Použití výrazů (expressions) v UI Fluentu

Použití výrazů (expressions) v UI Fluentu

Neusnadnilo by vám život, kdyby každá simulační doména měla známou statickou hranici a nastavení zóny? Všichni však víme, že reálný svět je zřídka statický, a jako simulační inženýři často čelíme výzvě předepisovat do našich simulací proměnlivé okrajové podmínky nebo nastavení zón. Uživatelé softwaru Ansys Fluent mohou nyní využít výhod vývoje, který umožňuje psát výrazy uvnitř softwaru Fluent, místo aby bylo nutné psát UDF. UDF byly často náročné i pro zkušené uživatele, takže zavedení výrazů uživatelského rozhraní v aplikaci Fluent je vzrušující a vítaný vývoj. Na obrázku č. 1 je například UDF potřebná k nastavení zdroje tepla goniometrickou funkcí sinus Energie(t)=90000*sin(t) [W/m³].

Obrázek č. 1 UDF funkce

Dokonce I takto jednoduchá UDF, jako je na obrázku, vyžaduje dost znalostí při jejím implementování. Například k vytvoření tohoto UDF inženýři převedli jednotky, naprogramovali v jazyce C a naučili se programovací koncepty specifické pro Fluent. Mezi tyto koncepty patří mimo jiné:

• Vlákna (datová struktura UDF Fluentu) 
• Makra (jako DEFINE_SOURCE) 
• Nástroje (jako CURRENT_TIME) 

I zkušeným uživatelům to může chvíli trvat. Proto jsou výrazy Fluent UI tak užitečné. Jsou založeny na jazyku zahrnujícím výrazy, deklarativním a interpretovaném, který umožňuje uživatelům Fluentu vylepšovat simulace bez nutnosti psát, kompilovat a načítat UDF funkce.

Pomocí výrazů mohou inženýři využívat kombinaci matematických funkcí, logických operátorů, proměnných polí Fluentu a dalších běžných konceptů, které zjednodušují specifikaci složitých okrajových podmínek a podmínek v zónách buněk.

Jak zadávat výrazy do uživatelského rozhraní Fluent UI bez UDF

UDF jsou sice výkonné, ale vyžadují od uživatelů znalosti programování. Výrazy však rozšiřují bohaté možnosti přizpůsobení systému Fluent pro více uživatelů.

Vrátíme-li se ke kolísajícímu zdroji tepla na obrázku č. 1, můžeme jej nyní snadno zadat jako výraz pomocí standardního matematického zápisu (a určitého počeštění jednotek). Jak je vidět na obrázku č. 2, výraz (sin(Time/1[s]))*90000[Wm^-3] lze nyní zadat přímo do uživatelského rozhraní Fluentu.

Obrázek č. 2 Rozhraní Fluentu pro standardní matematickou notaci

Editor umožňuje inženýrovi pojmenovat, definovat a popsat výraz v jediném rozhraní. Tento pojmenovaný výraz pak lze použít ve více okrajových podmínkách a podmínkách v zónách buněk a vytvořit tak libovolnou kombinaci výrazů.

Obrázek č. 3 Graf výrazu, který představuje sinusově kolísající zdroj tepla

Zadání tohoto výrazu v předchozích verzích Fluentu vyžadovalo napsání/interpretaci/kompilování souboru C, sestavení UDF a jeho připojení k okrajové podmínce. Tyto dodatečné kroky jsou eliminovány použitím pojmenovaného výrazu.

Tyto výrazy lze navíc použít k definici zdrojových podmínek podmíněné zóny buňky, modelů a nastavení řešiče (například gravitačního zrychlení). Uživatelé mohou výraz zadat také přímo na panelu okrajové podmínky.

K definování těchto výrazů lze použít bohatou sadu matematických, trigonometrických a dalších funkcí, včetně např:

• Polohové proměnné (jako je souřadnice x) 
• Proměnné polí (jako je celková teplota a helicita) 
• Proměnné řešiče (jako je časový krok a iterace) 
• Redukční operace (jako je minimum, maximum, průměr a součet) 

Booleovské výrazy lze také použít při specifikaci, upřesňování a kritériích velikosti pro přizpůsobení sítě.

Chcete-li se o výrazech dozvědět více, neváhejte nás kontaktovat.