دینامیک سیالات محاسباتی cfd

شبیه‌سازی‌ دینامیک سیالات محاسباتی (CFD)

خصوصیات فیزیکی جریان یک سیال به وسیله ۳اصل اساسی کنترل می شود: .۱-اصل بقای جرم.۲-قانون دوم نیوتن.۳بقای انرژی.این سه اصل فیزیکی را می توان برحسب معادلات بر پایه ی ریاضی بیان نمود که در عمومی ترین حالت معادلات فرم انتگرالی و دیفرانسیلی دارند.CFD هنر جایگزین کردن انتگرالها و مشتقات جزیی با عبارات ساده جبری است.این معادلات در فرم جدید قابل حل بوده و جوابهای عددی برای مشخصه های میدان جریان در نقاط مشخص از زمان و فضا ارائه می دهند.محصول نهایی CFDمجموعه ای از اعداد است در حالی که راه حل های تحلیلی به فرم بسته ای منجبر می شود.البته آنچه که رشد CFD را هموار ساخته پیشرفت در ساخت کامپیوترها با سرعت های بالا پردازنده ها است.راه حل های CFDمعمولا مستلزم دستکاری مکرر چندین هزار حتی چندین میلیون عدد است،کاری که با دست و بدون کامپیوتر امکان پذیر نیست.بنابر این پیشرفت CFDو کاربردهای آن در مورد مسائلی با جزییات و پیچیدگی ها بیشتر نهایتا به پیشرفت در سخت افزار کامپیوتر مربوط می شود مخصوصا به ظرفیت حافظه و سرعت عملیات.

از این روست بیشتر نیرو برای بهتر ساختن سوپر کامپیوتر ها توسط جامعه CFDاعمال می شود. از لحاظ سلسه مراتب،دینامیک سیالات محاسباتی ُ بعد سومی را ارائه می کند و نه بیش از آن. CFD با ظرافت و هم آهنگی دو تئوری محض و آزمایش محض را بهم نزدیک میکند ولی هرگز جایگزین یکی از آن دو بعد نمی شود.تئوری و آزمایش همیشه مورد نیاز است.پیشرفت آینده دینامیک سیالات بستگی به موازنه ی صحیح این سه عامل خواهد داشت،بطوریکه CFD به تفسیر و تفهیم نتیجه تئوری و آزمایش کمک می کند. CFDبر پایه معادلات مشخصه دینامیک سیالات استوار است،این معادلات شامل بقای جرم،ممنتوم و انرژی است.همچنین در قبل تر بیان شده CFDجای گذاری عبارت جبری جای معادلات انتگرالی و دیفرانسیلی معادلات نام برده است.شبیه‌سازی جریان‌های آرام و آشفته همراه انتقال حرارت بین سیال و محیط اطراف، بین دو صفحه‌ی موازی بافل‌دار توسط نرم‌افزار Gambit و Fluent به منظور تعیین پروفایل‌های دما و سرعت سیال همچنین تعیین عدد بدون بعد ناسلت و ضریب درگ انجام میشود. (بیشتر…)