静圧軸受の流体解析について

[hiryu.0516]

リセス４つ、軸受隙間30μmの静圧軸受に流れる水の解析をしたいです。FUSIONで流体領域のみのモデル（画像）を作りました。

今までの私のやり方を説明します。

画像のモデルをstepファイルでSpaceClaimに転送して、流入口や流出口、壁や流体領域の設定をした後WorkBenchに転送。

WorkBenchでFluent with Meshingにジオメトリをインポートさせてメッシュ生成。

簡単にですが、以上が私が作業している流れです。

今私が詰まっているのはメッシュ生成の部分です。30μmという極薄隙間の流体を解析するために少なくとも五層程セルを入れたいので0.005mmというセルサイズにしなければならないのですが、色々な部分でエラーを吐いてしまい上手く進みません。

設定も複雑でよくわからないことが多く、例題集を見ても似たようなモデルの事例がないので困っています。

ちょっとしたところの設定変更だけでも結構ですし、何かこのようなモデルを解析する上でもっと良い方法があるというような情報をお持ちでしたら是非とも教えてください。よろしくお願いします。

 

[Sunho You]

上記のご質問を受け付けました。

対応まで少々お待ちいただけると助かります。

宜しくお願い申し上げます。

[Sunho You]

ポンチ絵を真似した形状で案内致します。SpaceClaimで2つのRecessと流体領域を作り、Groupで以下のように名前付け後、保存します。

 

 

薄い形状の側面がoutlet、薄い形状の上下の面にもwall-up、wall-downなどに名前付けします。

 

Fluent Meshingに読み込み後、outletにLocal Sizingで6分割程度になるサイズを指定します。

　

 

Surface MeshとVolume Mesh作成時にMin Cell Lengthなどに上記のLocal Sizingで指定したサイズを入れて作成してください。

 

上記の設定ですとPrismメッシュ作成時にStair-stepが発生しますので、wall-down、wall-upに対してもLocal Meshでサイズ指定することで以下のように改善できます。

宜しくお願い申し上げます。

[hiryu.0516]

対応ありがとうございます。私の現状説明が不足していると思ったので画像を追加します。

以下のような形状で、outlet2が30μmの隙間になっています。また、outlet1でも水を排出します。

4つのinletの先にある島部は深さ0.5mmのリセスになっています。

分かりづらい部分があったらご指摘お願いします。

[Sunho You]

形状に関する詳細な内容(Group内で名前付け)をいただき、ありがとうございます。

最初にいただいたお困りこととして、Fluent MeshingでMesh作成時にいろいろなエラーになることでしたので、Mesh作成できる方法を案内しております。

 

前回も案内いたしましたように、基本的に、Local Sizing、Surface MeshとVolume Mesh作成の3つを調整していただくことでエラーなく作成できます。

その際にMinimum Size、Min Cell Length、Maxサイズなどを調整していただく必要があります。

 

例えば、私の場合のSurface MeshとVolume Meshの設定内容は以下になります。

 

そのことで、境界層なども問題なく作成できますので、ご参考にしていただければと思います。

宜しくお願い申し上げます。

[hiryu.0516]

メッシュ生成にとても時間がかかってしまって進まないのでPCのスペックをアップグレードしたいのですが、どのパーツを強化したらいいかアドバイスをお願いします。現在のスペック表を添付します。

メッシュ生成、流体解析を行いたい静圧軸受けモデルは、直径500mm、リセス4つ、リセス溝0.5mm、軸受け隙間30μm(0.03mm)です。軸受け隙間には5層のメッシュを入れたいです。

また、最終的には、テーブルを傾けたり回転させたりして流体解析をしたいのでCFXの方がFluentの方が適していると代理店の方に教えてもらったのですが本当でしょうか。その場合、Fluent with meshingでメッシュ生成してもCFXに流用できるのでしょうか。よろしくお願いします。

[Sunho You]

回答が遅くなり、大変申し訳ございません。

 

> メッシュ生成にとても時間がかかってしまって進まないのでPCのスペックをアップグレードしたいのですが、

> どのパーツを強化したらいいかアドバイスをお願いします。現在のスペック表を添付します。

 

→Fluent MeshingでMeshファイル作成時に時間がかかることですが、CPUは24年度モデルで12コア、GPUもRTX A4000で特に問題なさそうです。

 

　弊社のSupport Platformページは以下になりますので、ご参照ください。

　https://www.ansys.com/ja-jp/it-solutions/platform-support

 

　一つ気になるのはメモリが64GBのようですので、解析マシンとしては十分ではない場合が多いかと思われます。

 

　以下のページでFluentのベンチマーク資料があります。どのような解析でどのスペックのマシンが使われているなどの情報がありますので、

　ご参考になるかと思います。

　Ansys Fluent Benchmarks

　https://www.ansys.com/ja-jp/it-solutions/benchmarks-overview/benchmark-fluent

 

> メッシュ生成、流体解析を行いたい静圧軸受けモデルは、直径500mm、リセス4つ、リセス溝0.5mm、軸受け隙間30μm(0.03mm)です。

> 軸受け隙間には5層のメッシュを入れたいです。

 

> また、最終的には、テーブルを傾けたり回転させたりして流体解析をしたいのでCFXの方がFluentの方が適していると代理店の方に教えてもらったのですが本当> でしょうか。

> その場合、Fluent with meshingでメッシュ生成してもCFXに流用できるのでしょうか。よろしくお願いします。

 

→ターボ系などの回転機器により特化したのがCFXになります。但し、弊社の注力製品はFluentであるため、CFX機能を徐々にFluent側へ移植中であります。

 

　CFXにもFluent用のMeshファイルを問題なく読み込めますので、ご安心ください。

 

宜しくお願い申し上げます。