منتشرشده در

شبیه سازی تهویه مطبوع در فلوئنت

استفاده از انسیس فلوئنت برای طراحی بهتر و بهینه‌­تر سیستم‌­های تهویه مطبوع

نرم افزار انسیس فلوئنت یکی از بهترین و دقیق‌ترین انتخاب‌ها برای شبیه‌سازیِ سیستم‌­های تهویه مطبوع است؛ به کمک این نرم افزار می‌توان احتمال نیاز به اصلاح و انجام تغییرات در حین ساخت مدل واقعی و میدانی را کاهش داد. تهویه‌ی مطبوع کنترل همزمان دما، رطوبت و پاکیزگی هوا و توزیع مناسب آن به منظور تامین شرایط مورد نیاز فضای ساختمان است. تهویه مطبوع یعنی انجام عملیاتی روی هوا تا بتوان شرایط هوای محل مورد نظر را برای زیستن، کار کردن یا عملیات صنعتی معین، راحت و بهداشتی کرد و به حد مطلوب رساند. تهویه مطبوع باعث می‌شود شرایط هوا طبق روش خاصی به صورت خودکار ثابت بماند یا تغییر کند. تهویه مطبوع یا هوارسانی دلپذیر یا هوایش دلپذیر، شاخه‌ای از مهندسی مکانیک است و وظیفه آن تأمین شرایطی است که موجب رفاه انسان شود. تهویه مطبوع معمولاً شامل : سرمایش، گرمایش، رطوبت زنی و رطوبت زدائی و تصفیه هوا می‌باشد.

کاربردهای سیستم‌­های تهویه مطبوع

  • ساختمان

از مهمترین وظایف یک سیستم تهویه مطبوع، تامین شرایط آسایش برای ساکنین یک فضای مسکونی، اداری یا تجاری است. از این رو در این سیستم‌ها اغلب در مجتمع‌های مسکونی یا چند منظوره استفاده می‌شود.

  • بیمارستان

تامین شرایط آسایش در بیمارستانها مهم است ولی نکته‌ی مهمتر تأمین بهداشت و تعویض هوای داخل و تامین هوای پاک و تصفیه شده جهت اتاق‌های عمل و دیگر فضاهاست. این امر تا حدی اهمیت دارد که می‌تواند باعث حفظ یا از بین رفتن جان انسان­‌ها شود. از این رو استانداردهای سخت گیرانه‌­ای در زمینه­‌ی سیستم‌های تهویه مطبوع بیمارستانی تدوین و اجرا می‌شود.

  • داروسازی

در صنایع داروسازی و اتاق‌های تمیز، تامین هوای پاک بدون آلودگی و ذرات اهمیت بسیار فراوانی دارد و سیستم­های تهویه مطبوع و هوارسان‌های‌ هایژنیک چنین امری را محقق می‌سازند.

  • هتل

در هتل­‌ها نیز تامین شرایط آسایش و مطلوب به همراه بهینه سازی مصرف انرژی اهمیت زیادی دارد؛ ازین رو باید از سیستم­­های تهویه مطبوع پیشرفته و بروزی استفاده کرد تا علاوه بر انجام وظایف مربوط به سرمایش و گرمایش، مدیریت مصرف انرژی نیز بهینه باشد.

  • اماکن عمومی، تفریحی، فرهنگی

در بسیاری از مجتمع‌هایی که پر رفت و آمد هستند باید از سیستم تهویه مطبوع مناسب استفاده کرد تا علاوه بر سرمایش و گرمایش، تامین هوای تازه نیز به درستی صورت پذیرد و کاربران با احساس راحتی، زمان بیشتری را صرف کنند.

  • صنایع و کارخانجات

همانند موارد بالا در اغلب خطوط تولید کارخانجات نیاز به سیستم‌های تهویه مطبوع نیاز است تا بتوان کیفیت محصول را به درستی تضمین کرد.

اهمیت شبیه سازی و استفاده از نرم افزار های تحلیلی مانند انسیس فلوئنت برای بررسی تاثیر سیستم تهویه مطبوع

در دنیای امروزی، اکثر مهندسین و معمارها به منظور بررسی ایمنی، راندمان انرژی و همچنین هدف­‌هایی مانند دوام و مقاومت از نرم افزار­های شبیه سازی­‌های مهندسی استفاده می­‌کنند. نرم‌­افزار­های شبیه سازی به منظور ارائه کردن یک نمونه مجازی و محاسبه عملکرد سیستم تهویه مطبوع یک ساختمان یا یک فضا مورد استفاده قرار می­‌گیرد. این روش طراحی مجازی ساختمان باعث می شود که:

  • بررسی های بیشتر و سریع تری برای طراحی های مختلف مورد بررسی قرار بگیرد.
  • درک بهتری نسبت به پارامتر ها و اجزایی که باعث افزایش راندمان می شود پیدا کنیم.
  • راه حل های ابداعی و جدید بیشتری را پیدا کرد.

شبیه سازی تهویه مطبوع در سالیان گذشته با توجه به شیوع بیماری­های جهانی که بر بسیاری از مردم و شرکت­ها تاثیر منفی گذاشته است، به شدت مورد اهمیت قرار گرفته است. با شروع شیوع ویروس کووید-۱۹، تلاش ها برای کمتر کردن و فرو نشانی این بیماری افزایش یافته است و بسیاری از مشاغلی که کمتر حیاتی هستند، به پایان راه رسیدند. این ویروس به شدت مسری غالباً به واسطه این سه روش عمده منتقل می شود :

  • ذرات موجود در هوا
  • قطرات ناشی از عطسه یا سرفه
  • لمس یک سطح آلوده

مکان­‌های عمومی باید روش های مختلف تهویه مطبوع را برای کاهش شیوع این ویروس به واسطه ذرات موجود در هوا در نظر بگیرند تا ما بتوانیم با خیال راحت به کارهای روزمره خود بپردازیم. به طور مثال در یک باشگاه ورزشی صاحب باشگاه باید سیستم تهویه مطبوع خود را به منظور جلوگیری از انتشار ویروس کووید-۱۹، مطابق با استاندارد­های تعریف شده اصلاح کند و بهبود ببخشد.

انجام این اصلاحات و بهینه سازی­‌ها بدون استفاده از نرم­‌افزار­های تحلیلی علاوه­ بر صرف زمان زیاد، هزینه‌­های مالی سنگینی را نیز شامل می­‌شود. نرم افزار انسیس راه حل‌های متفاوتی را مانند انسیس دیسکاوری (Ansys Discovery) و انسیس فلوئنت (Ansys Fluent)، برای یک شبیه سازی دینامیک سیالات محاسباتیِ سیستم‌های گرمایش و تهویه مطبوع ارائه می­‌دهد.

راه حل‌­های انسیس برای شبیه سازی سیستم­‌های تهویه مطبوع : بررسی­‌های قبل از طراحی

محیط نرم افزار انسیس دیسکاوری می تواند برای امتحان کردن روش‌ها و مفاهیم مختلف طراحی، قبل از رسیدن به یک طرح نهایی بهینه شده یا ساخت یک نمونه فیزیکی مورد استفاده قرار بگیرد. انسیس دیسکاوری سه قابلیت دارد:

  • تهیه هندسه مسئله
  • پیدا کردن روش­‌های مختلف طراحی
  • تایید کردن طراحی

تهیه هندسه مسئله‌ی این امکان را در اختیار ما قرار می‌دهد تا بتوانیم خیلی سریع  یک مدل را برای انجام شبیه سازی های خود تهیه کنیم یا طراحی‌های مختلف را مورد مطالعه قرار دهیم. با یک کلیک، شما می توانید وارد بخش طراحی اسپیس کلیم SpaceClaim شده و در آنجا با ایده‌های مختلف طراحی آشنا شوید. بعد از رفع کردن مشکلات مربوط به ایده‌ی طراحی، می توانید برای تایید کردن طراحی خود وارد بخش تصحیح یا پالایش شوید.

تمام مرزها، ویژگی­‌های مواد و سایر شرایطی که در نرم افزار انسیس دیسکاوری در نظر گرفته شده بود، نگه داشته می‌شود و به بخش بعدی منتقل می‌گردد. یک شبکه بصورت خودکار ایجاد می شود و این اجازه به شما داده می‌­شود تا مش (=شبکه) را بهبود ببخشید. زمانی که شما نیاز به قابلیت‌های بیشتری برای شبیه سازی سیستم‌­های تهویه مطبوع خود دارید، می­توانید فایل کیس cas. خود را تنها با یک کلیک وارد نرم افزار انسیس فلوئنت کنید. با این کار مدل هندسی، مش و تمام شرایطی که از قبل تعریف شده بود به محیط انسیس فلوئنت برای بررسی و بهینه سازی­‌های سیستم تهویه مطبوع منتقل می‌شود.

تایید طراحی و بهینه سازی

نرم افزار انسیس فلوئنت می تواند شبیه سازی­‌هایِ با دقت بالایی را برای تمام اجزای سیستم‌­های تهویه مطبوع ارائه دهد. این کار احتمال نیاز به اصلاح در حین انجام فرآیند واقعی و میدانی را کاهش می‌دهد. فارغ از شبیه سازی فضای داخلی مدنظر، نرم افزار انسیس فلوئنت ویژگی­‌هایی در اختیار ما قرار می­‌دهد که به‌وسیله آن‌ها می­توان شرایط زیر را بهینه کرد:

  • الگوی جریان
  • نواحی سکون
  • موقعیت و مکان دریچه‌ها
  • کاهش شیوع بیماری

دو مثالی که در ادامه به آنها خواهیم پرداخت نشان می‌دهد که چگونه نرم افزار فلوئنت برای بررسی گزینه‌های مختلف طراحی و همچنین بهینه کردن سیستم های تهویه مطبوع یک اتاق فشار منفی مورد استفاده قرار گرفته است. اتاق های فشار منفی به منظور کمک به آلودگی‌های مضر در همان اتاق بیمار آلوده استفاده می شود. اتاق در فشاری پایین‌تر از فشار محیط قرار دارد. این امر به کمک سیستم های تهویه مطبوع اتفاق می‌افتد که باعث می‌شود هوا بیشتر از آنکه وارد شود، خارج ­شود.

به دام انداختن یک جزء آلوده در یک واحد ایزوله شده

اگرچه تمام کارکنانی که در اتاق­‌های فشار منفی هستند وسایل محافظتی شخصی خود را به تن دارند، پیشنهاد می‌شود که سیستم‌های تهویه بهتری نیز طراحی شود تا میزان اختلاط و گردش آلاینده‌های بیمار به حداقل برسد. سه طراحی با در نظر گرفتن موقعیت­‌های مختلف برای ورودی هوا مورد ارزیابی قرار گرفته است تا مشاهده شود که کدام طراحی میزان آلاینده بیشتری را در خروجی به دام می‌اندازد:

  • دریچه وروردی بالای در
  • دریچه وروردی در موقعیتی هم راستا با تخت
  • دریچه وروردی بالای در و در موقعیتی هم راستا با تخت

دبی تهویه برابر با ۱۲ تغییر هوا بر ساعت، سازگار با دستورالعمل­‌ها و استانداردها.

نتایج به دست آمده با کمک نرم‌­افزار فلوئنت نشان می­‌دهد که در حالتی که دریچه هم راستا با تخت در نظر گرفته می شود، یک عمل جارو مانند بسیار موثر از آلودگی های بیمار به سمت خروجی ایجاد می­کند.

نتایج به دست آمده از نرم‌­افزار انسیس فلوئنت که یک عمل جارو مانند را برای کمک به تخلیه آلاینده های بیمار در یک اتاق فشار منفی را نشان می­‌دهد.

تهویه مطبوع در انسیس فلوئنت
تهویه مطبوع در انسیس فلوئنت

اطمینان از طراحی اتاق فشار منفی با کمک نتایج به دست آمده از نرم افزار انسیس فلوئنت

نرم‌­افزار انسیس فلوئنت می تواند برای ارزیابی طرح کلی اتاق فشار منفی برای نشان دادن میانگین سنی هوا نیز مورد استفاده قرار بگیرد که نشان دهنده طراوت هوا و به عبارتی میزان موثر بودن سیستم‌های تهویه مطبوع را نشان می­دهد. از میانگین سنی هوا برای تعیین کردن نقاط سکون و یا نواحی که هوا در آنجا دچار چرخش و درجا زدن می­شود استفاده نمود.

دو اتاق با ابعاد و شرایط یکسان در نرم‌­افزار انسیس فلوئنت مورد بررسی قرار گرفته است تا جهت‌­گیری دریچه و الگو بهینه‌ی جریانِ هوا مشخص شود. در حالت اول (چپ) دریچه‌­ها، هوا را مستقیما به طرف پایین هدایت می­کنند درحالیکه در حالت دوم (راست) دریچه‌­ها، هوا را مستقیماً به سمت تخت بیمار هدایت می­‌کند. نتایج بدست آمده از این شبیه سازی با کمک نرم‌­افزار انسیس فلوئنت نشان می­دهد که حالت اول، که دریچه­‌ها هوا را به سمت پایین هدایت می­کنند، گزینه مناسب­‌تری می‌باشد. در تصاویر پایین می­توان خطوط جریان و ارائه حجمی دو حالت ذکر شده را مشاهده کرد که در این تصاویر رنگ قرمز نشان­‌دهنده‌ی مناطقی است که مقدار زمان اقامت و ماندگاری هوا در آنجا بیشتر است.

نتایج شبیه سازی­‌های انجام شده توسط نرم‌­افزار انسیس فلوئنت به جهت تعیین بهترین سیستم تهویه مطبوع برای یک اتاق فشار منفی. حالت اول  به عنوان سیستم تهویه بهینه نسبت به حالت دوم می باشد. جریان هوا روبه پایین از دریچه، زمان ماندگاری هوا را کاهش می­دهد.

نرم‌­افزار انسیس فلوئنت در سایر شبیه سازی‌­های تهویه مطبوع برای کمک به تجزیه و تحلیل انتقال آلاینده­‌ها از جمله رستوران­‌ها، فروشگاه­‌های خرده فروشی، ساختمان‌های اداری و کابین­‌های هواپیما می‌تواند مورد استفاده قرار بگیرد.

تهویه مطبوع در انسیس فلوئنت
تهویه مطبوع در انسیس فلوئنت

 

 

دانلود

منتشرشده در

مدلسازی رسوب و فرسایش در انسیس فلوئنت

مدلسازی فرسایش و رسوب ذرات در انسیس فلوئنت

انسیس فلوئنت با افزودن سه مدل استانداردِ صنعتی به مدل پیش فرض نسخه‌­های قبلی خود، از قدرت و دقت بیشتری در مدلسازی فرسایش پیشرفته برخوردار شده است. فرسایش باعث خسارات عمده‌ی اقتصادی در صنایع مختلف مانند نفت و گاز، انتقال هیدرولیک و فرآیندهای شیمیایی می­شود. این پدیده به مجاری جریان، شیرآلات و اتصالات لوله آسیب می­رساند، که منجر می­شود هزینه­‌های تعویض قطعات به شدت افزایش پیدا کرده و همچنین منجر به تأخیر در فرآیند تولید می‌شود­. به عنوان مثال، برخی از اتصالات روغنی و گازی ممکن است فقط پس از ۳۰ دقیقه کار به دلیل سرعت بالای فرسایش خراب شوند.

مهندسان برای اینکه بتوانند قطعاتی طراحی کنند که از عمر به نسبت بالاتری برخوردار باشند باید بتوانند فرسایش را در شکل­‌ها و طراحی­‌های مختلف پیش­‌بینی کنند. در صورت عدم استفاده از نرم افزارهای تحلیلی (مانند انسیس فلوئنت) اینکار به شدت هزینه‌بر خواهد بود. اما با کمک نرم افزار های تحلیلی مانند فلوئنت می­توان حالات مختلف را در نظر گرفت و بهینه ­ترین طراحی را به دست آورد. اینکار باعث کاهش هزینه و همچنین سرعت بخشیدن به زمان کار فرآیند می­شود.

اگر مواد سطح لوله شکل­‌پذیر باشند، برخوردهای مکرر ذرات جامد منجر به خوردگی، فرورفتگی و به طور کلی باعث فرسایش می­شوند. این خوردگی­‌ها با برخورد ذرات بعدی رشد کرده و در نهایت باعث کنده شدن قسمتی از سطح لوله می­شوند، (شکل الف). از طرف دیگر، اگر مواد سطح لوله شکننده باشند در اثر برخورد ذرات جامد، شکاف­‌های عرضی و شعاعی خواهند داشت. این شکاف­‌ها با برخورد مستمر ذرات جامد رشد می­کنند و نهایتاً باعث می­شوند که یک بخش از سطح لوله دچار خوردگی شده و از سطح لوله جدا شود، (شکل ب).

مکانیزم فرسایش
مکانیزم فرسایش الف) مواد شکل­ پذیر ب) مواد شکننده

 

فرسایش یک پدیده پیچیده است که به پارامترهای زیادی بستگی دارد. پارامترهای مرتبط به ذره می­توانند شامل موارد زیر باشند:

  • شکل ذره
    • در مواردی که ذرات دارای لبه­های زاویه ­دار هستند بیشتر از ذرات کروی باعث پدیده فرسایش می­شوند.
  • اندازه ذره
    • نرخ فرسایش  
  • سختی ذرات فرسایشی

از طرف دیگر، پارامترهای جریان با تعیین غلظت ذرات، زاویه برخورد ذرات و سرعت برخورد، تأثیر بیشتری بر فرسایش دارند. سایر پارامترهای موثر بر فرسایش، مربوط به خصوصیات سطح مورد استفاده (مانند سختی سطح) می­باشد. پیشرفت چشمگیری در درک فرسایش ناشی از ذرات جامد با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) حاصل شده است. CFD امکان مدلسازی دقیق جریان سیال و مسیر ذرات از طریق خطوط لوله و خم­‌ها را فراهم می­کند. پس از محاسبه سرعت و زاویه ذرات در برخورد با سطح، می­توان از روابط­ های تجربی برای تعیین کمیت میزان فرسایش استفاده نمود.

برای محاسبه نرخ فرسایش نیاز به انجام آزمایش‌­های تجربی داریم. بسیاری از این روابط تجربی برای محاسبه نرخ فرسایش در مقاله­های علمی منتشر شده است. همه این روابط شامل زاویه برخورد، سرعت برخورد، قطر ذره، جرم ذره و فرکانس برخورد می­باشند. یک مدل فرسایش معمولی دارای شکل کلی زیر است (مدل فرسایش پیش فرضی که انسیس فلوئنت از آن استفاده می­کند):

پارامترهای استفاده شده در رابطه عبارتند از :

  • نرخ جریان جرمی ذرات جامد
  • تابع زاویه برخورد
  • تابع قطر ذرات
  • سرعت برخورد ذرات
  • توان سرعت

زاویه برخورد ذرات، سرعت ضربه و سرعت جریان جرم مستقیماً با استفاده از CFD محاسبه می­شود. با این وجود، تابع زاویه برخورد، تابع قطر ذره و توان سرعت باید به عنوان ورودی در اختیار حلگر قرار گیرد.

مدل‌های فرسایش ذرات در انسیس فلوئنت

همانطور که اشاره شد علاوه بر مدل پیش فرضی که نرم ­افزار فلوئنت از آن استفاده می­کند (معادله (۱))، سه مدل فرسایشی جدید نیز به انسیس فلوئنت اضافه شده است تا انعطاف و دقت بیشتری به کاربران بدهد که در ادامه با آن­ها آشنا خواهیم شد:

  • مدل فینی (Finnie) بیشتر برای مواد شکل پذیر مناسب است، جایی که نرخ فرسایش با زاویه و سرعت برخورد تغییر می­کند.
  • مدل اوکا (Oka) که با در نظر گرفتن ویژگی­‌هایی مانند سختی دیوارها، نتایج واقعی­‌تری را در اختیار کاربران قرار می­دهد.
  • مدل فرسایش مک­لاری (McLaury) برای پیش بینی میزان فرسایش ذرات جامد در آب مناسب می­باشد. از این مدل در ابتدا در جریان­‌های دوغابی استفاده می­شد. دوغاب به مخلوطی از جامدات گفته می‌شود که چگالی آن‌ها بیشتر از آب است و درون یک مایع (معمولاً آب) معلق هستند.

درست مانند مدلسازی جریان­‌های آشفته، نمی­توان از یک مدل برای همه پدیده­‌های فرسایشی استفاده کرد. هر مدل فرسایشی برای حالتی خاص در نظر گرفته شده است. بنابراین باید قبل از استفاده از هر مدل فرسایشی، شرایط جریان مربوطه را برای هر مدل در نظر گرفت.

نحوه انجام مدل سازی فرسایش در انسیس فلوئنت

نرخ فرسایش معمولاً پس از ایجاد میدان جریان در دامنه محاسباتی، محاسبه می­شود. در واقع، شما می­توانید آن را به عنوان یک مرحله پس پردازشی برای تجزیه و تحلیل CFD تصور کنید. بنابراین، فرسایش را می­توان در سناریوهای بارگیری ذرات کم، بارگذاری حجم ذرات < 10%، با استفاده از مراحل زیر پیش بینی کرد:

  • مدل CFD خود را حل و همگرا کنید، پرونده (Case) و داده ها (Data) خود را ذخیره کنید.
  • مدل “ذرات گسسته” را فعال کنید و مدل Erosion / Accretion را از برگه “مدلهای فیزیکی” فعال کنید.
  • تزریق ذرات را در مدل تعریف کنید. قطر ذرات، سرعت تزریق و سرعت جریان را تنظیم کنید.
  • ضرایب انعکاس نرمال و مماسی ذرات را در شرایط مرزی دیواره تنظیم کنید. پنل ایجاد شرایط مرزی در دیواره مورد نظر قابل مشاهده است.
  • در زیر شاخه DPM مدل فرسایش مناسب را برای شرایط مرزی دیوار انتخاب کنید. چهار مدل موجود است.
  • جریان را برای یک تکرار اجرا کنید، اینکار برای آزاد سازی ذرات و محاسبه میزان فرسایش در سطح مورد نظر کافی خواهد بود.

کانتورهای میزان فرسایش را در دیواره‌­های مورد نظر را نشان دهید. مدل‌­های مختلف فرسایش را می­توان در یک دیوار برای مقایسه رسم کرد.

مدلسازی فرسایش در لوله
کانتور نرخ فرسایش سطحی – مدل MCLAURY

 

فرسایش در لوله
کانتور نرخ فرسایش – مدل فرسایش OKA

 

استقاده از مش (شبکه) متحرک (Dynamic mesh) برای مدلسازی تخریب دیوار در اثر فرسایش و رسوب

مش متحرک (داینامیک مش یا به اصطلاح رایج دینامیک مش) به این معنی است که شبکه محاسباتی یکسان نیست و می تواند در حین محاسبه تغییر کند؛ به عنوان مثال به منظور شبیه ­سازی حرکت رفت و برگشتی پیستون، سقوط آزاد یک گوی در یک سیال (بواسطه وزن خود) و یا مسائل با شرایط مرزی متحرک از مش متحرک یا دینامیک مش استفاده می شود .

فرسایش دیواره­‌های لوله به دلیل معلق شدن و گیرافتادن ذرات جامد درون سیال حامل، باعث نگرانی بسیاری از صنایع شده است که در این میان صنعت نفت و گاز بیشترین آسیب را از این اتفاق متحمل شده‌­اند. تولید ماسه به عنوان بخشی از عملیات حفاری، باعث می­‌شود در تجهیزات فرسایش رخ دهد.

 

مدلسازی فرسایش در فلوئنت
اثر فرسایش در تخریب لوله‌ها

آزمایش­‌های فیزیکی برای تعیین عمر هر جزء گران و زمانبر هستند. صنعت باید بتواند با دقت بالا این پدیده را مدلسازی کند تا بتوانند عمر هر قسمت را پیش­بینی کرده و برنامه­‌های نگهداری را بر این اساس تنظیم کنند. منظور از شبیه ­سازی با دقت بالا، تنها اعتبار سنجی مدل فرسایش برای شرایط عملیاتی نمی­باشد؛ بلکه توانایی محاسبه تغییرات محلی جریان در اثر حذف مواد را نیز شامل می­شود. شرکت انسیس با ارائه یک ماژول فرسایشی تعریف شده که در آخرین نسخه انسیس فلوئنت نیز گنجانده شده است، در این زمینه به مهندسین کمک کرده است. کسانیکه از روش قدیمی مدلسازی فرسایش لوله استفاده کرده‌اند، با استفاده از این مدل جدید شاهد آسان­تر شدن فرآیند شبیه ­سازی فرسایش خواهند بود و از محاسبات قوی تغییر شکل دیواره نیز بهره ­مند می­شوند. طبق معمول، مدل جدید آزمایشات دقیق و اعتبارسنجی را بر اساس مقاله­‌های منتشر شده پشت سر گذاشته است. در قسمت زیر، برخی از ویژگی‌های برجسته این مدل و یک مورد اعتبار سنجی را به اشتراک خواهیم گذاشت.

این مدل مش دینامیکی فرسایشی (Erosion Dynamic Mesh) نام دارد. به محض فعال کردن فرسایش در منوی مدل فاز گسسته (DPM) که در زیر نشان داده شده، این مدل فعال می­شود.

فرسایش در فلوئنت
تنظیمات فعال کردن مدل رسوب و فرسایش در فلوئنت

 

مدلسازی فرسایش در فلوئنت
فعال کردت فرسایش شبکه‌ی متحرک

 

به محض روشن شدن مدل، دیواری که احتمال وقوع فرسایش در آن را می‌­دهید ابتدا در نرم ­افزار­های طراحی مانند اسپیس ­کلیم (SpaceClaim) ایجاد کنید و در منویی که در بالا تصویرش را مشاهده می­کنید انتخاب کنید و سپس چگالی آن را مشخص کنید. چهار مدل فرسایش مرجع وجود دارد. مانند سایر شبیه­ سازی­‌هایی که در نرم ­افزار فلوئنت انجام می­دهید در این مدل هم قادر هستید که یا از تنظیمات پیش فرض فلوئنت و یا تنظیمات مورد نظر خود (با استفاده از UDF و UDS) استفاده کنید. پنل اصلی همچنین امکان تنظیم خودکار مش دینامیکی را فراهم می­کند و عملیات تغییر شکل دیواره را لحاظ می­کند. در هنگام راه اندازی مش دینامیکی، شبکه لایه مرزی بر روی دیوار با تغییر شکل حرکت می­کند تا سلول­های دیواره به طور غیر طبیعی کشیده نشوند. دکمه “Run Erosion-Dynamic Mesh Simulation” در نرم افزار شما را به تنظیمات زمان اجرا منتقل می کند، همانطور که در تصویر نشان داده شده است. در اینجا می توانید روش گام زمانی ثابت یا متغیر را تعیین کنید، کل زمان فرسایش را مشخص کنید، پرونده‌ها و تصاویر را ذخیره کنید و یک از گزارش تغییر شکل خودکار شبکه ایجاد کنید. پیشرفت شبیه سازی با گذشت زمان در پایین صفحه نمایش داده می­شود. چندین مورد با استفاده از این مدل جدید مورد آزمایش قرار گرفتند. در اینجا ما یک مقاله تجربی را بررسی می­کنیم که در سال ۲۰۱۴ توسط نگوین و همکاران (Nguyen et al.)، منتشر شده است. این یک سناریوی فرسایش صفحه تخت است که در آن یک جت مایع با سرعت ۳۰ متر بر ثانیه به صفحه برخورد می کند. ذرات شن معلق باعث فرسایش سطح صفحه می شوند. تنظیمات هندسه در اینجا نشان داده شده است.

تنظیمات هندسه در شکل های ۱ و۲ با مدل فرسایش صفحه تخت (شکل ۳) نشان داده شده است. از مدل فرسایش Oka با تنظیمات پیش فرض استفاده شد و الگوی فرسایش پیش­بینی شده با داده های اندازه گیری­شده و آزمایشگاهی مقایسه شد. شکل ۴٫ این مقایسه را نشان می­دهد.

محور x در سراسر منطقه فرسایش یافته همانطور که توسط خط سیاه در ضمیمه گوشه راست بالا نشان‌داده شده‌است، حرکت می‌کند. محور y موقعیت کنونی گره‌های سطحی را در مقایسه با حالت فرسایش نیافته اصلی نشان می‌دهد. نتایج شبیه سازی ما در سه زمان مختلف کاملاً مطابق با روند آزمایش نگوین است (۵، ۱۵ و ۳۰ دقیقه). مقدار مطلق فرسایش نیز در شبیه­سازی­ها و آزمایش­ها نزدیک است. با تنظیم مدل Oka به شرایط آزمایش می­توان این اعداد را بهبود بخشید. تأثیر تعداد جریان­های ذره بر میزان فرسایش نیز مهم است (شکل ۵ را ببینید).

هرچه تعداد مسیرها برای دنبال کردن ذرات بیشتر، الگوی فرسایشی هموارتر می‌شود. با این حال، محاسبه مسیرهای بیشتر به معنای زمان پردازش بیشتر است. از این رو، تعداد بهینه­ای مسیر وجود دارد که فراتر از آنها نتایج شبیه­سازی شده بسیار کم تغییر می­کنند. از شکل ۵، این تعداد مطلوب بین ۵۰ تا ۱۰۰ مسیر است. طرح هموارسازی شبکه بسیار قوی است. همراه با بازسازی سلول، به شما این امکان را می­دهد شبیه سازی هایی با تغییر شکل­های بسیار بزرگ انجام دهید. منطق حرکت گره دیواری (که همان شرایط مرزی متحرک ذکر شده در ابتدای این مقاله می­باشد) به اندازه کافی کلی است که می­تواند برای سایر پدیده­ها مانند خوردگی یا فرسایش ناشی از واکنش­های سطحی به کار رود.

برای دیدن نمونه‌­های شبیه‌­سازی دینامیک مش در برابر فرسایش، به این فیلم نگاهی داشته باشیم:

 

منتشرشده در

آشنایی با تعامل سازه – سیال به کمک محیط های فلوئنت و مکانیکال در انسیس (Fluid Structure Interaction)

💬 توضیحات:

در بازار جهانی رقابتی امروز، موفقیت یا شکست محصول شما ممکن است بستگی به چگونگی رفتار متقابل بین سیالات و ساختارها داشته باشد. در حالی که نرم افزار CFD معمولی این تعاملات را نادیده می گیرد، نرم افزار ANSYS به مهندسان شما کمک می کند تا به مفهوم عمیق تری در تعاملات سازه-سیال در محصول خود،به منظور رسیدن به یک طراحی بهینه، دست پیدا کنید.

شما در این روش با ایجاد ارتباط بین تحلیل سیالاتی و جامداتی یک مدل، قادر خواهید بود تا به یک طراحی بهینه دست پیدا کنید.

در استفاده از این روش شما باید به محیط های انسیس فلوئنت و مکانیکال انسیس تسلط داشته باشید.

برای آموزش مفاهیم تعامل سازه-سیال و شبیه سازی آن در نرم افزارهای انسیس مکانیکال و فلوئنت، دوره‌‎‌های آموزشی ” از مبتدی تا حرفه‌ای در انسیس فلوئنت” در بخش فروشگاه آموزشی را پیشنهاد می‌کنیم.

منتشرشده در

مفهوم تراکم‌پذیری و تراکم‌ناپذیری

💬 جریانی تراکم پذیر است که چگالی آن تابع مختصات و زمان بوده و از نقطه‌ای به نقطه‌ای دیگر تغییر کند. جریانی تراکم نا پذیر است که چگالی آن تابع مختصات و زمان نباشد.
مایعات عملا تراکم ناپذیر و گازها تراکم پذیر هستند. با این حال اگر مایع تحت فشار بالایی قرار گیرد تراکم‌پذیری باید منظور گردد و اگر تغییرات فشار ناچیز باشد، می توان گاز را تراکم ناپذیر فرض کرد.

✅عدد ماخ (Much number) یک عدد بی بعد است که بیان کننده نسبت سرعت جسم در سیال به سرعت صوت در همان سیال می باشد و معمولا برای نشان دادن سرعت جسمی که نزدیک به سرعت صوت یا بالاتر از آن حرکت می کند، استفاده می شود(مانند هواپیما).

معیار تراکم پذیری برای جریان گازی :

وقتی عدد ماخ جریان گازی کم تر از ۰٫۳ باید جریان را تراکم ناپذیر و زمانی که بیشتر از ۰٫۳ باشد جریان را تراکم پذیر می گویند.

 

 

منتشرشده در

دانلود انسیس ۲۰۲۱ – انسیس فلوئنت ۲۰۲۱

دانلود انسیس ۲۰۲۱ نسخه‌ی غیررسمی (کرک شده)

نرم افزار انسیس فلوئنت یکی از محبوب‌ترین و قدرتمندترین نرم افزارهای دینامیک سیالات محاسباتی(CFD) در زمینه‌ی شبیه‌سازی انواع مدل های فیزیکی می باشد که در پک نرم افزاری انسیس ANSYS Workbench ارائه می‌شود.

نرم افزار انسیس فلوئنت 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. 

برای آموزش نصب نرم افزار به آخرین مطلب این صفحه مراجعه کنید و یا روی این لینک کلیک کنید.

برای دانلود انسیس ۲۰۲۱ نیم فصل اول (R1) رو لینک زیر کلیک کنید.

دانلود انسیس 2021 نیم فصل اول
دانلود انسیس ۲۰۲۱ – دانلود انسیس فلوئنت ۲۰۲۱

معرفی قابلیت­‌های جدید انسیس Ansys 2021 R1 برای مدلسازی سیستم‌­های پیچیده‌­ و بزرگتر

به نظر می رسد این یک قانون مهندسی است که با گذشت زمان سیستم‌­ها پیچیده تر می­شوند. آنچه به عنوان یک جزء تنها در نظر گرفته می­شود به زودی با سایر اجزا به صورت مکانیکی و یا الکترونیکی به عنوان یک سیستم وارد واکنش می­شود و سپس سیستم های جداگانه در مقیاس بزرگتری با سایر سیستم­‌ها وارد واکنش شده و به پیچیدگی مسائل اضافه خواهد شد. این پیچیدگی­‌ها و این اتفاقات قطعاً در زمینه­‌هایی مانند ارتباطات نسل پنجم (۵G)، وسایل نقلیه خودمختار، برق­‌رسانی اتومبیل­‌ها، هواپیماها و اینترنت اشیاء قابل مشاهده می­باشد. ابزارهای مهندسی باید توانایی­‌های خود را گسترش دهند تا با این روند همگام شوند.

انسیس ۲۰۲۱ R1، آخرین نسخه نرم افزاری شرکت انسیس، قدرت و توانایی­‌های لازم برای کنترل این پیچیدگی­‌ها را به شما می­دهد. با برقراری ارتباط نزدیک با همه صنایع، نرم‌­افزار انسیس می­تواند نیازهای مهندسین را پیش بینی کند و تغییرات لازم را در هر نسخه از نرم‌­افزار­های شبیه‌­سازی خود بگنجاند تا در صورت نیاز، مهندسین به ابزارهای مورد نیاز خود دسترسی داشته باشند.

در Ansys 2021 R1، قدرت و عملکرد فضای ابری انسیس Ansys Cloud افزایش پیدا کرده است؛ Ansys Cloud یک رویکرد مقرون به صرفه در فضای ابری می­باشد و برای انجام محاسبات با قدرت و عملکرد بالا مناسب می­باشد. بنابراین شما می توانید از این قابلیت استفاده کنید تا تعداد هسته‌­های موجود برای حل مسائل پیچیده و چالش برانگیز خود را افزایش دهید. به عنوان مثال فناوری Ansys HFSS Mesh Fusion که در این نسخه از انسیس معرفی شده است شبیه­ سازی سیستم‌­های الکترومغناطیسی، مانند انتقال­‌های الکترومغناطیسی یک اتاق، را با کمک فضای ابری انسیس آسان­تر کرده است.

به همین ترتیب، انتشار نسخه جدید نرم افزار شبیه ­سازی Ansys SPEOS زمان شبیه­ سازی را با استفاده از فضای ابری انسیس کمتر می­کند و شما را قادر می سازد تا ۶۰ برابر سریعتر به نتایج مورد نظر دست یابید. Ansys SPEOS روشنایی و عملکرد نوری سیستم­‌ها را پیش بینی می­کند تا ضمن صرفه جویی در کارایی محصول، در زمان و هزینه نمونه سازی صرفه جویی شود. همچنین می توانید شبیه سازی های نوری خود را با سایر حلگرهای انسیس مانند انسیس مکانیکال (Ansys Mechanical)، انسیس فلوئنت (Ansys Fluent) و Ansys optiSLang ترکیب کنید تا نتایج شبیه ­سازی شما در عین ساده بودن گسترده­ هم باشد. optiSLang یک پلت فرم نرم‌افزاری برای تحلیل حساسیت مبتنی بر CAE، بهینه‌سازی چند رشته‌ای و ارزیابی استحکام است.

در حقیقت، قابلیت همکاری، مشخصه‌ی نسخه جدید است، که به چالش های شبیه سازی سیستم­ های پیچیده تر امروزی می­پردازد. به عنوان مثال، نرم افزار بهینه سازی طراحی optiSLang 2021 R1 شامل پیشرفت هایی در ادغام فرآیند است مانند پشتیبانی از لایسنس­ Ansys HPC. محاسبات با کارایی بالا (HPC) توانایی پردازش داده ها و انجام محاسبات پیچیده در سرعت های بالا می­باشد. به بیان بهتر، یک لپ تاپ یا کامپیوتر شخصی با پردازنده ۳ گیگاهرتز می تواند حدود ۳ میلیارد محاسبه در ثانیه انجام دهد.

اما تغییرات این نسخه از نرم ­افزار انسیس فقط شامل موارد مطرح شده نمی­باشد. طبق گفته­‌های شرکت انسیس، این شرکت قدرت تحلیل و شبیه­ سازی حلگرهای خود را برای مسائلی مانند : جامدات، سیالات، مسائل نوری، نیمه هادی­‌ها و بسیاری موارد دیگر ارتقا داده است تا نتایج دقیق­تری را در اختیار استفاده کنندگان قرار دهد.

فضای ابری انسیس : محیطی مناسب برای شبیه سازی های با توان عملکردی بالا

 فضای ابری انسیس یا (Ansys Cloud) با از بین بردن موانع سخت افزاری توان عملیاتی شبیه سازی را افزایش می­دهد. این بدان معناست که حتی اگر از خانه کار می­کنید، می توانید به قدرت محاسباتی هزاران هسته برای شبیه­ سازی‌­های خود دست پیدا کنید. ویژگی های پیشرفته فضای ابری انسیس در نسخه Ansys 2021 R1 شامل موارد زیر است :

  • دسترسی آسان از طریق حلگرهای انسیس

اگر از Mechanical ،Fluent ،Electronics Desktop ، SPEOS یا Ansys LS-DYNA استفاده می­کنید، می­توانید به راحتی، بدون تنظیمات اضافی، مستقیما به HPC در فضای ابری دسترسی پیدا کنید. به سادگی یک سیستم سخت افزاری از پیش تهیه شده را انتخاب کنید، سپس کارهای خود را مستقیماً به فضای ابری ارسال کنید. لازم نیست در صف نوبت برای دسترسی به HPC بمانید. حتی لازم نیست اندازه مدل خود را به دلیل محدودیت‌­های سخت­ افزاری کاهش دهید زیرا با دسترسی به این فضای ابری شما امکان دسترسی به هزاران هسته محاسباتی خواهید داشت.

  • کاربرد فضای ابری انسیس در جلسات تعاملی

این عملکرد، کلاس ایستگاه کاری را برای هر رایانه ای که به اینترنت متصل است ارائه می­دهد. ایستگاه کاری رایانه خاصی است که برای کاربردهای فنی یا علمی طراحی شده است. بوسیله وصل شدن کامپیوتر از راه دور (مانند آنچه که نرم­افزار AnyDesk انجام می­دهد) دسترسی کامل به محیط‌ های Mechanical ،Fluent، Electronics Desktop یا Ansys Discovery پیدا می­کنید تا قدرت محاسباتی اضافی را برای فعالیت های قبل و بعد از پردازش را در اختیار داشته باشید. با این کار دیگر نیازی به انتقال داده به فضای ابری نمی­باشد.

  • نظارت بر روند حل

شما می توانید به راحتی از طریق یک پورتال تحت وب، بر پیشرفت شبیه سازی خود نظارت کنید. ابزارهای نظارت بر روند حل دسترسی کامل به نمای گرافیکی و پارامترهای همگرایی را در اختیار شما قرار می­دهد و همچنین امکان دسترسی به اطلاعات برای رفع مشکل‌­های احتمالی را نیز فراهم کرده است. همچنین می توانید خلاصه‌­ای از شبیه­ سازی خود را از طریق یک پورتال تحت وب مشاهده کنید که از طریق دسکتاپ یا دستگاه تلفن همراه قابل دسترسی است. با استفاده از پورتال ابری، می­توانید کل مصرف ارزهای الاستیک Ansys Elastic Currencies (AEC) و ارزهای سخت افزاری Ansys Hardware Currencies (AHC) را مشاهده کنید و حتی کارهای شبیه سازی خود را با همکاران و پشتیبانی انسیس خود به اشتراک بگذارید. در واقع AEC و AHC مانند اجاره کردن سیستم‌­های با توان محاسباتی بالا می­باشد که تعرفه­‌های آن بسته به مدت زمان و سیستمی که می­خواهید از آن استفاده کنید متغیر است و باید به ازای هرساعت استفاده از سیستم هزینه آن را پرداخت کنید. AEC  و AHC درواقع برآورد مدت زمان استفاده شما از فضای ابری انسیس می­باشد که هرچه مدت زمان بیشتری از این فضای ابری استفاده کنید، هزینه بیشتری هم باید پرداخت کنید.

دانلود انسیس فلوئنت 2021
قابلیت‌های انسیس Ansys 2021 R1 روند شبیه سازی و مدیریت داده را در انسیس فلوئنت بهبود می بخشند.

سایر پیشرفت ها در Ansys 2021 R1

در اینجا فقط به برخی از موارد برجسته دیگر این نسخه اشاره می­کنیم:

  • یک ابزار جدید طراحی باتری برای بهینه‌سازی انتخاب مواد برای ایجاد باتری‌های نسل بعدی، با کتابخانه قدرت وسیله نقلیه الکتریکی جدید (‏EV)‏ برای سرعت بخشیدن به شبیه‌سازی اجزای الکتریکی سیستم
  • ویژگی‌ها و جریان‌های کاری جدید در Ansys Mechanical شکاف بین قالب‌ریزی تزریقی و شبیه‌سازی ساختاری برای کامپوزیت-­های تقویت‌شده با فیبر کوتاه که به طور فزاینده‌ای در قطعات خودرو و کالاهای مصرفی استفاده می‌شود را پر می‌کند.
  • تحلیل حرارتی سیال – جامد خودکار در فضای Ansys Discovery به منظور پیش‌بینی آسان رفتار حرارتی سیال و جامد برای طراحی و ارزیابی وسایل الکترونیکی خنک‌کننده و مدیریت حرارت. Ansys Discovery اولین ابزار طراحی شبیه‌سازی محور است که شبیه‌سازی فیزیک لحظه‌ای را ترکیب می‌کند.

⭕️ در حال حاضر بهترین نسخه‌ی انسیس (انسیس فلوئنت) کدام است؟

💻 اگر صاحب یک لپ تاپ یا رایانه‌ی شخصی قدرتمند هستید، بدون شک پیشنهاد ما نصب نسخه‌ی انسیس ۲۰۲۰ نیم فصل اول (R1) خواهد بود؛ در غیر اینصورت نسخه ۱۹ پیشنهاد ماست.

برای دانلود انسیس (انسیس فلوئنت) ۲۰۲۰ نیم فصل اول از طریق لینک زیر اقدام کنید:

دانلود

بعد از دانلود همه‌ی پارت‌ها، در یک مسیر از حالت فشرده خارج کنید.

  • برای دانلود کرک انسیس از طریق لینک زیر اقدام کنید:

ANSYS.x64.Crack

توجه: این فایل کرک، تست شده و کاملاً سالم است و برای نسخه‌های انسیس ۲۰۱۹ و ۲۰۲۰ قابل استفاده است.


دانلود انسیس ۲۰۱۹ نسخه‌ی آکادمیک (رسمی)، بدون نیاز به نصب لایسنس و قابل استفاده در مقالات خارجی

هر چند جایگاه منوها و نوار ابزارها در این نسخه و در محیط فلوئنت تغییرات چندانی نداشته است؛ امّا در رابط های گرافیکی تغییرات محسوسی مشاهده می‌شود که برای کاربر از جذابیت‌های خاصی برخوردار خواهد بود.
توجه: برای مشاهده‌ی توضیحات تکمیلی این نسخه، آموزش نصب اختصاصیِ ضبط شده توسط مجموعه‌ی فلوئنت دینامیک سیالات محاسباتی و دریافت آپدیت خودکار سالیانه، از طریق لینک زیر اقدام کنید.

 

 


دانلود انسیس ۱۸٫۲ نسخه‌ی آکادمیک و بدون نیاز به نصب لایسنس

⬅ این نسخه، بدون نیاز به نصب لایسنس بوده و اعتبار آن یکسال است.
(اعتبار این نسخه به پایان رسیده است)

انسیس 18.2


 آموزش کامل نصب انسیس نسخه‌های ۱۷ و ۲۰۲۰ کرک شده و ۱۹ آکادمیک به صورت زیر است:

 

 

منتشرشده در

مقایسه‌ی سه نرم افزار فلوئنت، سی اف ایکس و کامسول

مقایسه‌ی نرم افزار فلوئنت با نرم افزار سی اف ایکس

در این مطلب در راستای آموزش انسیس فلوئنت یک ویدئوی کاربردی به منظور مقایسه نرم افزار فلوئنت با نرم افزار سی اف ایکس ارائه خواهیم کرد.

هر دو نرم افزار بر اساس روش های حجم محدود (Finite Volume) کار می‌کنند.در نرم افزار فلوئنت هر المان یه حجم کنترل محسوب میشه و مبنای محاسبات، خود سلوله…. ولی !!!!! در سی اف ایکس حجم کنترل در اطراف گره‌ها و هر المان به چندین حجم کوچکتر تقسیم میشن و مبنای محاسبات گره‌ها هستن، به همین خاطر میگن نرم افزار فلوئنت cell based و سی اف ایکس node base هست.

در نرم افزار فلوئنت دست ما برای انتخاب حلگر بازه(حلگر مبتنی بر فشار، چگالی، کاپلد) ولی تو سی اف ایکس اینطور نیست (حلگر مبتنی بر فشار).

به طور کلی سی اف ایکس برای مسائل توربوماشین ها و آیرودینامیک توصیه میشه ولی فلوئنت برای رنج گسترده ای از مسائل مختلف کاربرد داره.

?در ویدیو زیر برای مقایسه نرم افزار فلوئنت با نرم افزار سی اف ایکس و روش های حل یک مسئله با هر دو نرم افزار رو می تونیم ببینیم.

مقایسه‌ی فلوئنت با کامسول

فلوئنت نرم افزار حجم محدود (Finite Volume) ولی کامسول نرم افزار المان محدود(Finite Element) !!!

کامسول نرم افزار چند فیزیکه ست، این یعنی: میتونه برای ترکیب مسائل مختلف الکترومغناطیس، شیمی، فیزیک و پیل های سوختی و ….. استفاده بشه ولی فلوئنت برای تحلیل سیالاتی مناسب تره، این نرم افزار برخلاف فلوئنت نیازی به پیش پردازنده نداره یعنی درون محیط این نرم افزار میتونید هندسه تون رو مش با سازمان یا بی سازمان بزنید ولی در فلوئنت مش رو با نرم افزارهایی مثل گمبیت، آی سی ام و …. باید تولید کرد.

فلوئنت برعکس کامسول جریان های توربولانس رو با مدل های بیشتر و پیشرفته تری شبیه سازی میکنه ولی کامسول در انتخاب مدل توربولانسی (مدل های استاندارد کا اپسیلون و کاامگا) محدودیت داره.

 

منتشرشده در

سیکلون

آشنایی با سیکون‌ها (جداسازها)

جدا کننده سیکلون دستگاه­های جداسازی هستند که با استفاده از اصل اینرسی ذرات معلق در گازهای دودکش، هوا یا بخار مایع را بدون استفاده از فیلتر حذف می­کند. اینرسی یا لختی خاصیتی از یک جسم است که در برابر تغییر سرعت و یا تغییر جهت حرکت جسم مقاومت می­کند. هرچه جرم یک جسم بیشتر، لختی یا اینرسی آن بیشتر است. این جداکننده­ها به پیش تمیز کننده نیز معروف هستند. پیش تمیز کننده دستگاهی است که در سیستم ورودی موتور قبل از دستگاه تمیز کننده هوا نصب شده است و بیشتر خاک و آلودگی هوای ورودی را از بین میبرد. یک جریان چرخشی با سرعت بالا در یک ظرف استوانه­ای یا مخروطی ایجاد میشود. قبل از اینکه ذرات از مسیر مستقیمی که در وسط و بالای سیکلون قرار دارد خارج شود، جریان به صورت مارپیچ از قسمت بالایی و عریض سیکلون به سمت انتهاییِ باریک پایین سیکلون پیشروی میکند. ذرات بزرگتر و چگالتر در جریان­های چرخشی متحمل نیروی اینرسی زیادی میشوند به طوریکه نمیتوانند مسیر باریک جریان که یک منحنی است را دنبال کنند و در نتیجه به دیواره­های بیرونی برخورد کرده و به انتهای سیکلون سقوط میکنند که در آنجا میتوان این ذرات را جدا کرد.

سیکلون فلوئنت
نمونه‌ای از سیکلون در صنعت

مدلسازی به روش فاز گسسته با استفاده از انسیس فلوئنت برای یک جداکننده سیکلونی

در این پروژه، یک جداکننده سیکلونی در نظر گرفته شده است که قرار است با استفاده از مدل فاز گسسته (DPM) انسیس فلوئنت آن را مورد بررسی قرار دهیم. ما شبیه سازی خود را با استفاده از ذراتی از جنس آنتراسیت (Anthracite) انجام می دهیم، آنتراسیت نوعی زغال سنگ است که حاوی کربن نسبتاً خالص است و با شعله و دود کمی میسوزد. سیال ورودی هم آب در نظر گرفته شده است. این شبیه سازی با در نظر گرفتن ۴ حالت مختلف برای شرایط مرزی انجام شده است ( بازگشت ذرات (reflect)، به دام انداختن (trap)، فرّار بودن (escape) و جت دیواره (Walljet)) و همچنین در حالتی که ذرات بعد از برخورد با سطح بازگشت دارند (reflect) تعداد ذراتی که از ناحیه ورودی عبور میکنند متغیر هستند.

هدف­ ما از این شبیه­ سازی :

  1. تجزیه و تحلیل کردن ۴ حالت مختلف برای شرایط مرزی در ورودی (بازگشت ذرات (reflect)، به دام انداختن (trap)، فرار کردن (escape) و جت دیواره (Walljet))
  2. تغییر دادن تعداد ذرات ورودی با استفاده از شرط مرزی بازگشت ذرات
  3. انجام فرآیند پس­پردازش و نتیجه­گیری از جواب­های بدست آمده

شکل سمت چپ مدل اصلی میباشد که شامل جداکننده سیکلونی و قاب نگهدارنده آن میباشد. برای شروع تحلیل باید حجم مایع را از داخل جداکننده سیکلونی خارج کنیم (شکل سمت راست).

طراحی سیکلون در اِسپِیس کِلِیم

 

در جهت تولید شبکه از المات‌های چهاروجهی استفاده شده است که به منظور بررسی استقلال از شبکه، می‌توان تراکم شبکه را کم و زیاد کرده و نتایج حاصل را با هم مقایسه کرد.

تولید شبکه برای سیکلون
شبکه بندی سیکلون

تنظیمات مربوط به شبیه سازی سیکلون (جداساز) در نرم افزار انسیس فلوئنت به شرح زیر است:

  1. حل به صورت پایا
  2.  حلگر فشار مبنا
  3. شتاب جاذبه فعال
  4. مدل آشفتگی RNG K epsilon
  5. جنس ماده‌ی تزریق شده: زغال سنگ
  6. سرعت جریان ورودی ۳ متر بر ثانیه
  7. قطر ذرات تزریق شده: ۵ میکرومتر
  8. نحوه تزریق: از سطح ورودی
  9. مقداردهی اولیه : به روش استاندارد و از مرز ورودی

زمان ذرات نشان داده شده در شکل­های زیر در واقع مدت زمان اقامت ذرات را بر حسب ثانیه نشان میدهد. این شکل­ها اطلاعات خارج شده از حل مسئله بوسیله نرم­افزار فلوئنت میباشد. این اطالاعت وارد بخش پس­پردازشی شده و ردیابی مسیر حرکت ذرات نشان داده شده است. با تغییر در سایز شبکه تعداد مسیرهای حرکات ذرات متفاوت است. به این معنا که هرچه شبکه ریزتر باشد میتوان ذرات ردیابی شده بیشتری را مورد بررسی قرار داد و اگر شبکه درشت باشد ذرات کمتری را میتوان ردیابی کرد.

ترسیم طرحواره سرعت با استفاده از Vortex Core Region در نرم­افزار CFD-Post

با استفاده از مدل ویسکوز k-epsilon که در جریان­های چرخشی دقت بسیار بالایی دارد، توانستیم حرکت پیچشی جریان را با به نمایش در آوردن طرحواره سرعت در نواحی داخلی جداکننده، مشاهده کنیم.

طرحواره فشار

با یک توزیع فشار غیریکسان در داخل جداکننده روبرو هستیم، در نواحی ورودی و مخروطی جداکننده که جزء مناطق با فشار بالا هستند، ذرات چگال­تر به دیواره­ها ضربه وارد میکنند و از آنجاییکه به دیواره­ها نزدیک هستند باعث بروز فرسایش در آن نواحی میشوند.

کانتور فشار در سیکلون
منتشرشده در

معرفی محیط های طراحی مدل در انسیس

گمبیت برنامه ای ساده و کاربردی جهت طراحی و شبکه بندی مدل های فیزیکی می باشد. هم چنین می توان با وارد کردن هندسه ایجاد شده توسط سایر نرم افزارهای CAD/CAE و ایجاد تغییرات و تولید مش از این نرم افزار استفاده کرد.

💬 توضیحات:
آخرین ورژن این نرم افزار Gambit 2.4.6 که مربوط به شرکت ANSYS Inc است. تا چند سال پیش نرم افزار گمبیت مورد استفاده اکثر مهندسان سیالاتی بود تا اینکه شرکت انسیس امتیاز نرم افزار فلوئنت رو خریداری کرد و در ادامه اقدام به طراحی محیط دیزاین مُدلر و مشینگ نمود و به همین دلیل بسیاری از مهندسان به سمت محیط جدید طراحی شده در انسیس روی آوردند.

با این حال نرم افزار گمبیت نسبت به نرم افزار انسیس دو مزیت داره:
۱) برای اجرای نرم افزار انسیس باید کامپیوتری با رم و پردازنده قوی داشته باشید.
۲) یادگیری و کار با محیط های جدید طراحی مدل و مشینگ انسیس بسیار پیچیده تر از گمبیت است.

اگر می خواین کارتون سریع راه بیفته و فرصت کمی دارید ما این نرم افزار رو پیشنهاد می کنیم.

 برای دانلود نرم افزار گمبیت از سرور اختصاصی فلوئنت دینامیک سیالات محاسباتی روی لینک زیر کلیک کنید:

 

دانلود نرم افزار گمبیت

 

رمز فایل فشرده آدرس سایت می‌باشد.

برای استفاده از نرم افزار گمبیت تاریخ ویندور خود را به سال ۲۰۱۶ تغییر دهید.


تفاوت های دو محیط مدل سازی دیزاین مُدِلِر و اِسپِیس کِلِیم در انسیس

💬 مزایا و معایب DesignModeler

✅ مزایا
۱) نمودار درختی جزئی تر برای مدل سازی
(بعضی مواقع ایجاد مشکل می کند)

۲) اتصال دو جسم که با هم اتصال ندارند

۳) ایجاد اتصالات چندگانه بین سطوح

❌ معایب
۱) ایجاد خطا در بازگشت به محیط مدل سازی و ایجاد تغییرات

۲) رابط گرافیکی نامناسب

۳) احتمال بروز مشکل در فراخوانی مدل

۴) مدت زمان نامناسب برای ایجاد دستورات مدل سازی

?مزایا و معایب SpaceClaim?

✅ مزایا
۱) کم شدن بروز خطا در فراخوانی مدل

۲) کلی تر بودن نمودار درختی مدل سازی

۳) رابط گرافیکی بسیار مناسب

❌ معایب
۱) مشکلات در نمایش اتصالات و تماس

۲) عدم نمایش اندازه ها در اتصالات جسم ها

در مجموع از محیط DesignModeler بیشتر استفاده می شود. با این که رابط کاربری Spaceclaim بسیار مناسب تر است، اما هنوز نیاز به پیشرفت دارد تا بتواند با نرم افزارهایی مانند Solidworks و… رقابت کند.

منبع: مقاله ی سایت صفر تا قهرمان

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.