SC/Tetra

SC/Tetra yapılandırılmamış çözüm ağı (tetrahedron, pentahedron ve hexahedron) kullanan ve hepsi bir arada özelliğine sahip bir genel amaçlı Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (CFD) yazılımıdır.

Özellikler:

SC/Tetra karmaşık geometrilerin kolay hesaplanabilmesini özel hedef olarak gören bir kullanılabilirlik odaklı yazılımdır. Bu program hem otomatik çözüm ağı oluşumu hem de kurulum işlemini adım adım gösteren Wizard tabanlı bir ara yüz sağlamaktadır. Standart akışkan akışı ve ısı transferi uygulamaları simülasyonlarına ek olarak, SC/Tetra yazılımı ile Kimyasal Reaksiyon, hareket eden ve dönen sınırlar (ALE) için “Abitrary Lagrangian Eulerian” ve Akustik gibi çeşitli olayların hesaplamaları da yapılabilmektedir.

Otomotiv aerodinamiği, kanal ve tesisat, fan, pompa, turbo makineler ve termal/akışkan uygulamalarında kullanılabilir.

ÖN İŞLEMCİ (PREPROCESSOR)

SC/Tetra ön-işlemcisi hesaplama için gerekli olan geometri datasının hazırlanmasında kullanılır. Hesaplamalı çözüm ağının ve sınır koşullarının oluşumunu gerçekleştirir. SC/Tetra ön-işlemcisi Wizard tabanlı durum ayarları ve CAD model tamir fonksiyonelliğini içeren sezgisel grafiksel kullanıcı ara yüzü ile donatılmıştır.

Çözüm Ağı Oluşumu (Mesh Generation)

SC/Tetra bir geometri için oluşturulan çözüm ağının (mesh) netliğini belirlemek için bir “OCTANT” kullanır ve “Advancing Front Method” vasıtasıyla grid oluşumunu gerçekleştirir. Tetrahedron, pentahedron ve hezahedron elemanlar oluşturabilir. Sınır tabakada çözüm ağı netliğinin artırılması için duvarlara prizma tabakaları eklenebilir.

Uyarlanabilir Çözüm Ağı Geliştirilmesi (Adaptive Mesh Refinement)

Uyarlanabilir Çözüm Ağı Geliştirilmesi fonksiyonu hesaplama durumuna göre otomatik olarak çözüm ağının netliğini düzeltebilir. Hız, basınç ve sıcaklık bilgilerinin gradyanlarını belirler ve bu gradyanların büyüklüklerini kontrol etmek için çözüm ağını otomatik olarak geliştirir. Uyarlanabilir çözüm ağı, en az sayıda hücre ile tatmin edici bir netlik sağlaması için otomatik olarak çalıştırılabilir.

Ayarlar

SC/Tetrabir çok farklı fiziksel olayın çözümünü simüle etmek için kullanılabilecek bir genel amaçlı CFD yazılımıdır. Birden fazla fonksiyon seçeneğine sahip olan CFD yazılımları genel eğilim olarak karmaşıktır ve kullanması zordur. Ama yine de, SC/Tetra, işlemleri basitleştiren sınır koşulu ayarlarına rehberlik etmek için iyi organize edilmiş bir Wizard’a sahiptir.

SC/Tetra Versiyon 7Wizard’ı kullanıcıya hangi olayın simüle edileceğini seçme imkanı tanımaktadır.  Bu program sadece seçilen olayın çözümü için gereken öğelerin gösterilmesi yönünde geliştirilmiştir. Bu, kullanıcının herhangi bir kafa karışıklığı olmadan gerekli şartları seçebilmesini sağlamaktadır.

Her bir Wizard sadece belirli durumların uygulanabileceği alanları göstermektedir. Bu aynı zamanda girdi (input) hatasının minimum seviyede tutulmasını sağlamaktadır.

CAD Verilerini Düzeltme Fonksiyonu

SC/Tetra ile 3B dataların STL ve DXF formatlarında veri girişi yapılabilmektedir. Eğer 3B datalarda herhangi bir kusur mevcutsa hesaplamalı çözüm ağı oluşturulamaz. SC/Tetra  ön-işlemcisi diğer 3. grup çözüm ağı yazılımlarına göre güçlü bir geometri tanılama ve düzeltme (tamir) fonksiyonuna sahiptir. Cradle’ın CADthru yazılımı 3B modellerin otomatik olarak düzeltilmesinde (tamirinde) kullanılabilir>CADthru

SC/Tetra Versiyon 7, CAD geometrisindeki hataların düzeltilmesinde manüelle yapılana göre daha yüksek doğrulukta işlem gerçekleştirebilen “sargı fonksiyonu” (wrapping function) kabiliyetine sahiptir. Bu fonksiyon aynı zamanda geometrilerin basitleştirilmesi için kullanılabilmektedir.

ÇÖZÜCÜ (SOLVER)

Ön-işlemci kullanılarak hazırlanmış olan girdi verileri (hesaplamalı çözüm ağı, sınır koşulları ve malzeme özellikleri) akışkan/termal akış alanlarının hesaplanması için çözücü tarafından okunur. Kullanıcının sadece girdi dosyasının adını ve yerini belirtmesi yeterlidir. Çözücüde hesaplama durumunu gösteren görüntüleme fonksiyonu bulunmaktadır.

Görüntüleme Fonksiyonu

SC/Tetra Çözücüsünün Windows versiyonu hesaplama işlemlerinin durumunu göstermek için görüntüleme fonksiyonu kullanmaktadır. Temel görüntüleme göstergesinin statüsü gerçek-zamanlı gözlemlenebilir veya işlem alanında daha detaylı hız ve sıcaklık gelişimlerinin gösterilebilmesi için hesaplama kesilebilir. Betik (betch) uygulaması istenilen anda tekrar devam ettirilebilir.

Düşük Bellikli Hesaplama

Genel olarak, CFD simülasyonları yüksek bellek sarfiyatı gerektirmektedir. Bu sebeple izin verilebilir bellek, çözümün doğruluğunu fazlasıyla etkileyen maksimum çözüm ağı çözünürlüğünü de belirlemektedir. SC/Tetra yüksek kompleksliğe sahip geometrilerin daha düşük bellek sarfiyatı  ile çözümüne imkan tanımaktadır.

Paralel hesaplama

SC/Tetra’nın paralel çözücüsü, zamanlama süresinin daha da düşürülebilmesi için kullanılabilmektedir. Paralel çözücünün artırılmış hızı ile özellikle büyük ölçekli modellerin ve sürekli olmayan problemlerin hesaplanmaları açısından kıymetlidir. Paralel çözücü bir çok konfigürasyon için kullanışlıdır ve her tür bilgisayar işletim sistemi (Operating System – OS) için optimize edilmiştir. Paralel çözücünün Windows versiyonu standart Windows çözücüsüyle aynı şekilde kullanılabilir. Böylece, kullanıcı ekstra bir bilgi gerek olmaksızın paralel çözücü kullanabilmektedir.

SC/Tetra Temel akışkan akışı ve ısı transferi çözümlerine ek olarak, endüstriyel uygulamaları simüle edebilme kabiliyetine sahip olan birçok fiziksel modelle donatılmıştır.

ALE (Hareket eden ve/veya Dönen Sınırlar) / Overset Çözüm Ağı / Dinamik ALE

SC/Tetra hareket eden bir cisimden kaynaklanan akışı simüle edebilme kabiliyetine sahip olan ALE (Hareket eden ve/veya Dönen Sınırlar) ile güçlendirilmiştir. Bu, dönen fan bıçaklarını veya birbirini geçen arabaların uygulamalarını da içermektedir.

SC/Tetra Versiyon 7 aynı zamanda, örtüşmeyen farklı çözüm ağı kümelerine de izin veren overset çözüm ağı fonksiyonu kabiliyetine sahiptir. Bu sayede, karmaşık bir işlem olan çözüm ağı oluşumu veya eliminasyonu gibi uygulamalara gerek kalmadan cismin serbestçe hareketine izin verilmektedir.

Ek olarak, dinamik ALE fonksiyonu bir cismin, onu çevreleyen hava akışı tarafından oluşturulan kuvvete cevap olarak hareket etmesine veya dönmesine izin vermektedir.

Thermoregulatory İnsan Vücudu Modeli (JOS)

JOS Thermoregulatory modeli Prof. Tanabe tarafından Wesada Üniversitesinde geliştirilmiştir. JOS, insan vücudunun yüzey sıcaklığını detaylı damar sistemi modeli ve insan vücudunun fizyolojik karakterini de hesaba katan enerjinin aktarımı yöntemi ile çözmektedir. JOS aynı zamanda insan vücudu tarafından üretilen ve onu çevreleyen ortama yansıtılan ısı ve nemi de dikkate almaktadır.

Elektrik Akımı (Joule Heating) Analizi

Bir elektrik potansiyeli tarafında üretilen “Joule ısısı” tahmin edilebilir ve elektrik ısıtma kabloları için sınır koşulu olarak kullanılabilir.  Her bir kablonun sonlarındaki elektrik potansiyeli belirlenerek bir noktadaki elektrik akım yoğunluğu ve elektrik iletkenliği, elektrik potansiyel alanı ve ısı akısı hesaplanabilir.

Kavitasyon

Kavitasyon fonksiyonu akış içerisindeki basınç değişimleri nedeniyle oluşan kavitasyonu hesaplanabilir. SC/Tetra kavitasyonun oluştuğu yerde kavitasyon kaynaklı meydana gelebilecek buhar oluşumunu gerçekleştirmez.

Aeroakustik Analiz

SC/Tetra aşağıda sıralanmış olan üç aeroakustik analitik fonksiyonları hesaplayabilecek kabiliyete sahiptir:

  • Akış ve ilgili akustik alan analizi ve gürültü kaynağından uzak bir noktadan yapılan gözleme göre gürültü hesabını gerçekleştiren akustik analoji yöntemi,

  • Rezonant ses için zayıf sıkıştırılabilir akış modeli ve

  • Bir ses kaynağı belirleyebilmek için ses kaynağı saptama yöntemi.