منتشرشده در

فلوئنت و مقدمه ای بر دینامیک سیالات محاسباتی

در این مطلب آموزشی قصد داریم مباحث مقدماتی دینامیک سیالات محاسباتی در رابطه با نرم افزار فلوئنت شامل :

۱) تعریف سی اف دی و کاربردهای آن

۲) مدلسازی

۳) روش های عددی

۴) انواع کدهای سی اف دی

۵) رابط آموزشی سی اف دی

۶) مراحل انجام شبیه سازی عددی (روند سی اف دی)

۷) مثال هایی از روند شبیه سازی عددی

۸) آزمایشگاه های عددی

را در قالب ویدئوی تصویری ارزشمند و کامل ارائه دهیم.

منتشرشده در

معرفی نرم افزار و انجام پروژه با انسیس فلوئنت

نرم افزار انسیس فلوئنت یکی از محبوب ترین و قدرتمندترین نرم افزارهای دینامیک سیالات محاسباتی(CFD) در زمینه شبیه سازی انواع مدل های فیزیکی می باشد که شما میتوانید با انجام پروژه در انسیس فلوئنت به راحتی نیاز خود را برطرف نمایید.

این نرم‌افزار تا نسخه ۶٫۳ محصول شرکت FLUENT Inc بود. اما بعد از خریداری نرم‌افزار در سال ۲۰۰۶ توسط شرکت ANSYS Inc ، به ANSYS FLUENT تغییر نام داد و در سال ۲۰۰۹ از نسخه ۶٫۳ به نسخه ۱۲ ارتقاء پیدا کرد. در حال حاضر نسخه ۲۰۱۹ این نرم افزار با مجوز رسمی شرکت انسیس به صورت رایگان و قابل دانلود از سایت انسیس در اختیار کاربران سراسر جهان قرار گرفته است.

فلوئنت همانند بسیاری از نرم افزار دیگر از روش های عددی برای حل مسائل استفاده می کند. روشی که در مکانیک سیالات با عنوان CFD شناخته می شود. در این روش با تبدیل معادلات دیفرانسیل پاره‌ای حاکم بر سیالات به معادلات جبری، امکان حل عددی این معادلات فراهم می‌شود. با تقسیم ناحیه مورد نظر به المان‌های کوچک‌تر و اعمال شرایط مرزی برای گره‌های مرزی و با اعمال تقریب‌هایی، یک دستگاه معادلات خطی بدست می‌آید که با حل این دستگاه معادلات جبری، میدان سرعت، فشار و دما در ناحیه مورد نظر بدست می‌آید. روشی که با عنوان “حجم محدود” شناخته می شود (FVM).

با استفاده از نتایج بدست آمده از حل معادلات می‌توان برآیند نیروهای وارد بر سطوح، ضرایب برا و پسا و ضریب انتقال حرارت و….. را محاسبه نمود.

⏬ بخشی از قابلیت های نرم افزار فلوئنت عبارتست از:

۱) شبیه سازی جریان های تراکم‌پذیر و تراکم‌ناپذیر(مانند جریان روی ایرفویل ها)

۲) تحلیل جریان در حالت پایا (Steady) یا ناپایا (Transient)

۳) شبیه سازی انواع جریان‌های لزج، آرام و متلاطم

۴) بررسی سیال‌های نیوتنی و غیرنیوتنی

۵) شبیه سازی انتقال حرارت جابجایی شامل جابجایی آزاد یا اجباری و ترکیب انتقال حرارت جابجایی/هدایتی

۶) شبیه سازی انواع مدل های انتقال حرارت تشعشعی

۷) مدل فریم‌های چرخان یا ساکن(مانند مدل سازی حرکت پره های توربین باد و پمپ ها)

۸) مش‌های لغزان و مش‌های متحرک(مانند شبیه سازی گلوله ی در حال حرکت و پرتاب موشک)

۹) واکنش‌ها و ترکیبات شیمیایی شامل احتراق و مدل‌های واکنشی(مانند احتراق در موتورهای خودروهای بنزینی یا دیزلی)

۱۰) محاسبات لاگرانژی برای تغییر فاز از ذرات/قطرات کوچک/حباب‌ها یا شامل ترکیبی از همه با فاز یکنواخت(مانند تغییر فاز مایع به بخار در یک کانال)

۱۱) افزودن ترم‌های اختیاری حجمی از گرما، جرم، مومنتوم، اغتشاش و ترکیبات شیمیایی با استفاده از قابلیت کدنویسی در فلوئنت(UDF)

۱۲) بررسی جریان در محیط های متخلخل(مانند بررسی پوشال های کولر آبی)

۱۳) شبیه سازی مبدل‌های حرارتی، فن‌ها، رادیاتورها و بازده آن‌ها

۱۴) جریان در هندسه‌های پیچیدهٔ دوبعدی و سه‌بعدی و بهینه‌سازی و حل شبکه( مانند بررسی جریان آیرودینامیک روی خودرو

ها و بهینه سازی شکل هندسی آن ها)