Model küçültme, CFD'de en çabuk kazanılan zamandır. Simetri düzlemi koyup modeli yarıya bölmek hesabı yarıya indirir, çeyrek sektör almak dörtte bire. Bedava görünür; değildir [1] [2].
Simetrinin şartı geometri değil, akıştır
Geometri simetrik olabilir ama akış olmayabilir. Simetri kabulü, o düzlemden geçen hiçbir akı olmadığını dayatır. Akış gerçekte düzlemi geçiyorsa model bunu yapmasını engeller ve çözüm fiziksel olmaktan çıkar.
Simetriyi bozan tipik durumlar:
- Girdap kopması. Simetrik bir silindirin arkasındaki iz simetrik değildir, dönüşümlü kopar. Yarım modelde bu olay hiç görünmez ve salınımlı yan kuvvet sıfır bulunur.
- Doğal taşınım. Yerçekimi doğrultusunda kurulan simetri düzlemi genelde geçerlidir; yatay bir düzlem hemen hemen hiç geçerli değildir.
- Dönme. Dönen bir bileşen varsa geometrik simetri akışta simetri üretmez.
- Kararsız ayrılma. Ani genişlemede jet, simetrik geometride bile bir duvara yapışabilir. Yarım model bunu baştan yasaklar.
Periyodikliğin şartı
Dönen makinelerde tek kanal modellemek yaygındır ve çoğu zaman doğrudur — ama yalnızca yukarı ve aşağı akış da periyodikse. Salyangozlu bir pompada salyangoz dili çevresel simetriyi bozar; tek kanal modeli çalışma noktasında makul sonuç verse de kanat üzerindeki yük dalgalanmasını göremez.
Kanat sayıları arasında ortak bölen yoksa sektör modeli için kanat sayısını "yuvarlamak" gerekir. Bu bir kabuldür, etkisi raporlanmalıdır.
Doğru kullanım
Simetri, hesabı ucuzlatmak için değil, bilinen bir fiziksel gerçeği modele söylemek için kullanılır. Emin değilseniz yapılacak şey bellidir: tam modeli bir kez koşun, küçültülmüş modelle karşılaştırın, farkı ölçün. Bir kereye mahsus bu maliyet, sonraki bütün varyasyonları güvenle küçük modelde koşmanızı sağlar.
Kaynaklar
- Ferziger, J. H., Perić, M. & Street, R. L. (2020). Computational Methods for Fluid Dynamics, 4th ed. Springer. DOI: 10.1007/978-3-319-99693-6
- International Towing Tank Conference. ITTC Recommended Procedures and Guidelines 7.5-03-02-03: Practical Guidelines for Ship CFD Applications. ITTC.