Analisi Computazionale
Fluido-Struttura sulla Griglia
ENEA
Ing. Fiorenzo Ambrosino
Portici 11/12/2007
Progetto CRESCO
Simulazioni di problemi complessi:
Analisi Fluido-Struttura
• Equazioni differenziali non lineari a derivate
parziali
• Equazioni algebriche e linearizzazione:
– Matrice da invertire di ordine n elevato (anche n=10 milioni)
– Metodi iterativi (convergenza, stabilità della soluzione)
• Calcolo Parallelo
– Suddivisione del dominio in zone
ENEA GRID
• 12 centri di cui 6 Centri
di Calcolo
– Casaccia, Frascati,
Bologna,Trisaia, Portici,
Brindisi
– Risorse multipiattaforma
per calcolo seriale e
parallelo.
• Gestore risorse LSF
• File system distribuito
AFS
Software
• Computational Fluid Dynamics (CFD)
– Fluent
– OpenFOAM
• Structural Analysis
– Ansys, Abaqus
• Fluid-Structure Interaction
– MpCCI
• Codice commerciale, leader nel mercato, parallelo …
• Fluent su ENEA GRID
– Maschera Enea
– Installazione
– LSF
• Gambit: Pre-Post Processor
• Monitoring dell’affidabilità e delle prestazioni di Fluent
sulle macchine della griglia
• Open Source
– Codice sorgente in c++
– Solutore e linguaggio matematico evoluto
– Parallelo
• GNU General Public Licence
• Oggetto di collaborazione con il CASPUR
–
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–
–
La collaborazione è in fase iniziale
Capacità del software
Prestazioni (velocità e qualità della soluzione)
Compatibilità (esportabilità del mesh e case da e
verso Fluent ed altri software commerciali)
Mesh-based parallel Code
Coupling Interface
• Interazione FluidoStruttura
– Risolve problemi con
accoppiamento
fluidodinamico e
strutturale
– Comunicazione tra i
codici proprietari
– Esecuzione dei codici
Attività TER-IMP nell’ambito del
progetto CRESCO
Simulazione dei fenomeni fisico-chimici nei processi di gassificazione di
combustibili fossili per la produzione di combustibili gassosi ad alto tenore di
H2 e nei processi di combustione turbolenta di tali combustibili in impianti
avanzati di produzione di energia elettrica.
Syngas: iniezione foro
Syngas:
iniezione
solo
centrale
e periferia
periferia
Variazione della qualità della soluzione
al variare della risoluzione della mesh
Fiamma a diffusione
Simulazione Condizionamento
Sala Calcolo CRESCO
Scambio di calore per le macchine CRESCO
Esempio di soluzione
spesso adottata
Caratteristiche tecniche dei Coolers e dei Blades
Simulazione Condizionamento
Sala Calcolo CRESCO
Problema Fluidodinamico
– Geometria della sala (2D e 3D)
– Mesh con Gambit
• Problemi avuti in 3D
– Preparazione del caso Fluent
Simulazione Condizionamento
Sala Calcolo CRESCO
Alcune configurazioni provate:
Corridoio Freddo
con getto centrale
Simulazione Condizionamento Sala
Calcolo CRESCO
Alcune configurazioni provate:
Corridoio Freddo
con getto diviso
Simulazione Condizionamento Sala
Calcolo CRESCO
Alcune configurazioni provate:
Corridoio Freddo
con getto diviso e
cappelli superiore e
inferiori
Conclusioni
• Importanza di monitorare l’efficienza su
GRID di software complessi e costosi.
• Studio di alternative Open Source valide
per
– risolvere una casistica di problemi avanzati
– risolvere problemi meno complessi
– avere soluzioni qualitative e di avanprogetto.