منتشرشده در

آیرودینامیک و بهینه سازی در فلوئنت

آیرودینامیک یا هواپویش، شاخه‌ای از دینامیک گازها و در حالت کلی‌تر دینامیک سیالات است که به بررسی رفتار جریان هوا و اثر آن بر اجسام متحرک می‌پردازد. منظور از حل یک مسئله‌ی آیرودینامیکی، محاسبه‌ی میدان سرعت، فشار و دمای هوا در اطراف یک جسم است. بدین منظور باید معادلات حاکم بر جریان سیّال را در نرم افزارهایی مانند انسیس فلوئنت حل کرد؛ سپس به کمک حل به دست آمده می‌توان نیروها و گشتاورهای وارد بر جسم را مشاهده نمود.


بهینه‌سازی شکل آیرودینامیک، طراحی بدنه‌ی خودرو را ساده‌تر می‌کند

مهندسین خودرو با چالش‌های بهینه‌سازی آشنا هستند. بهینه‌سازی آیرودینامیکِ برخی از بخش‌های طراحی بدنه ماشین مانند آینه بغل بسیار دشوار است؛ دلیل این موضوع اشکال پیچیده آن‌هاست که نیاز به تعریف مؤلفه‌های مکانیکی است.

حل‌گر دستیار یا الحاقی در انسیس فلوئنت (که در نسخه‌های جدید ارائه شده است) می‌تواند مؤلفه‌های هندسی را که بهینه سازی دستی آن برای مهندسین دشوار است، بهینه کند. در این شرایط، حل‌گر دستیار یا الحاقی، مناطقی را که در جهت بهبود درگ خودرو می‌توان مورف کرد (تغییرشکل داد) نمایش می‌دهد.

به منظور حفظ برتری رقابتی و رفع نیازهای بازار، مهندسین به ابزارهایی نیاز دارند که بتوانند بهینه‌سازی شکل طراحیِ بدنه‌ی ماشین را ساده و هوشمندانه‌تر کنند.

روش خودکارسازی بهینه‌سازی شکل بدنه‌ی ماشین در انسیس فلوئنت

مهندسین می‌توانند از حل‌گر دستیار نرم افزار انسیس فلوئنت به منظور بهینه‌سازی خودکار و هوشمند شکل هندسی در انجام پروژه و شبیه سازی به کمک نرم افزار فلوئنت استفاده ‌کنند (به خصوص بخش‌هایی که بهینه‌سازی آن سخت باشد).

در این مورد، مهندسین باید هدف بهینه سازی را کاهش درگ (Reduce the drag) در طراحی شکل بدنه‌ی خودرو در نظر بگیرند. بعد آن حل‌گر دستیار فلوئنت به طور خودکار براساس تکرارهای قبلی حاصل شده از حل اولیه، عملکرد آیرودینامیک را از طریق مورف کردن هندسه و شبکه (تغییر شکل دادن هندسه و شبکه)، بهبود ببخشد.

جهت مشاوره، آموزش و یا انجام و شبیه سازی و پروژه در فلوئنت (با محوریت آموزشی) به کمک حل‌گر دستیار یا الحاقی می‌توانید با ما در ارتباط باشید.

به منظور نمایش قابلیت‌های حل‌گر دستیار فلوئنت، مهندسین از آن برای بهینه‌سازی شکل یکی از پیجیده‌ترین و سخت‌ترین بخش‌های طراحی آیرودینامیک خودرو یعنی آینه بغل استفاده کردند. این آزمایش‌ها در دانشگاه فنی مونیخ بر روی هندسه DriAer انجام شد.

دانشگاه فنی مونیخ
دانشگاه فنی مونیخ

ویژگی‌های ظریف ، مکانیسم‌ها و آینه‌ها لازم است در محفظه آینه بغل قرار بگیرند؛ بدون اینکه بر روی عملکرد آیرودینامیک خودرو تأثیر منفی بگذارد.

بعد از تنها دو تکرار (iterations)، حلگر الحاقی یا همان دستیار فلوئنت به صورت خودکار هندسه و محیط محصور به آینه‌ را به منظور کاهش ضریب درگ از مقدار ۰٫۲۹۹ به ۰٫۲۸۶ مورف کرد. این بیانگر بهبود عدد درگ خودرو به ۱۳ است (یا عدد درگ ۱۳۰ در صنعت هوافضا)

در شرایطی که کمتر انتظارش را داریم، حل‌کننده دستیار فلوئنت، شکل طراحی بدنه‌ی ماشین را بهینه می‌کند

برخی از نواحی در طراحی بدنه‌ی خودرو وجود دارد که شاید یک مهندس به بهبود آیرودینامیک آن فکر نکند.

بهبود توزیع فشار در فلوئنت
خط مبنای فشار در سمت شکل سمت چپ در مقایسه با بهبود فشار در شکل سمت راست بعد از بهینه‌سازی هندسه کاپوت برای کاهش ضریب درگ توسط حل‌گر دستیار انسیس فلوئنت

برای مثال، کاپوت ماشین یک سطح صاف و بزرگ است و معمولاً درگ زیادی را اضافه نمی‌کند. برای ذخیره‌سازی زمان، متخصصین مختلف بهینه‌سازی شکل، بر سایر ناحیه‌های مسئله‌ساز بیشتر تمرکز دارند.

اما یک آزمایش دیگر نشان می‌دهد که در حل‌کننده دستیار انسیس فلوئنت، تغییر هندسه کاپوت می‌تواند ضریب درگ ماشین را تا ۴ درصد کاهش دهد و آن را از ۰٫۲۹۹ به ۰٫۲۸۷ یا عدد درگ خودرو را به ۱۲ برساند (عدد درگ ۱۲۰ در صنعت هوافضا)

به منظور اطلاعات بیشتر در این خصوص با ما در ارتباط باشید.

 

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *