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Tutorial Gambit pour Thétis http://thetis.enscpb.fr Janvier 2009 1 SOMMAIRE SOM

Tutorial Gambit pour Thétis http://thetis.enscpb.fr Janvier 2009 1 SOMMAIRE SOMMAIRE ..................................................................................................................................................... 1 1 DES MAILLAGES POUR THÉTIS ....................................................................................................... 3 1.1 DÉFINITIONS PRÉLIMINAIRES.................................................................................................................. 3 1.2 CONSTRUCTION DES MAILLAGES ............................................................................................................ 3 2 RÈGLES À RESPECTER LORS DE LA CRÉATION D’UN MAILLAGE ........................................ 4 2.1 POUR LA CONSTRUCTION DE LA GÉOMÉTRIE ........................................................................................... 4 2.2 POUR LA MISE EN PLACE DU MAILLAGE .................................................................................................. 5 3 PRÉSENTATION DU LOGICIEL ......................................................................................................... 6 3.1 DESCRIPTION DU PANEL GÉNÉRAL .......................................................................................................... 6 3.2 DESCRIPTION DES MENUS DU PANEL GLOBAL CONTROL ......................................................................... 8 3.3 DESCRIPTION DES MENUS DU PANEL OPERATION .................................................................................... 9 4 EXEMPLES D’UTILISATION DE GAMBIT ..................................................................................... 16 4.1 EXEMPLE 1 : UN MAILLAGE MULTIBLOC CONFORME 2D ........................................................................ 16 4.2 EXEMPLE 2 : MAILLAGE NON-CONFORME ............................................................................................. 24 5 EXERCICE ............................................................................................................................................ 28 3 1 Des maillages pour Thétis 1.1 Définitions préliminaires Bloc : zone du maillage indépendante (au moment de sa création) d’autres zones adjacentes. Sous bloc : zone dont le maillage est lié aux zones adjacentes. Maillage conforme : le maillage est dit conforme s’il est continu sur tout le bloc (continuité des lignes de maillage d’un bloc à l’autre et au travers de l’interface. Maillage non conforme : le maillage n’est pas continu au passage d’un bloc à l’autre. Par conséquent, dans un bloc, il peut y avoir plusieurs sous blocs qui sont conformes entre eux. Deux blocs sont par définition non conformes. Remarque : si le maillage présente des cellules non structurées, il est considéré comme non conforme et les deux sous blocs doivent être traités comme des blocs indépendants. 1.2 Construction des maillages La réalisation d’un maillage se fait en deux étapes : la création de la géométrie (CAO) puis son maillage surfacique (2D) ou volumique (3D). Avant de commencer à construire la géométrie support du maillage, il convient de bien réfléchir au découpage topologique du domaine. Pour mailler correctement une géométrie, il faut donc séparer les problèmes :  identifier les conditions limites différentes. Chacune d’entre elles est liée à un segment ou une face propre. Exemple : en 2D, si on a une entrée de fluide sur uniquement une partie de la limite gauche, le reste étant une paroi, il faut diviser le segment gauche en deux. Le premier segment sera associé à la limite entrée, et le second à la limite paroi.  identifier les zones de raffinement nécessaires et les modifications topologiques qui s’en suivent. Exemple : pour un domaine rectangulaire, si on veut raffiner le maillage près de la paroi inférieure et être en maillage constant près de la paroi supérieure, il faut diviser le domaine en deux parties.  diviser les surfaces ou volumes en entités distinctes, permettant d’obtenir des rectangles (ou assimilés) en 2D, et des parallélogrammes (ou assimilés) en 3D.  repérer les points nécessaires à la construction de la géométrie. Exemple : un cercle nécessite au moins 3 points de construction, une face, quatre segments (en structuré), etc. Les étapes à suivre pour la construction de la géométrie sont relativement simples une fois la topologie bien définie sur le papier :  mise en place des points nécessaires à la construction. Cela concerne tous les points nécessaires aux segments, aux cercles, aux arcs, etc. (voir Geometry/Vertex) ; 4  mise en place des segments du domaine à partir des points définis précédemment (voir Geometry/Edge) ;  mise en place des faces à partir des segments (voir Geometry/Face) ;  mise en place des volumes à partir des faces (voir Geometry/Volume). La mise en place du maillage est plus délicate. Il convient parfois de revenir à la construction de la topologie pour obtenir un maillage plus correct et qui pourra être résolu numériquement (pas de saut de pas d’espaces trop importants par exemple) :  on commence par définir le nombre de mailles sur chaque segment (voir Mesh/Edge). Attention, en structuré, le décalage d’une maille peut entraîner des erreurs importantes. Il est donc préférable de définir le nombre de mailles plutôt que le pas d’espace. Exemple : pour mailler un carré en structuré à pas constant, on définit le même nombre de mailles sur les cotés gauche et droit, de même que sur les cotés inf et sup.  les maillages surfaciques sont déduits des maillages linéiques. Un problème lors de la mise en place du maillage provient forcément d’une mauvaise définition du nombre de mailles sur les lignes ou de l’utilisation du logiciel. 2 Règles à respecter lors de la création d’un maillage 2.1 Pour la construction de la géométrie En monobloc, il n’y a pas de contraintes sauf pour les conditions aux limites comme nous l’expliquons dans la suite de cette section. En multibloc, on définit les termes de sous bloc et de bloc. Un sous bloc est une face (resp. un volume) qui peut être assimilée à un rectangle (resp. parallélépipède) – cf. Figure suivante. On appelle bloc l’ensemble des faces conformes entre elles, c’est à dire que le passage d’un sous bloc à l’autre se fait par une ligne commune en 2D (resp. une surface commune en 3D) dont les nœuds coïncident totalement. Deux blocs sont donc non conformes, soit à cause d’un recouvrement de l’un sur l’autre, soit à cause de la non coïncidence des nœuds sur les lignes ou surfaces de contact. Pour permettre à Thétis de distinguer les cas conformes et non conformes, il est nécessaire de respecter les procédures de construction suivantes : 5 a- entre deux sous blocs, le segment ou la surface décrivant l’interface est commune aux deux sous blocs. Par exemple, si la première face est définie avec les segments 1 à 4, et est conforme avec la seconde, celle-ci sera définie avec les segments 4 à 7 (et 4 sera l’interface conforme entre deux sous blocs) ; b- entre deux blocs, chaque bloc est défini avec une interface propre. Les blocs sont indépendants les uns des autres et n’ont pas de points de maillage en commun. Il faut donc éventuellement penser à doubler les points de même coordonnées et appartenant à 2 blocs différents ; c- l’ordre de construction des sous blocs doit respecter la continuité de la géométrie. C’est à dire que si on a 5 faces (liées de cette manière : 1-2-3-4-5) et que l’on décide de construire le sous bloc 2 en premier, il faut ensuite construire 3 ou 1 (car il existe un lien directe ente 1 et 2, 2 et 3). 4 ne pourra être définit que lorsque 3 le sera et 5 ne pourra être définit que si 4 l’est. Dans l’exemple représenté sur la figure suivante, on peut mailler de deux façons différentes le bloc ci-dessus :  soit commencer par le sous bloc (b) (face n°1) puis mailler les deux sous blocs (a) et (c) (face n°2 puis n°3) ;  soit commencer par l’un des sous blocs (a) ou (c) (face n°1) puis le sous bloc (b) (face n°2) et enfin le dernier sous bloc (face n°3) ;  ou bien encore, le bloc (b) ne peut être la face n°3. 2.2 Pour la mise en place du maillage La seule contrainte, que ce soit en monobloc ou en multibloc, est de mailler en Quad/Map, c’est à dire en structuré orthogonal. Pour le multibloc, une procédure supplémentaire est nécessaire. La construction du maillage suit la même règle de construction (c) que pour la géométrie. L’ordre de mise en place du maillage doit être identique à celui utilisé pour la construction des sous bloc :  Pour la mise en place des conditions limites Toutes les limites doivent être définies, et elles doivent l’être à partir des nœuds (NODE). Un bon moyen de vérification est d’ouvrir le fichier .neu et de regarder si la section qui définit les limites est constituée d’un tableau à une colonne ou d’un tableau à trois colonnes. Dans le dernier cas, les limites sont mal définies. a b c 6 Dans le cas multibloc, les interfaces entre les blocs doivent être définies en premier dans une limite unique. L’utilisateur doit adapter la géométrie aux conditions limites, un segment en 2D (resp. une surface en 3D) ne peut être lié à plus d’un type de limite. Toutes les limites du même type (exemple toutes les parois) peuvent être définis sous une limite unique. Attention, chaque limite doit être nommée (éviter le nom par défaut) dans Gambit, même les limites usuelles. Seules les interfaces entre les sous blocs ne doivent pas apparaître dans les limites.  Pour la mise en place des blocs A chaque bloc doit être associé un « fluide » différent. Dans chaque bloc, l’ordre de définition des sous blocs doit être le même que celui de la construction de la géométrie et du maillage.  Pour le contenu du fichier de données Dans le fichier de données, l’appel du maillage de Gambit se fait par le mot clé : GRILLE GAMBIT nomfichier.neu. On doit retrouver le nom exact de chaque limite dans le fichier .don. Exemple : LIMITE VITESSE Toto NEUMANN, Toto étant une limite définie dans Gambit. Attention, toutes les uploads/s3/ tutorial-gambit-pour-thetis.pdf