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Analisi Computazionale Fluido-Struttura sulla Griglia
ENEA
Ing. Fiorenzo AmbrosinoPortici 11/12/2007
Progetto CRESCO
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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
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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
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Software
• Computational Fluid Dynamics (CFD)– Fluent– OpenFOAM
• Structural Analysis– Ansys, Abaqus
• Fluid-Structure Interaction– MpCCI
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• 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
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• 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)
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• Interazione Fluido-Struttura– Risolve problemi con
accoppiamento fluidodinamico e strutturale
– Comunicazione tra i codici proprietari
– Esecuzione dei codici
Mesh-based parallel Code Coupling Interface
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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
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Variazione della qualità della soluzione al variare della risoluzione della mesh Fiamma a diffusione
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Simulazione Condizionamento Sala Calcolo CRESCO
Scambio di calore per le macchine CRESCO
Caratteristiche tecniche dei Coolers e dei Blades
Esempio di soluzione spesso adottata
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Problema Fluidodinamico– Geometria della sala (2D e 3D)
– Mesh con Gambit• Problemi avuti in 3D
– Preparazione del caso Fluent
Simulazione Condizionamento Sala Calcolo CRESCO
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Alcune configurazioni provate:
Corridoio Freddo con getto centrale
Simulazione Condizionamento Sala Calcolo CRESCO
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Simulazione Condizionamento Sala Calcolo CRESCO
Corridoio Freddo con getto diviso
Alcune configurazioni provate:
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Simulazione Condizionamento Sala Calcolo CRESCO
Corridoio Freddo con getto diviso e cappelli superiore e inferiori
Alcune configurazioni provate:
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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.