توضیحات
شبیه سازی آموزشی شبیه سازی تشعشع و جابجایی یک استوانه با فلوئنت
فهرست
مقدمه………………………………..4
آشنایی با CFD………………5
معرفی نرم افزار فلوئنت………………………13
مقدمه ای بر نرم افزار گمبیت…………………….21
شبیه سازی جریان در زانویی با استفاده از فلوئنت…………….25
شرح پروژه…………………………………38
آشنایی با CFD
به طور كلي روشهاي پيشگويي يك پديدة فيزيكي به دو قسمت عمده تقسيم مي شوند:
- روش تجربي( آزمايشگاهي)
- روش تئوري
در روشهاي تئوري، ابتدا با مشاهدة پديدة فيزيكي، به بيان معادلات ديفرانسيل مربوطه و پس از آن به معادلات جبري حاكم بر مسئله پرداخته مي شود. مشكلي كه وجود دارد اين است كه بر خلاف پديده هايي كه براي آنها مدل رياضي مناسبي ارائه شده اند(نظير جريان آرام) ، پديده هايي نيز وجود دارند كه هنوز مدل رياضي مناسبي براي آنها يافت نشده است(نظير جريانات دو فاز.) در اينجاست كه استفاده از روشهاي عددي بعنوان يك راه سوم براي حل مسايل جريان سيال جاي خود را باز مي كند . بنابر اين در يك تقسيم بندي ديگر مي توان ديناميك سيالالات را به سه بخش تقسيم كرد :
- ديناميك سيالات تجربي
- ديناميك سيالات تئوري
ديناميك سيالات محاسباتي
دینامیک سیالات محاسباتی یا سی اِف دی ((Computational fluid dynamics (CFD) یکی از بزرگ‌ترین زمینه‌هایی است که مکانیک قدیم را به علوم رایانه و توانمندی‌های نوین محاسباتی آن در نیمه ی دوّم قرن بیستم و در سده ی جدید میلادی وصل می‌کند.
سرگذشت پیدایش و گسترش دینامیک سیّالات محاسباتی را نمی‌توان جدای از تاریخ اختراع، رواج، و تکامل کامپیوترهای ارقامی نقل کرد. تا حدود انتهای جنگ جهانی دوٌم، بیشتر شیوه‌های مربوط به حلّ مسائل دینامیک سیالات از طبیعتی تحلیلی یا تجربی برخوردار بود. همچون تمامی نوآوری‌های برجسته ی علمی، در این مورد هم اشاره به زمان دقیق آغاز دینامیک سیّالات محاسباتی نامیسر است. در اغلب موارد، نخستین کار بااهمیت در این رشته را به ریچاردسون نسبت می‌دهند، که در سال1910 میلادی محاسبات مربوط به نحوه ی پخش تنش (stress distribution) در یک سد ساخته‌شده از مصالح بنّایی را به انجام رسانید.
در این کار ریچاردسون از روشی تازه موسوم به رهاسازی (relaxation) برای حلّ معادله ی لاپلاس استفاده نمود. او در این شیوه ی حلّ عددی، داده‌های فراهم‌آمده از مرحله ی پیشین تکرار (iteration) را برای تازه سازی تمامی مقادیر مجهول در گام جدید به کار می‌گرفت.
دینامیک سیالات محاسباتی یا CFD عبارتند از:
تحليل سيستمهاي شامل جريان سيال، انتقال حرارت و پديده هاي همراه، نظيرواكنشهاي شيميايي، بر اساس شبيه سازي كامپيوتري CFD روش بسيار توانايي مي باشد، به طوري كه طيف وسيعي از كاربرد هاي صنعتي و غير صنعتي را در بر مي گيرد. برخي مثالها عبارتند از:
آئروديناميك هواپيما و وسايل نقليه، مبدلهاي حرارتي، هيدروديناميك كشتيها، جريانهاي واكنشي، تاسيسات، حرارت مركزي و تهويه مطبوع، نيروگاه، احتراق درموتورهاي درونسوز وتوربينهاي گاز و …
يا به طور كلي بررسي هر فرايند و يا طراحي و ساخت هر تجهيزي كه به شكلي مرتبط با انتقال حرارت يا جريان سيال مي باشد.
مزایای CFD
CFD در طراحي سيستم هاي سيالاتي چند مزيت منحصر به فرد نسبت به روشهاي تجربي دارد:
1.كاهش اساسي در زمان و قيمت طراحي هاي جديد
- توانايي مطالعة سيستمهايي كه انجام آزمايشات روي آنها مشكل و يا غير ممكن مي باشد نظيرسيستمهاي خيلي بزرگ.
- توانايي مطالعة سيستمها تحت شرايط تصادفي و بالاتر از حدود معمول آنها
- سطح جزئيات نتايج بسيار زياد مي باشد.
طرز کار یک برنامه CFD
ساختار برنامه هاي CFD روش عددي است، الگوريتمهاي عددي شامل مراحل زير می باشند:
انتگرال گيري از معادلات حاكم بر جريان سيال روي تمام حجم هاي كنترل مربوط به ميدان حل گسسته سازي؛ شامل جايگذاري نوعي از تقريب هاي اختلاف محدود براي عبارتهاي داخل معادلة انتگرالي مي باشد، كه فرآيندهاي جريان مثل جابجايي، نفوذ و چشمه ها را نشان مي دهد. اين عمل معادلات انتگرالي را به يك سيستم معادلات جبري تبديل مي كند.
حل معادلات جبري با استفاده از يك روش تکرار.
ديدگاه حجم محدود بقاء محلي هر خاصيت از سيال را براي هر حجم كنترل تضمين مي كند. براي مثال يك مؤلفة سرعت يا انتالپي در داخل يك حجم كنترل را مي توان به صورت يك تساوي بين فرآيندهاي متفاوت كه منجر به افزايش يا كاهش آن مي شود نشان داد :
برنامه های CFD شامل روشهاي گسسته سازي مناسب، براي حل پديدهاي انتقالي مهم، جابجايي ) انتقال به دليل جريان سيال) نفوذ (انتقال به دليل تغييرات متغير از نقطه اي به نقطة ديگر) وهمچنين عبارات چشمه (همراه با توليد يا اتلاف متغير) و نرخ تغيير نسبت به زمان مي باشند.همچنين پديده هاي فيزيكي اساسي، پيچيده و غير خطي مي باشند بنابراين يك روش حل تكرار مورد نياز است.
سه ايده رياضي در مشخص كردن كارايي يا عدم كارايي هر يك از الگورتيمها مفيد است:
- همگرايي convergency
- سازگاري consistency
- پايداري .stability
همگرايي، خاصيتي از روش عددي براي به دست آوردن جوابي است كه به حل دقيق نزديك مي باشد، بطوري كه فاصله شبكه، اندازة حجم كنترل يا المان به صفر ميل مي كند.طرح هاي عددي سازگار، دستگاهي از معادلات جبري را ايجاد مي كند، كه مي توان نشان داد با معادلة حاكم اصلي زماني كه فاصله شبكه به سمت صفر ميل مي كند، معادل مي باشد .پايداري در روش عددي با ميرايي خطاها همراه مي باشد. اگر يك روش پايدار نباشد، حتي با گرد كردن خطاها در داده هاي اوليه، مي تواند موجب واگرايي يا نوسانات زياد گردد.
مراحل كاري تمام برنامه هاي CFD از جمله Fluent به شرح زیر می باشند:
- تعريف هندسه
- توليدشبكه بندي
- جريان پايدار نا پايدار
- جريان آرام آشفته
- جريان دو بعدي يا سه بعدي
- جريان تك فازي چند فازي
- تراكم پذير تراكم ناپذير
- انتقال حرارت (معادلة انرژي)
- خواص مواد
- شرايط مرزي
شبیه سازی آموزشی شبیه سازی تشعشع و جابجایی یک استوانه با فلوئنت توسط کارشناسان گروه ۱.۲.۳ پروژه پیاده سازی گردیده است.فایلهای پروژه به صورت کامل پس از خرید فایل بلافاصله در اختیار شما قرار خواهد گرفت.
سفارش پروژه مشابه
درصورتیکه این پروژه دقیقا مطابق خواسته شما نمی باشد، با کلیک بر روی کلید زیر پروژه دلخواه خود را سفارش دهید.
دیدگاهها
هیچ دیدگاهی برای این محصول نوشته نشده است.