[Volod'ka]

Добрый день!
Подскажите программы, использующиеся для моделирование аэродинамического воздействия. Я преподаю в Вузе, хочу дать студентам задание в рамках дипломного проекта. Желательно что-то с бесплатной лицензией или ограниченной учебной (но не обязательно). Также желательно, чтобы данная программа могла иметь не только учебное, но и в дальнейшем коммерческое применение.

Видел на форуме ссылки на Elmer-Fem (на днях скачаю, посмотрю), ANSYS (не желательно, очень громоздкий, на мой взгляд), CosmosFlow.

Что-то еще посоветуете?

[СергейД]

увы, сколько нибудь правдоподобные расчеты аэродинамики зданий получаются только
в "громоздких" ansys CFX, StarCD, FLUENT и phoenics. причем далеко не у всех пользователей....
практически не видел ничего убедительного в ином софте. Для внешней аэродинамики нужны ресурсы несравнимо мощнее, чем для внутренней и для эффективной работы
нужны специальные модели турбулентности (которые по средствам только "большим" программам)
программы на МКР и МКЭ не годятся для этих задач.
ТОлько Метод Конечных Объемов (требующий иных программистов)

уточню, на всякий случай. Двумерные расчеты осилят многие программы.
но это трудно назвать "расчетом здания"
я подразумевал трехмерку.

бесплатно можете взять Flowvision у ТЕСИС. (tesis/com)
Но я не видел у них ни единого расчета зданий. и из бесед с ними понял, что и пытаться не стоит.

есть VirtualWind. поищите в инете. я взял демку на месяц. надолго не дают.
НО это пока что только игрушка (модели нужно готовить в sketchup..., теория расчета нигде не описана вообще!).
Возможно Вам подойдет.

elmer не советую. не развивается. и аэродинамики в нем кажется нормальной нет.
OpenFOAM серьезный продукт=(ИМХО) единственный опенсорс,
сопоставимый по возможностям с коммерческими программами.
но хороших солверов бесплатных не бывает и модели турбулентности только простейшие.
в результате требует кластера для получения чего-либо реального для этого класса задач.

я в МГСУ преподаю ansys CFX ( у нас легальное) 4му курсу четыре года.
десять дипломников было по теме. Уже есть четыре аспиранта по ветровой аэродинамике.
защищен диссер. Делаются "промышленные" расчеты.
можно как-нибудь посотрудничать. пишите в личку.
+
С этими знаниями ребята могут устроиться много где.
а время потраченное на какую-то "редкую" программу будет потрачено впустую.
(на Вас могут обидеться...)

[Volod'ka]

СергейД, спасибо за подробный ответ.
Думаю, для 4-го курса пойдет пока и 2-х мерный вариант, по крайней мере, для некоторых так точно можно дать, им больше не под силу . Посоветуйте что-то попроще и покрасивее.

Что касается ANSYS, то обязательно обращусь на днях, надо пока подумать и правильно сформулировать запросы.

Опишите, если можно, кратко положение дел в ПО для аэродинамики. Например, для МДТТ уже четко определены методы (МКЭ) и программы-лидеры (ABAQUS, ANSYS, NASTRAN), практически ко всем можно дописывать свои модули и расширения. Возможно как научное, так и коммерческое применение. Можно сказать, рынок ПО сложился. Как у Вас? МКО не реализован в коммерческом продукте? Я знаю, у нас несколько диссертаций защищались по аэродинамике ветрогенераторов, там были самописные продукты, кажется, 2-мерные и реализованные методом конечных объемов.

[СергейД]

явные Лидеры CFD =ANSYS CFX И ANSYS FLUENT которые будут объединены хозяином.
3 призер starCD.
все они работают методом конечных объемов.

далее старые phoenics и новые cfdace+ и тд. многие из них МКЭ.
из бесплатных линуксовых
openFoam по возможностям особо не уступает лидерам. Сервис и удобство минимальны.

трудно ответить исчерпывающе.
правильно и попроще в вычислительной аэродинамике нельзя. (скадов здесь не бывает...)
Либо что-то похожее ценой больших трудов либо чушь.
Посоветовал бы сначала самому хорошо изучить, а уж потом давать студентам.
(самостоятельно у них вряд ли что получится).

да и тратить время на программы, в которых в принципе нельзя выполнять практические трехмерные расчеты стоит ли... Они не слишком и легче.

ПРоще всего VirtualWind. ТОлько они правильных давлений пока не гарантируют (только правильные линии тока)... и модель только из sketchup.

Напишите все же в личку. И объясните для чего вы решили заняться этим непростым (уверяю) делом. МКЭ и прочность на порядок проще.(уж поверьте знающему и их)

[Forrest_Gump]

у мну вопрос - на чем верифицировать результаты расчета аэродинамики? не возможна ли такая ситуация (как возможна она в МКЭ) - на простой модели все хорошо и правильно, а на сложной получаем чушь?

[СергейД]

все бывает и у меня не сразу все стало получаться.
говорю за себя и коллектив.
верифицировались и простые (с виду) задачи типа призмы, куба и цилиндра и сложные (но разве что большеразмерные) задачи (до 100 миллионов ячеек).
Включая Токио (эталон =натурные замеры в пещеходных зонах и аэротрубы) и здания комплекса Москва-Сити (аэротрубы).
Докладывалось перед серьезными людьми (включая Н.А.Попова и В.И. Травуша). Ведущая организация= НИИ Механики МГУ.
экспертизу проходим...
заказами загружены. В основном сейчас фасадные конструкции
("Зодиак", "Газойл-Сити", "Скайфорт")
а в чем вопрос?
если интерес не праздный= пишите в личку. Стесняюсь на форуме рекламировать...
вывешивать материалы (извиняюсь) некогда пока. Выслать конкретно- могу.
Будут конференции в МГСУ - приглашаю.

[Vovochka]

Сообщение от СергейД МКЭ и прочность на порядок проще.(уж поверьте знающему и их)

можете конструктивно пояснить как Вы оцениваете "сложность"?
а также что имелось в виду в Вашей следующей фразе:

Сообщение от СергейД программы на МКР и МКЭ не годятся для этих задач

я бы посоветовал топикстартеру все-таки обратить внимание на свободное ПО, т.к. заявленные цели не слишком ресурсоемки - учебный процесс. здесь уже звучал openfoam - вполне достойный представитель промышленного масштаба, однако необходимо худо-бедно уметь программировать на с++. elmer в смысле дружелюбности и кнопочкоюзания как-будто попроще. могу добавить также gerris, но и здесь с++ или похожий на него синтаксис. да и вообще cfd программулин разного калибра пруд пруди.

[aka raduntsev-nias]

Вчера общался с руководителем направления NX Siemens в России. На тему предоставления университетской версии программы в ВУЗ, где учусь. Оказалось, что можно, вроде как и бесплатно. Впридачу обещал ролики и обучение основам пользования расчетного модуля, ведь NX препроцессор для таких программ как Ansys, Abaqus, Nastran, Ls-Dyna/ Считаю, удобен тем, что необязывает пользователя к глубокому изучению программирования на APDL, Pyton и вполне пригоден для несовсем мудреных расчетов. Плюс создание модели и расчет в одной программе.
Если есть желание, можете связаться с ним, он более подробно объяснит, контакты могу скинуть в PM.
Только не знаю, доступен ли в NX расчет аэродинамики, точнее передадутся ли потом подготовленные данные в нужную расчетную.

[СергейД]

друзья! на каждый вопрос мне нужно писать страницу...
очень занят.
именно после того, как доказал (тем, кому нужно), что делаю правильно и в теме разбираюсь. И защитил...
Вы уж верьте мне на слово... или приезжайте на конференции. расскажу лично.
1. ну как "конструктивно" доказывать сложность???
простейшая задача, но нормально решенная это минимум час, а не секунда. Я взялся за аэродинамиику, поскольку мне уже мало что было интересно (и неизвестно) в МКЭ. Оттого и вправе сравнивать.
Остальное могут счесть за саморекламу.
2. МКР не позволяет описать детально области сложногй формы.МКЭ требует мельчайшего отслеживания пограничного слоя для сходимости и правдоподобных результатов (ansys flotran например). в иных задачах, это не так принципиально.
В результате ветер даже на кластере удавалось посчитать только двумерку. Трехмерок ветровых я не видел даже в рекламе. МКО достаточно гибок.
3. вуз строительный? openfoam для будущих проектантов или прорабов? это жестоко...
да и мелочь такая= участвую в бенчмарке по аэродинамике призмы 5к1. У меня за два дня счета на обычном ПК с 8ГБ в CFX получается примерно то же
самое, что у итальянцев самое, что за 16 дней счета на кластере в openfoam. Решатели другие. Модели турбулентности наиболее современные и подходящие (типа sst) реализуются не авторами (как Ф.Ментером CFX), а энтузиастами-аспирантами по ОПУБЛИКОВАННЫМ статьям того же Ментера. Скопировать даже у FLUENT не удалось... В результате в CFX мы укладываемся в разумные сроки и ресурсы. (два месяца оформленный расчет комплекса зданий),
а в другом софте вы просто не осилите сколько нибудь серьезную задачу.
а в CFX можно применить многое из того, что изучено в ansys прочностном. и что хорошо описано и на форуме в частности=
те же макросы.
4. vovochka, вы смотрите на проблему снаружи и издалека, а я изнутри. И лично попользовался (или вблизи понаблюдал) многим из того, что вы только перечисляете... если вы такой патриот открытого софта, то доказать вам хоть что-либо вообще не берусь.
5. Raduntzev! Наберите в гугле поочередно =ansys, abaqus, nastran, nx cae и сами поймете, что нужно изучать, чтобы иметь возможность посоветоваться с большим числом специалистов и чтобы легче было найти работу...
6. всем= вряд ли стоит заниматься тем, что надежно работает только у авторов. а тем более навязываать это другим (студентам)
7. я потратил время на flotraN, который не подходит для серьезных задач (и некому было предупредить так, как я сейчас всех предупреждаю).
Мне это время теперь очень жалко, но у меня хотя бы остались макросы, которые пригодились как основа для сеток CFX. И общие знания.
Просто когда каждая задача стала решаться примерно к 10-15 раз быстрее и без проблем пошла трехмерка и можно было уже зарабатывать этими расчетами (компенсируя труд и упущенные возможности заработать на простом) интереснее стало изучать.

Извините, нужно работать...

[Vlad®]

два месяца оформленный расчет комплекса зданий

Иногда чувствуешь себя Сократом и можешь, как и он сказать, что ни чего не знаешь ... скажите, а что написано в этом расчете? Кто использует результаты таких расчетов, конструкторы и специалисты по вентиляции?

И как я понял нужно в последнем издании книги "Вентиляции" Каменева и Тертечника в разделе про ветер заменить слова "природа ветра недостаточно изучена" на противоположные?

[СергейД]

мне выслать какой-либо отчет?
я ровно сейчас заканчиваю очередной...

там ровно то, что выдают конструктору после испытаний в трубе.
1)расчет нагрузок на фасадные конструкции ЖК зодиак=
(конструкторам для проектирования ф.к.)
2) расчетные нагрузки на силовые конструкции МФК Газойл-СИти (корпус 1 и корпус 2)
- понятно что. средняя и пульсационная для проектирования
3) анализ пешеходной комфортности около Газойл-Сити = для экспертизы
4) нагрузок на фасадные конструкции ЖК СкайФорт
для их проектирования
24 или 36 напрвлений ветра. Учет застройки и рельефа. Иногда- варианты (если поэтапное строительство)
.Здания можете посмотреть в интернете.
в подписании еще проект
там и нагрузки на каркас и на фасад и оценка резонансных явлений и комфортность на верхних этажах

расчетов вентиляции пока не заказывали. Для себя тесты всякие делались.
Проблем в таких расчетах все же намного меньше, чем во внешней аэродинамике.
справились бы при конкретно сформулированном задании.
а в чем собственно вопрос?

вот про "неизученность природы ветра" рассуждать некогда.
без контекста эта фраза выглядит забавно... а что вообще изучено? грунт? бетон?вода?

[Vovochka]

Сообщение от СергейД 1. ну как "конструктивно" доказывать сложность??? простейшая задача, но нормально решенная это минимум час, а не секунда. Я взялся за аэродинамиику, поскольку мне уже мало что было интересно (и неизвестно) в МКЭ. Оттого и вправе сравнивать.

похоже вы под сложностью понимали время (ресурсы в общем) решения. из вашего предыдущего поста:

Сообщение от СергейД И объясните для чего вы решили заняться этим непростым (уверяю) делом. МКЭ и прочность на порядок проще.(уж поверьте знающему и их)

вроде как следует о некотором различии в сложности освоения (?) самих методов, что не очень ясно.

Сообщение от СергейД 2. МКР не позволяет описать детально области сложногй формы.МКЭ требует мельчайшего отслеживания пограничного слоя для сходимости и правдоподобных результатов (ansys flotran например). в иных задачах, это не так принципиально.

понятно. МКР и МКЭ действительно не самые рациональные методы в этом случае, хотя принципиально они вполне применимы.

Сообщение от СергейД 3. вуз строительный? openfoam для будущих проектантов или прорабов? это жестоко...

позвольте свое ИМХО. жестоко не только openfoam, но и в принципе аэродинамика для строителей, т.к. их этому просто не учат. стоительная механика и та нормально усваивается лишь единицами. поэтому достоверность таких cfd расчетов весьма сомнительна. хотя могут быть и исключения! теоретически во всяком случае..

Сообщение от СергейД да и мелочь такая= участвую в бенчмарке по аэродинамике призмы 5к1. У меня за два дня счета на обычном ПК с 8ГБ в CFX получается примерно то же самое, что у итальянцев самое, что за 16 дней счета на кластере в openfoam. Решатели другие. Модели турбулентности наиболее современные и подходящие (типа sst) реализуются не авторами (как Ф.Ментером CFX), а энтузиастами-аспирантами по ОПУБЛИКОВАННЫМ статьям того же Ментера.

Сообщение от СергейД 6. всем= вряд ли стоит заниматься тем, что надежно работает только у авторов. а тем более навязываать это другим (студентам)

сравнения openfoam и cfx делали не где-нибудь, а в ЦАГИ, вероятно вы в курсе, но файл таки прилеплю.
Совершенно не согласен с заявлением о невозможности реализации в данном случае какой-то модели людьми, не имеющими отношения в автору этой самой модели. быть может я не вижу очевидных причин, которые запрещают это сделать? поясните...

Сообщение от СергейД vovochka, вы смотрите на проблему снаружи и издалека, а я изнутри. И лично попользовался (или вблизи понаблюдал) многим из того, что вы только перечисляете... если вы такой патриот открытого софта, то доказать вам хоть что-либо вообще не берусь.

да что вы, я нисколько не противник и коммерческого, только в случае, если нет конкурентоспособного открытого аналога.

Сообщение от СергейД мне выслать какой-либо отчет? я ровно сейчас заканчиваю очередной...

а может прямо на dwg.ru ?

[СергейД]

не вполне понимаю, что и кому вы хотите доказать.
отчеты вывешивать не вправе.
доклад вывешу после сдачи отчета.

[Vovochka]

Сообщение от СергейД не вполне понимаю, что и кому вы хотите доказать.

ничего. только мнение, не больше.

[Vlad®]

мне выслать какой-либо отчет?

Это, действительно не вправе, но может один-два характерных листа?
Я все сказанное в качестве резюме, правильно ли я понял:
-Ветровые нагрузки на здание по румбам и с градацией по высоте с учетом пульсации ветра;
-Скорости и направления ветра в приземном слое;

Первое - для расчета конструкций здания (силовых как вы их называете), а так же навесных элементов фасадов.
Второе - для генпланистов, дорожников. Если где сбить скорость - деревья высадить как барьер или иную конструкцию применить, но тогда нужно вам на проверку отдавать после выполения таких мероприятий.

А возможно специалисты по вентиляции то же берут информацию с этих расчетов, ведь статическое давление по высоте то же меняется и проблем с этим очень много, я уж не знаю меньше или больше чем во внешней аэродинамике.

[СергейД]

Vlad!
да. примерно так.
24 или 36 направлений. Эпюры по высоте и картинки. Текстовые файлы с подробными узловыми результатами.
Файлы 3d, когда картинку можно увеличивать и поворачивать.
+ данные по нагрузках (средняя и пульсационная) выдаются (если есть такая просьба) в программу заказчика (лиру скад или микрофе)
по пешеходной комфортности выдаются времена превышения неких скоростей за год.
(6 12 20 м/с). Эти требования указаны в московских нормах. и рекомендуются ветрозащитные мероприятия.
Расчеты эффекта зеленых массивов проводились. подобраны по натурным данным "проницаемоcти"

специалистами по вентиляции наши расчеты тоже могут использоваться. Задача совместного расчета с учетом теплопередачи, открытых окон и солнечной радиации и тп. до договора не дошла. Но методика была отработана.
Уточните (в личке), что конкретно интересует= вышлю
Расчеты комфорта помещений выполняются. есть тесты.
В общем реклама получается...
пишите лучше в личку.
вывешу доклад по завершении отчета.

[Vlad®]

А данные исходные это из СНиПа "Климатология" или в РосКомГидроМет выборку за последние лет 10, ведь одно дело - это в Москве ветерок или на Байкале Сарма, названый по поселку, в котором крыши на тросах привязывают?

[SergeyMetallist]

СергейД,у меня к вам несколько вопросов филосовско-прикладного характера:
1. Вот Вы пишите 2 месяца на отчет. А если за 2 дня (а может за 2 часа?) посчитать ветровую нагрузку приближенно по сНиП, большая разница получится и в какую сторону?
Я к тому, что подавляющее большинство инженеров-проектировщиков в России (99,9%) считают именно так. Вот и интересно насколько и в какую сторону мы ошибаемся.
2. Те расчеты, которые Вы выполняете, конечно впечатляют! Надеюсь когда нибудь данное направление получит хоть сколько-нибудь массовое применение в строительстве. Однако для этого надо существенно упростить подобные расчеты так, чтобы они были доступны рядовому инженеру. Наиболее перспективным в этом плане видится либо внедрение методики в какой либо существующий расчетный строительный комплекс (например Микрофе или Лира), либо написание собственной инженерной программы по сбору ветровых нагрузок с дальнейшем внедрением в массы. Не собираетесь ли занятся чем то подобным? В любом случае сама реализация методики должна проста и доступна обычному пользователю, типа ввод геометрии, задание средней и максимальной скорости и направления ветра и.т.п., потом "кнопочка" расчет, и, как результат выдача готовых наиболее неблагоприятных ветровых нагрузок (а моделированием таких вещей, как движущиеся сетки, "трение" ветра о землю, законы обтекания различных поверхностей, разбивка сеток, расчет по n направлениям и т.д. и т.п. занималась бы сама программа с минимальным участием пользователя). Ну в общем примерно так, как это реализовано в Лире с нелинейным жб, или в Микрофе с нелинейным грунтом. Тоже ведь не простые проблемы, и пока все это решалось на уровне Ansys и Abaqus, никто особо туда и не лез. Сейчас же это вполне обыденный расчет. Ставишь пару нужных "галочек" и готово. Хотелось бы подобное и по ветру увидеть.

Сообщение от Volod'ka Подскажите программы, использующиеся для моделирование аэродинамического воздействия. Я преподаю в Вузе, хочу дать студентам задание в рамках дипломного проекта.

А что, Ваши студенты уже освоили расчеты на динамику ветра по Лире или СКАДу?

[Volod'ka]

Сообщение от bahil А что, Ваши студенты уже освоили расчеты на динамику ветра по Лире или СКАДу?

Я работаю на кафедре аэрогидромеханики, вуз не строительный, поэтому давать студентам Лиру считаю ненужным. Хотелось бы научить их в какой-то мере пользоваться универсальным и "научным" (если так можно назвать) программным комплексом.