Analisi Computazionale Fluido-Struttura sulla Griglia

ENEA

Ing. Fiorenzo AmbrosinoPortici 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

– 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)

• Interazione Fluido-Struttura– Risolve problemi con

accoppiamento fluidodinamico e strutturale

– Comunicazione tra i codici proprietari

– Esecuzione dei codici

Mesh-based parallel Code Coupling Interface

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 solo periferia

Syngas: iniezione foro centrale e 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

Caratteristiche tecniche dei Coolers e dei Blades

Esempio di soluzione spesso adottata

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

Simulazione Condizionamento Sala Calcolo CRESCO

Corridoio Freddo con getto diviso

Alcune configurazioni provate:

Simulazione Condizionamento Sala Calcolo CRESCO

Corridoio Freddo con getto diviso e cappelli superiore e inferiori

Alcune configurazioni provate:

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.