SimGyroLab jest oprogramowaniem stworzonym na potrzeby projektantów wiatrakowców. Narzędzie to można z powodzeniem wykorzystać do wyznaczenia wartości siły nośnej przy dowolnej prędkości przemieszczania się pojazdu jak również przy dowolnych prędkościach obrotowych wirnika oraz śmigła. Program ten może stać się nieodzownym narzędziem na etapie projektowanie, jako iż może zostać wykorzystany do określenia optymalnej długości łopat zarówno wirnika jak i śmigła przy jednoczesnej optymalizacji ich kształtu. Istotnym oraz często pojawiającym się w tego typu konstrukcjach problemem jest odpowiednie określenie odległości w jakiej powinno znajdować się śmigło od kabiny pilota. Na drodze symulacji CFD będzie można w szybki sposób przetestować różne konfiguracje, które pozwolą zbliżyć się znacząco do optymalnego rozwiązania.
Poniżej przedstawione zostały podstawowe parametry symulacji przeprowadzanych przez program:
- rodzaj płynu - nieściśliwy;
- typ przepływu - ustalony;
- rodzaj modelowania - RANS;
- model turbulencji - k-Omega SST;
- funkcja ściany - TAK;
- rząd stosowanych schematów - drugi.
Opcje o które może być rozszerzony program (wyceniane indywidualnie):
- symulacja nieustalona (przepływ zmienny w czasie);
- dodatkowy wirniknośny.
W tabeli pokazane są różnice między SimGyroLab a konkurencyjnymi programami komercyjnymi.
| |
Konkurencja |
SimGyroLab |
| Interfejs użytkownika |
Złożony - dużo opcji |
Stworzony indywidualnie - tylko potrzebne przyciski |
| Umiejetności użytkownika |
Wysokie - znajomość zagadnień CFD, mechaniki płynów, matematyki, informatyki |
Niskie - program działa automatycznie więc wystarczy krótkie przeszkolenie z obsługi |
| Generacja siatki |
Pół automatyczna |
W pełni automatyczna |
| Ustawienie parametrów |
Użytkownik ustawia wszystkie prametry |
W pełni automatyczne |
| Obróbka wyników |
Operator musi obrobić wyniki ręcznie |
W pełni automatyczne |
Program komputerowy napisany w języku programowania Python z wykorzystaniem bibliotek WxPython. Służy on do komunikacji z operatorem. Pozwala na aktywację następujących funkcji:
- wprowadzanie tekstowej nazwy wyróżniającej dany przypadek obliczeniowy,
- wskazywanie pliku z geometrią, po naciśnięciu przycisku pokazuje się okno, dzięki któremu można wskazać plik w formacie STL, znajdujący się w dowolnym miejscu na dysku twardym komputera lub przenośnym nośniku,
- okno podglądu geometrii, w której za pomocą bibliotek VTK łatwo i szybko można ocenić poprawność wskazanego pliku oraz analizowanej geometrii w domenie obliczeniowej,
- elementy pozwalające wpisać wartość prędkości dla jakiej badana jest dana geometria,
- przycisk włączający obliczenia. Wraz z naciśnięciem przycisku zakończy się praca operatora i program przechodzi w tryb automatyczny.
Moduł parametrów siatki obliczeniowej działa w sposób automatyczny i jest częścią programu, specjalnie zmodyfikowaną pod konkretny przypadek, który jest odpowiedzialny za:
- określenie rozmiarów domeny obliczeniowej w oparciu o wymiary analizowanego obiektu,
- określenie stref zagęszczenia siatki tak, aby uzyskać jak najdokładniejsze wyniki,
- określenie odpowiednich warunków brzegowych w kluczowych strefach domeny obliczeniowej.
Moduł parametrów obliczeń działa w sposób automatyczny i jest częścią programu specjalnie dostosowaną do konkretnego przypadku/zagadnienia, jest odpowiedzialny za:
- określenie typu symulacji,
- zadanie wartości prędkości, w odpowiednim obszarze domeny obliczeniowej,
- ustalenie odpowiednich wartości parametrów solwera,
- selekcję odpowiedniego modelu turbulencji i jego dalszą konfigurację,
- określenie wartości parametrów, dzięki którym wyznaczone zostaną wartości współczynników oporu i siły nośnej,
- uruchomienie obliczeń realizowanych przy użyciu pakietu OpenFOAM.
Moduł obróbki wyników działa w sposób automatyczny i jest częścią programu specjalnie zmodyfikowaną pod konkretne zagadnienie, jest odpowiedzialny za:
- pobranie wyników z lokalizacji, w której zapisał je OpenFOAM,
- wykonanie rysunków konturowych w kluczowych przekrojach przepływu wokół badanego obiektu dla odpowiednich składowych prędkości,
- wykonanie rysunków poglądowych dystrybucji wybranych parametrów wokół analizowanego obiektu,
- wykonanie rysunków ilustrujących linie prądu medium poruszającego się wokół analizowanego obiektu,
- wykonanie rysunków przedstawiających mapy wektorowe w kluczowych przekrojach i objętościach, np. w pobliżu powierzchni spływowej skrzydeł,
- sporządzenie wykresów według instrukcji przekazanych przez Klienta.
