Flow360과 Tecplot 360의 환상적인 궁합을 보여준 사례 (Bell XV-15 Rotor 분석)

프로그램Tecplot
종류시뮬레이션

FlexComputer과 협력하여 Tecplot 360 후 처리와 함께 초고속 클라우드 기반 Flow360 CFD 솔버를 선보였습니다. 결과는 매우 인상적입니다.

​

Flow360과 Tecplot 360은 많은 공통점을 가지고 있습니다. 두 가지 모두 뛰어난 CFD 도구입니다. Flow360은 전용 CFD 솔버 아키텍처를 사용하여 클라우드 호스팅되고 가속화된 하드웨어 리소스를 활용하여 엄청나게 빠른 결과를 제공합니다. Tecplot 360은 CFD 결과를 효과적으로 후처리할 수 있는 뛰어난 기능과 더불어 업계 최고의 사용 편의성, 성능 및 신뢰성을 제공하고 있습니다.

​

전통적으로 큰 Unsteady 시뮬레이션은 시간이 많이 소요됩니다. 엔지니어는 솔버에 비해 적게 드는 후 처리 시간 때문에 후 처리에 소요되는 컴퓨팅 및 로딩 시간을 더 관대하게 생각합니다. 그러나 Flow360은 매우 짧은 시간 내에 솔루션을 생산함으로써 이러한 상황을 변화시킵니다(2배 이상). 더 빠른 흐름 솔루션을 통해 이제 동일한 엔지니어가 후처리 작업에 소요되는 시간에 더욱 민감하게 반응할 수 있습니다. 다행히, Tecplot 360은 Unsteady 시뮬레이션을 실행하는 Flow360에서 생성된 방대한 데이터를 안정적이고 효율적으로 시각화할 수 있습니다.

​

​

Bell XV-15 Rotor Analysis

Flow360은 복잡한 Unsteady 회전체의 CFD 문제를 간단히 해결한다. Bell XV-15는 현재 개발이 진행 중인 tile-rotor는 이를 검증하는 훌륭한 예입니다.

​

​

그림 1. 헬리콥터 모드의 XV-15(왼쪽). 그림 2. 비행기 모드의 XV-15(오른쪽)

​

​

플렉스 컴퓨팅 팀은 Detached Eddy 시뮬레이션을 사용하여 로터크래프트와 고정익 비행 모드 모두에서 full-scale XV-15 tiltrotor XV-15 틸트로터의 분석을 수행했다. 로터가 움직이기 위해서는 슬라이딩 메시 인터페이스가 필요합니다. 아래 분석의 하이라이트 중 일부를 보여드리겠지만, 전체적인 분석에 대한 Validation 자료는 here 에서 확인 가능합니다.

​

​

이 검증 사례에 사용할 후 처리 소프트웨어를 선택할 때 FlexCompute는 다음 두 가지 핵심 기준을 사용했습니다.

​

1. 효과적인 대용량 데이터 처리

2. Q-Criterion 및 Tip Vortex의 효과적인 시각화

​

​

Problem Set-Up

대부분의 CFD의 경우 Problem Set-up에 대한 세부 정보에 관심이 있을 것입니다. 아래 이미지에서는 계산 영억 도메인이 어떻게 구성되었는지에 대한 정보를 볼 수 있습니다. Mesh에는 4천만개의 Point가 포함되어 있습니다. 회전자 1회전의 시뮬레이션은 완료하는 데 1시간 미만이 걸린다. Flow360 속도에 대한 자세한 내용은 여기에서 백서를 참조하십시오.( here.)

​

그림 3. 원거리 배경 영역의 차원
그림 4. 근거리 배경 도메인의 차원

​

​

Results Visualization

자!, 이제는 Tecplot 360에서 Iso-Surface 기능을 이용하여 쉽게 렌더링 한 이미지를 보여드리겠습니다.
순서대로 Hover Mode, 프로펠러 모드, 전방비행 모드에서 블레이드 프로펠러의 Vortices를 보여줍니다.

​

​

그림 5. 헬리콥터 모드에서 맴도는 XV-15 로터.

​

그림 6. 비행기 모드의 XV-15 로터.

​

​

​

그림 7. 헬리콥터 모드에서 비행기 모드로 전환을 시작할 때의 XV-15 로터.

Results Validation

FlexCompute의 팀은 단순히 아름다운 후 처리에 관심이 있는 것이 아니라 Flow360이 빠른 만큼 정확하다는 것도 검증했습니다. 다음 차트는 Flow360(빨간색 사각형으로 표시됨)이 확립된 실험 및 CFD 결과와 비교하여 정확한 솔루션을 생성한다는 것을 보여줍니다.

​

​

그림 8. XV-15 로터의 호버링 추력 대 토크. Flow360은 실험 결과와 인상적인 일치를 달성합니다.

그림 9. XV-15 로터의 Figure of Merit에 대한 호버링 추력. Flow360은 실험 결과와 인상적인 일치를 달성합니다.

​

그림 10. 호버링 조건에서 XV-15 로터 블레이드의 압력 계수. Flow360은 기존 CFD 솔버와 좋은 일치를 달성합니다.

​

​

결론

한 가지 중요한 특징은 빠르고 정확한 보간입니다. 설계 프로세스 중에 엔지니어는 서로 다른 형상의 흐름 필드를 비교해야 합니다. 보간 함수는 각 설계에 대한 Mesh가 다르기 때문에 유용합니다. 서로 다른 설계의 흐름 필드를 정량적으로 비교하려면 엔지니어가 서로 다른 Mesh의 솔루션을 동일한 그리드 점 집합으로 신속하게 보간할 수 있어야 합니다.

​

특정 위치에서 필드를 검증해야 하는 경우, Tecplot 360의 인터페이스는 작업을 빠르고 쉽게 만듭니다. 그것은 정확하고 사용하기 쉽습니다. 전반적으로 생산성은 훨씬 더 높습니다.