ویژگی های یک هندسه خوب برای دینامیک سیالات محاسباتی چیست؟

چگونه یک هندسه را برای تحلیل سیالاتی آماده کنیم

یکی از مهم‌ترین مراحل هر پروژه CFD، آماده‌سازی هندسه است. کیفیت هندسه تأثیر مستقیم روی دقت شبیه‌سازی، زمان حل و پایداری عددی دارد. آماده‌سازی هندسه شامل چند گام اصلی است:

نکات کلیدی برای انجام یک پروژه سیالاتی با ANSYS Fluent

انجام یک پروژه سیالاتی با ANSYS Fluent نیازمند برنامه‌ریزی منظم و رعایت مراحل فنی مشخص است تا نتایج شبیه‌سازی قابل اعتماد و کاربردی باشند. در ادامه مراحل و نکات کلی آورده شده است:

شبیه‌سازی انعکاس شوک در جریان مافوق صوت

انعکاس شوک یکی از پدیده‌های مهم در جریان‌های مافوق صوت است که در کاربردهای هوافضا، نازل‌های مافوق صوت و موتورهای رم‌جت اهمیت زیادی دارد. وقتی یک موج شوک با دیواره یا مانعی برخورد می‌کند، به دلیل ناگهانی بودن تغییر فشار و چگالی، جریان در ناحیه برخورد تغییر جهت داده و یک شوک بازتابی ایجاد می‌شود. نحوه تشکیل و رفتار این شوک‌ها به شرایط ورودی جریان، زاویه برخورد و هندسه سطح بستگی دارد.

شبیه سازی و تعیین نیرو های لیفت و درگ در جریان بر روی یک ایرفویل با مدل RAE 2822 با نرم افزار های فلوئنت و سی اف ایکس

طراحی یک ایرفویل یا ماهی‌واره در ظاهر شامل محاسبات هندسی ساده است، اما تعیین دقیق نیروهای لیفت و درگ پیچیده بوده و نیازمند تحلیل آیرودینامیکی دقیق می‌باشد. در تونل باد واقعی می‌توان این نیروها را با دقت بالا اندازه‌گیری کرد، اما هزینه و محدودیت‌های آزمایشی باعث می‌شود که در بسیاری از کاربردها از تونل باد عددی (CFD) استفاده شود.

در این پروژه، هدف ارزیابی عملکرد آیرودینامیکی یک ایرفویل و تحلیل توزیع سرعت، میدان ماخ و نیروهای آیرودینامیکی آن به‌منظور بهینه‌سازی طراحی و پیش‌بینی عملکرد پروازی بوده است.

تصویر یک ایرفویل در تونل بادی شبیه سازی شده و کانتور سرعت روی آن

شبیه سازی جریان در یک گودال (استوانه ) چرخان به دور مرکز با نرم افزار های فلوئنت و سی اف ایکس

شبیه سازی جریان در گودال در حال چرخش، با سرعت زاویه ای (برای مثال یک رادیان بر ثانیه)

سرعت چرخش سیال

برای سادگی محاسبات یک قاچ کوچک از استوانه را جدا می کنیم و سپس محاسبات را انجام می دهیم، قسمت سمت چپ مرکز استوانه است که حول آن چرخش انجام می شود.

شبیه‌سازی عددی توربین بادی و تحلیل آکوستیکی نویز پره‌ها با استفاده از CFD و آکوستیک محاسباتی

در این پروژه، عملکرد آیرودینامیکی یک توربین بادی سه‌پره و رفتار آکوستیکی ناشی از چرخش پره‌ها با استفاده از روش‌های دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) و آکوستیک محاسباتی مورد بررسی قرار گرفت. هدف از تحلیل، پیش‌بینی توزیع فشار روی پره‌ها، توان تولیدی، و نیز استخراج الگوهای تولید نویز آیرودینامیکی در سرعت‌های مختلف باد بود.

شبیه سازی شبیه سازی تاثیر جریان هوا بر ساختمان های بلند در فلوئنت و سی اف ایکس

در طراحی ساختمان‌های بلند، تحلیل رفتار جریان هوا از نظر بارهای سازه‌ای، آسایش حرارتی و آلودگی صوتی حیاتی است. شبیه‌سازی CFD به مهندسان امکان می‌دهد الگوهای پیچیده جریان حول ساختمان را در شرایط مختلف آب‌وهوایی پیش‌بینی کنند.