ssh3614
Registered User
- تاریخ عضویت
- 22 ژانویه 2017
- نوشته‌ها
- 311
- لایک‌ها
- 380
CFD چيست؟
بطور كلي روشهاي پيشگويي يك پديده فيزيكي به دو قسمت عمده تقسيم مي‌شود:
· روش تجربي (آزمايشگاهي)
· روش تئوري
در روشهاي تئوري ابتدا با مشاهده پديده فيزيكي به بيان معادلات ديفرانسيل مربوط پرداخته و پس از آن به معادلات جبري حاكم بر مسأله مي‌پردازيم. مشكلي كه وجود دارد اين است كه بر خلاف پديده‌هايي كه براي آنها مدل رياضي مناسبي ارائه شده‌اند پديده‌هايي نيز وجود دارند كه هنوز مدل رياضي مناسبي براي آنها يافت نشده است.
در اينجاست كه استفاده از روشهاي عددي بعنوان يك راه سوم براي حل مسائل جريان سيال جاي خود را باز مي‌كند. بنابراين در يك تقسيم‌بندي ديگر مي‌توان ديناميك سيالات را به سه بخش تقسيم كرد:
· ديناميك سيالات تجربي
· ديناميك سيالات تئوري
· ديناميك سيالات محاسباتي
ديناميك سيالات محاسباتي يا CFD(Computational Fluid Dynamics) عبارت از تحليل سيستمهاي شامل جريان سيال، انتقال حرارت و پديده‌هاي همراه، نظير واكنشهاي شيميايي براساس شبيه سازي كامپيوتري مي‌باشد.
CFD روش بسيار توانايي مي‌باشد ، بطوريكه طيف وسيعي از كاربردهاي صنعتي و غيرصنعتي را در بر مي‌گيرد. برخي مثالها عبارتند از:
آئروديناميك هواپيما و وسائل نقليه وهيدروديناميك كشتيها
· نيروگاه: احتراق در موتورهاي IC و توربيينهاي گاز
· توربوماشين: جريانهاي داخل گذرگاههاي دوار، پخش كننده ها و غيره
· مهندسي برق و الكترونيك، خنك كاري دستگاههايي كه داراي مدارهاي ريز مي‌باشند.
· مهندسي فرآورده‌هاي شيميايي: اختلاط جداسازي شكل گيري پليمر
· مهندسي محيط زيست: توزيع آلودگي و جريانهاي گذرا
· مهندسي پزشكي: جريان خون عبوري از رگها
· هواشناسي پيش بيني وضع هوا
· و ...
از سالهاي 1960 به بعد صنعت هوافضا روشهاي CFD را در طراحي، تحقيق توسعه وساخت موتورهاي هواپيما و جت بكار گرفته است.
اخيراً روشهايي براي طراحي موتورهاي احتراق داخلي و محفظه‌هاي احتراق توربينهاي گاز وكوره بكار مي‌رود. بعلاوه سازندگان موتورهاي وسايل نقليه همه روزه با استفاده از CFD نيروهاي مقاوم ناشي از جريان هوا روي بدنه و محيط داخل اتومبيل را پيش بيني مي‌كنند. لذا CFD بطور فزاينده‌اي بصورت يك جزء اساسي در طراحي توليدات صنعتي و فرآورده‌ها درآمده است.
بعلاوه CFD در طراحي سيستمهاي سيالاتي چند مزيت منحصر به فرد نسبت به روشهاي تجربي دارد:
كاهش اساسي در زمان و قيمت طراحيهاي جديد
توانايي مطالعه سيستمهايي كه انجام آزمايشات روي آنها مشكل و يا غير ممكن است.
توانايي مطالعه سيستمها تحت شرايط تصادفي و بالاتر از حدود معمول آنها
سطح جزئيات نتايج بسيار زياد مي‌باشد.
امروزه پروژه های بسیاری با استفاده از این مبحث در زمینه های مهندسی و مهمتر از آنها در تجهیزات نظامی و هوافضا استفاده می شود .
نمونه ای از پروژه حل عددی یه همانCFD http://yon.ir/TQf5f
بطور كلي روشهاي پيشگويي يك پديده فيزيكي به دو قسمت عمده تقسيم مي‌شود:
· روش تجربي (آزمايشگاهي)
· روش تئوري
در روشهاي تئوري ابتدا با مشاهده پديده فيزيكي به بيان معادلات ديفرانسيل مربوط پرداخته و پس از آن به معادلات جبري حاكم بر مسأله مي‌پردازيم. مشكلي كه وجود دارد اين است كه بر خلاف پديده‌هايي كه براي آنها مدل رياضي مناسبي ارائه شده‌اند پديده‌هايي نيز وجود دارند كه هنوز مدل رياضي مناسبي براي آنها يافت نشده است.
در اينجاست كه استفاده از روشهاي عددي بعنوان يك راه سوم براي حل مسائل جريان سيال جاي خود را باز مي‌كند. بنابراين در يك تقسيم‌بندي ديگر مي‌توان ديناميك سيالات را به سه بخش تقسيم كرد:
· ديناميك سيالات تجربي
· ديناميك سيالات تئوري
· ديناميك سيالات محاسباتي
ديناميك سيالات محاسباتي يا CFD(Computational Fluid Dynamics) عبارت از تحليل سيستمهاي شامل جريان سيال، انتقال حرارت و پديده‌هاي همراه، نظير واكنشهاي شيميايي براساس شبيه سازي كامپيوتري مي‌باشد.
CFD روش بسيار توانايي مي‌باشد ، بطوريكه طيف وسيعي از كاربردهاي صنعتي و غيرصنعتي را در بر مي‌گيرد. برخي مثالها عبارتند از:
آئروديناميك هواپيما و وسائل نقليه وهيدروديناميك كشتيها
· نيروگاه: احتراق در موتورهاي IC و توربيينهاي گاز
· توربوماشين: جريانهاي داخل گذرگاههاي دوار، پخش كننده ها و غيره
· مهندسي برق و الكترونيك، خنك كاري دستگاههايي كه داراي مدارهاي ريز مي‌باشند.
· مهندسي فرآورده‌هاي شيميايي: اختلاط جداسازي شكل گيري پليمر
· مهندسي محيط زيست: توزيع آلودگي و جريانهاي گذرا
· مهندسي پزشكي: جريان خون عبوري از رگها
· هواشناسي پيش بيني وضع هوا
· و ...
از سالهاي 1960 به بعد صنعت هوافضا روشهاي CFD را در طراحي، تحقيق توسعه وساخت موتورهاي هواپيما و جت بكار گرفته است.
اخيراً روشهايي براي طراحي موتورهاي احتراق داخلي و محفظه‌هاي احتراق توربينهاي گاز وكوره بكار مي‌رود. بعلاوه سازندگان موتورهاي وسايل نقليه همه روزه با استفاده از CFD نيروهاي مقاوم ناشي از جريان هوا روي بدنه و محيط داخل اتومبيل را پيش بيني مي‌كنند. لذا CFD بطور فزاينده‌اي بصورت يك جزء اساسي در طراحي توليدات صنعتي و فرآورده‌ها درآمده است.
بعلاوه CFD در طراحي سيستمهاي سيالاتي چند مزيت منحصر به فرد نسبت به روشهاي تجربي دارد:
كاهش اساسي در زمان و قيمت طراحيهاي جديد
توانايي مطالعه سيستمهايي كه انجام آزمايشات روي آنها مشكل و يا غير ممكن است.
توانايي مطالعه سيستمها تحت شرايط تصادفي و بالاتر از حدود معمول آنها
سطح جزئيات نتايج بسيار زياد مي‌باشد.
امروزه پروژه های بسیاری با استفاده از این مبحث در زمینه های مهندسی و مهمتر از آنها در تجهیزات نظامی و هوافضا استفاده می شود .
نمونه ای از پروژه حل عددی یه همانCFD http://yon.ir/TQf5f
