مقایسه نرم‌افزارهای Ansys Fluent و STAR-CCM در یک مسئله چندفازی

چند ماهی است درگیر حل یک مسئله صنعتی چندفازی به کمک CFD و با استفاده از نرم‌افزارهای Fluent و STAR-CCM هستم. بر اساس تجربه این مسئله، در این نوشته می‌خواهم مقایسه‌ای بین این دو نرم‌افزار داشته باشم.

✅ از منظر تولید هندسه و دامنه حل: فایلی که در اختیار من قرار گرفته بود، یک فایل با فرمت sat بود.

🔹 فلوئنت در دل خودش قسمتی برای تولید یا ویرایش هندسه و دامنه حل ندارد. بنابراین برای Scale کردن هندسه و ایجاد دامنه حل از SolidWorks استفاده کردم.

🔹 استار در دل خودش قسمتی برای تولید هندسه دارد. این قسمت بسیار User Friendly و با امکانات قابل توجه بود.

✅ از منظر تولید شبکه

🔹 نرم‌افزار Fluent Solver مستقلا جایی برای تولید مش ندارد. بنابراین من از Fluent Meshing استفاده کردم.

🔹 استار در دل خودش قسمتی برای تولید مش با امکانات و تنظیمات مناسب دارد.

✅ مقایسه تولید شبکه در فلوئنت مشینگ و استار

🔹 تولید مش در استار نیازمند زمان و هزینه محاسباتی بسیار بسیار کم‌تری نسبت به فلوئنت مشینگ بود. ضمن اینکه مش تولیدی هم کیفیت بسیار مناسبی داشت.

🔹 حین تولید مش به کمک فلوئنت مشینگ با وجود داشتن یک سیستم با ۳۲ گیگابایت رم، بارها با خطای out of memory و کمبود رم مواجه و مجبور شدم از مش درشت‌تر و با کیفیت کم‌تری استفاده کنم. حتی در مرحله Import کردن هندسه اگر تلورانس را بسیار کوچک انتخاب می‌کردم، با مشکل کمبود رم مواجه می‌شدم. این در حالی بود که هم فرآیند وارد کردن هندسه و هم تولید مش با تعداد سلول بسیار زیاد با همان مقدار رم به راحتی در استار انجام می‌شد.

🔹 استار فقط دارای یک روش برای تولید مش لایه مرزی ولی فلوئنت دارای چندین روش متنوع بود. همچنین مش Poly-hexcore که در فلوئنت مشینگ موجود است، در استار موجود نبود.

🔹امکانات ایجاد Local Refinement Regions در فلوئنت مشینگ بیش‌تر و متنوع‌تر از استار بود.

🔹 از شبکه‌ای که در استار تولید می‌شود، فقط در خود استار می‌توان استفاده کرد. یعنی نمی‌توان مش را در استار تولید کرد و سپس حل جریان را در نرم‌افزار دیگری انجام داد.

✅ از منظر حل جریان: اگرچه استار مدل‌های چندفازی متنوعی دارد، ولی شرط مرزی‌های موجود در آن، مدل‌های آشفتگی آن و همچنین تنظیمات و امکانات حل‌گر در آن به نسبت محدودتر از فلوئنت است و در این زمینه فلوئنت بلوغ و تنوع بیش‌تری دارد. به عنوان مثال من نتوانستم حل جریان چندفازی را در حالتی که یک فاز تراکم‌پذیر باشد، در استار انجام دهم، ولی این کار به کمک فلوئنت به راحتی انجام شد.

✅ جمع‌بندی: از لحاظ هزینه و زمان محاسباتی و نیاز به سخت‌افزار قوی و نیز Robust و پایدار بودن فرآیندهای تولید شبکه و حل جریان و نیز از منظر یک‌جا بودن فرآیندهای تولید هندسه، تولید مش، حل و پس‌پردازش جریان استار و از لحاظ داشتن تنوع در روش‌ها، گزینه‌ها، مدل‌ها و تنظیمات حل جریان فلوئنت بهتر بود.