpuestos  en el campo de flujo mostrado.

 Algunas veces durante la simulación, es posible que se necesite examinar el campo de flujo instantáneo. En tal caso, si usted quiere detener la simulación, Presione [ESC] mientras la simulación se esta ejecutando, y se le pedirá que elija una opción como en la figura 4.  A continuación, pulse [Intro] para continuar con la simulación, pulse Q para finalizar el caso que nos ocupa, o pulse cualquier otra tecla (excepto la tecla [ESC]) para iniciar un análisis sobre el campo actual de flujo instantáneo. Aquí, vamos a pulsar cualquier otra tecla (excepto la tecla [ESC]), y se nota que su campo de flujo 2D del canal  es similar.

 Press [ESC] key during the simulation and you will be asked to choose a option.

Figura 4: Presione la tecla [ESC] durante la simulación y se le pedirá que escojas una opción.

Modo de Análisis

Si selecciona el modo de análisis habiendo pulsado cualquier tecla según lo mostrado en la figura 4, subsecuentemente verá una pantalla algo similar a la figura 5. En este modo, se pueden ver números siguiendo el cursor del ratón dentro del dominio del campo de flujo. Estas cifras muestran el valor del campo con la ubicación local del cursor. En el caso de la figura 5, los valores mostrados son algo así como “1.118477e-001 @ (122,60)”  superpuestos en el campo de la componente de velocidad en “x” (u). Esto significa en (i, j) = (122, 60), u = 0,1118477 (m / s). Aquí, i y j  significan la localización de la celda. Para este caso de el flujo de canal, 1 <i <384 (eje horizontal) y 1 <j <128 (eje vertical). Mueva el cursor del ratón para examinar el campo “u” en detalle.

Analysis mode window.

Figura 5: Ventana en modo de análisis.

 

Despliegue de Grafico

En el modo de ventana de análisis, pulse el botón izquierdo del ratón y aparecerá un cuadradito rojo sobre el cursor. A continuación, desplace un poco el cursor con el ratón, y presione nuevamente el botón izquierdo. Luego se vera un grafico de la sección transversal del campo “u” a lo largo de la línea negra que conecta ambos cuadraditos rojos (Figuras 6–8). Para cancelar el grafico desplegado, pulse nuevamente el botón izquierdo (no es requerido hacerlo en este nivel).

Click the left button of the mouse (left-click) and you will see a tiny red square appears on the location of your cursor.

Figura 6: Pulse el botón izquierdo del ratón y aparecerá un cuadrito rojo sobre el cursor.

 

Move your mouse a little (or not little) and left-click again.

Figura 7: Desplace un poco el cursor con el ratón, y presione nuevamente el botón izquierdo.

 

Now you will see a graph of u field along the black line connecting these two tiny red squares.

Figura 8: Se vera un grafico de la sección transversal del campo “u” a lo largo de la línea negra que conecta ambos cuadraditos rojos

Note que también se puede desplegar un grafico de la sección transversal a lo largo del eje “x” (grafico horizontal). Los detalles que se muestran en el grafico desplegado se mencionan a continuación (vea el número en la figura 8).

  1. Línea de color negro que se extiende en el eje “y” (vertical), que conecta los dos cuadritos rojo que han aparecido (por pulsar el botón izquierdo). Alimentan los datos de la gráfica se extraen lo largo de esta línea de color negro ( grafico de la sección transversal).
  2. El gráfico de la sección transversal del campo “u” (para este caso).
  3. El valor mínimo de la sección transversal para “u”.
  4. El valor medio de la sección transversal “u”.
  5. El valor máximo de la sección transversal “u”.
  6. El valor local de “u” sobre la ubicación del cuadrito azul en la sección transversal. Los movimientos del cuadrito azul siguen la ubicación del ratón, la cual se muestra en el gráfico.
  7. Promedio de la sección transversal del campo mostrado, a excepción de las regiones de la pared de contorno.

Cambio de visualización de Campos

Quizás esté un poco aburrido con el campo “u”. Vamos a mostrarle otro campo – densidad, v, velocidad, vorticidad, etc Para cambiar de campo, utilice las teclas siguientes:

  • rho (kg/m^3): 1
  • u (m/s): 2
  • v (m/s): 3
  • spd (m/s): 4
  • vort (1/s): 5
  • temp (K): 6
  • rata (kg/m^3s): 7
  • c/xi: 8
  • p-p0 (Pa): 9
  • xi_air: [Shift]+8
  • prs2(kg/m^3s^2): [Shift]+P

Si tiene que mirar arriba por el significado de estos caracteres (por ejemplo, rho (kg / m ^ 3)), vaya de nuevo a la publicación anterior en cualquier momento (lección 1). Tenga en cuenta que la gráfica y las teclas anteriores se pueden usar durante la simulación también (aunque la velocidad de simulación se vuelve un poco más lenta). Aquí, vamos a mostrar el campo “v” (componente de velocidad vertical pulsando la tecla 3) como se ve en la figura 9. Ahora, tanto en color como gráfico muestra el campo “v”. Como se puede ver, hay una gran cantidad de oscilaciones numéricas (aprenderemos cómo minimizarlas más adelante). Ahora pulse la tecla 2 para volver al campo “u”. y pulsa el botón izquierdo del ratón para cancelar la gráfica (se vera algo parecido como en la Figura 5).

 

Display vorticity field by pressing 5.

Figura 9: Despliega el campo “v” (componente de velocidad vertical) presionando la tecla 3.

 

Visualizacion de lineas de contorno

Hay otra característica más que tengo que explicar. Pulse el botón derecho del ratón (clic derecho) dentro del dominio computacional. Usted debe ver que una línea de contorno aparece en el nivel donde está el cursor, como se ve en la figura 10. El cuadrito con un número en la esquina superior izquierda se muestra luego de 1 segundo de agregar la línea de contorno y muestra la cantidad de líneas de contorno que se utilizó hasta el momento (contador de líneas de contorno). Usted puede agregar más líneas de contorno (hasta 50) con sólo un clic derecho del ratón. Para eliminar la última línea de contorno que haya hecho, pulse la tecla [Espacio], y el contador disminuye en 1. Para eliminar todas las líneas de contorno, pulse [Borrar], y el contador de contorno se inicializa (se hace cero).

Right-click displays contour line(s) of the field.

Figura 10: Con el botón derecho del ratón se muestran la(s) linea(s) de contorno.

 

More and more contour lines (up to 30) if you right-click more.

Figura 11:  Muchas líneas de contorno con mas click derecho (hasta 50 líneas y son obvias las oscilaciones numéricas.)

 

Si has jugado mucho con su actual  campo de flujo instantáneo, reanudemos la simulación pulsando la tecla [ESC] para salir del modo de análisis. Se ha aprendido mucho, pero estos es sólo parte de lo que hace Flowsquare. Vamos a aprender más pronto. Gracias por leerme.

 

Lección 1

Tu primera simulación CFD

Usando las condiciones predeterminadas (bc.bmp, grid.txt) para la simulación del caso de flujo 2D en canal, los cuales están incluidos en el software, usted puede aprender los procedimientos básicos aún más importantes, siguiendo las lecciones de abajo.

 

Licencias, Desbloqueo, y Velocidad

Licencias, Desbloqueo, y Velocidad

En esta página se explicaran algunos detalles con respecto a las licencias de Flowsquare. Los tipos de licencia de Flowsquare 4.0 son las siguientes:

  1. Licencia Gratuita

La licencia gratuita comienza una vez que se ha instalado Flowsquare 4.0. No hay ninguna restricción funcional ni fecha de caducidad con esta licencia, pero sólo la velocidad de cálculo se limita a un ~ 50%.

  1. Licencia por Donación

Los que realizaron la donación (cualquier cantidad) son elegibles para utilizar Flowsquare 4.0 con su máxima velocidad de cálculo, con la licencia por donación se desbloquea el software con una contraseña dada después de la donación, para esto ver Donación (Donation).

  1. Licencia Estudiantil

Los estudiantes pueden utilizar Flowsquare 4.0 sin ningún costo o donación con su máxima velocidad (por ejemplo, a la par con el uso de licencias por donación). Ver licencia Estudiantil (Student License).

Inicialmente,  Flowsquare 4.0 está “bloqueado” bajo la licencia gratuita, esto significa que la velocidad de procesamiento está fijada a la mitad,  a pesar de que todas las funciones se pueden utilizar en su totalidad. El software puede ser desbloqueado utilizando la licencia por donación o la licencia Estudiantil.

Desbloqueando el programa

Con el fin de desbloquear el software, es necesario obtener una contraseña dada a los titulares de licencias por donación y los titulares de licencias Estudiantiles. Una vez obtenida la contraseña, ejecute el software, escriba la contraseña en el cuadro como se muestra en la Figura 1, y pulse la tecla Enter.

Enter the password in the box to unlock the software.

Figura 1: Introduce la contraseña en el cuadro de texto, para desbloquear el software.

 

Velocidad Computacional

La velocidad computacional bajo las licencias por donación y estudiantiles son alrededor el doble de rápidas que la licencia gratuita. Para el caso Karman vortex street case, la velocidad entre el software bloqueado y gratuito, se muestra en las figuras 2 y 3.

Hay otra manera de mejorar la velocidad de cálculo de Flowsquare 4.0. Durante la simulación, sólo minimice la ventana de simulación para reducir el tiempo de graficado de la pantalla (Figura. 2). Note que la figura y la salida de datos son como de costumbre, pero el rastreo de partículas de Lagrange no se ejecuta.

Computational time of locked software, unlocked software, locked software  with minimised window, and unlocked software with minimised window. Time in ( ) is the average.

Figura 2: Velocidad de calculo del software bloqueado, desbloqueado, bloqueado con ventana minimizada, y desbloqueado con ventana minimizada para el caso Karman vortex street case. El promedio de tiempo está entre ( ).

 

Computational time of locked software, unlocked software, locked software  with minimised window, and unlocked software with minimised window. Time in ( ) is the average.

Figura 3:  Velocidad de calculo del software bloqueado y desbloqueado para el caso Karman vortex street case con mayor cantidad de puntos de mallado (256×128). El promedio de tiempo está entre ( ).

El siguiente video nos muestra una “idea real” de la velocidad de simulación para el caso anteriormente mencionado (Karman Vortex case) con las licencia bloqueada y desbloqueada de Flowsquare 4.0. Para el caso de la versión bloqueada, la velocidad de simulación es de 274 ms/paso como se mostró en la figura 2, por lo que los cuadros por segundos (fps) es fijado a 4. Para la versión desbloqueada, los fps están fijados en 10 ya que la velocidad es de 102 ms / paso.

Lección 1.1

Lección 1.1– Abra el paquete….

En esta página, vamos a aprender una serie de procedimientos necesarios para simular flujos con Flowsquare haciendo uso de un selecto  numero de ejemplos. En este momento, no es necesario entender lo que está plasmado en la Guía del Usuario (Users’ Guide). Además, no se preocupe si usted encuentra algunas palabras que usted no entienda. Es muy probable que eventualmente las comprenda en el transcurso del tutorial.

Dentro del paquete (carpeta)

Estoy seguro que ya se ha descargado y descomprimido el software (de lo contrario vaya a DOWNLOAD). Asegurese de que están en el directorio principal (la carpeta) los archivos flowsquare.exe, bc.bmp y grid.txt, pues juegan un papel fundamental como veremos.

  •  flowsquare.exe: El software.
  • bc.bmp: Una imagen de mapa de bits que contiene las condiciones de frontera de la simulación.
  • grid.txt: Un archivo de texto que contiene los parámetros de simulación.

Estos archivos están inicialmente configurados para una simulación en 2D de un flujo en un canal, por lo que por los momentos no deben ser modificados. Adicionalmente, se pueden usar los siguientes archivos de entrada dependiendo del caso de la simulación (pero para este tutorial se utilizaran los tres anteriormente mencionados en esta pagina).

  •   ic.bmp: Una imagen en mapa de bits que contiene la condición inicial de la simulación .
  • bg.bmp: Imagen de mapa de bits en segundo plano del dominio de la simulación.

Recuerde que bc.bmp, grid.txt, ic,bmp (opcinal), y  bg.bmp (opcional) son los archivos de entrada de la simulación, y cada vez que se inicie la simulación estos archivos son leídos desde el directorio principal (la carpeta).

Flujo bi-dimensional en un canal

Simularemos un flujo bi-dimensional en un canal usando los archivos de entrada predeterminado. Un flujo bi-dimensional en un canal es un flujo donde el fluido fluye entre dos paredes paralelas. La ilustración esquemática de la simulación del flujo de fluidos es mostrado en la figura 1 a continuación.

Figure 1: Numerical configuration

Figura 1: Configuración numérica

Ejecutando la simulación

Has doble click en  flowsquare.exe para iniciar tu primera simulación de flujo de fluidos. En la figura 2 se muestra la pantalla inicial, por los momentos saltemos esta pantalla presionando la tecla Enter. Esta pantalla aparecerá cada vez que inicies la simulación para recordarte que puedes obtener una licencia de usuario a través de una donación, o por una licencia de estudiante donde obtendrás una clave para desbloquear el software. Note que se puede usar la máxima velocidad de procesamiento del Flowaquare una vez desbloqueado el software a través del pasword. ver tipos de licencia (License Types).

 

Enter the password in the box to unlock the software.

Figura 2: Salta esta pagina o desbloquea el software( unlock the software).

 

(Step 1) Enter your simulation case name.

Figura 3: (Paso 1) Introduce el nombre de tu simulación.

La Figura 3 muestran las pantallas subsecuentes producto de saltar el recordatorio de la donación (tenga en cuenta que usted verá una de las ventanas al azar). En este punto, se tendrá que escoger el nombre del caso de simulación, escribalo en la caja de texto, y luego presione la tecla enter. Se puede usar el nombre que quieras, pero aquí usaremos como caso “Ch0” .

 

La pantalla de simulación

Si ejecuta su primera simulación con los archivos originales, verá algo similar a la figura 5. El campo mostrado corresponde a “u”, la cual es la velocidad de la componente en “x”, y el fluido fluye de izquierda a derecha. Existen algunos números  y caracteres que tienen un significado, las cuales seran mostradas a continuacion (consulte los números en la Figura 5), Por favor no se preocupe si usted no entiende algunas de las palabras por el momento.

  1. Nombre del caso actual
  2. Barra de mapa de color actual. Los números del medio ,  derecha e izquierda, son respectivamente, el mínimo , medio y máximo del campo que se muestra .
  3. Nombre del campo, estos son:
    • rho (kg/m^3): Densidad de la mezcla
    • u (m/s): Componente de la velocidad en la dirección x
    • v (m/s): Componente de la velocidad en la dirección y
    • spd (m/s): Magnitud de velocidad (sqrt(u^2+v^2))
    • vort (1/s): Vorticidad
    • temp (K): Temperatura (para casos Pre-mezclado/No-Premezclado)
    • rate (kg/m^3s): Relación de reacción (para casos Pre-mezclados)
    • Ma: Numero de Mach (para casos Sub sonicos/supersonicos)
    • c/xi: Escalar  /Progreso variable / Fracción de mezcla (para algunos casos de  No-reactivo, y Premezclado/Non-Premezclado)
    • p-p0 (Pa): Presion – Presion de referencia (presión manometrica), pres0 en grid.txt
    • xi_air: Fracción de mezcla entre la variable en progreso y el aire puro (para algunos casos Premezclados)
    • R/rho (J/kg): Energia total/Densidad (para casos Sub sonicos/supersonicos)
    • prs2(kg/m^3s^2): (du/dx+dv/dy)/dt — un termino que aparece en la ecuación de Poisson (para todos los casos excepto Sub sonicos/supersonicos)
  4. Tiempo físico (segundos).
  5. Tiempo actual (paso, iteracion) (step).
  6. Limite de convergencia de la iteracion del calculo por la ecuación de Poisson.
  7. Modo actual de la simulación. Existen 4 modos y se especificados en el archivo grid.txt.
    • [0]: No-reactivo, flujo incompresible
    • [1]: Flujo reactivo premezclado
    • [2]: Flujo reactivo No- premezclado
    • [3]: Flujo inviscido Subsonico/supersonico
  8. Esquema numérico actual. Hay cuatro conjuntos de esquemas disponibles y especificados en grid.txt.
    • Lo: Diferencias finitas centrales de 2º orden y método de  Euler (1º orden)
    • Hi:  Diferencias finitas centrales de 4º orden y metodo de Runge-Kutta 3º orden.
    • lw: Diferencias finitas centrales de 2º orden y metodo de Lax-Wendroff (punto medio).
    • LW: Diferencias finitas centrales de 4º orden y metodo de Lax-Wendroff (punto medio).

 

Figure 4: Simulation display.

Figura 5: Pantalla de la simulación.

Si se usan los archivos por defecto bc.bmp y grid.txt, la simulacion terminara a los 4000 pasos de tiempo y la pantalla regresara a la mostrada en la figura 2 o 3. yendo al directorio con el nombre del caso con el que se acabo de simular (“Ch0” si se sigui las instrucciones anteriores), y cerciorando que existen 3 sub carpetas;  bkupdump, y figs. Esas carpetas contienen:

  • bkup: Respaldo de la data de entrada de la simulación; grid.txt, bc.bmp, ic.bmp (opcional) y bg.bmp (opcional).
  • dump: trasvase de datos (o datos de reinicio, data de resultados de la simulación, o todo lo mismo!).
  • figs: Imágenes de salida.

Para la configuración predeterminada, los datos de volcado (dump) son guardados cada 2000 pasos de tiempo, y las imágenes son generadas y guardadas cada 200 pasos de tiempo  (se puede conocer el paso de tiempo generada por el nombre de la data / imagen), y una imagen que se genera una vez cada 200 pasos de tiempo. Son cifras significativa para usted o no? Pronto, usted será capaz de conocer bastante de las imágenes. Gracias por leer!