مراحل حل مسائل CFD

مراحل كاري تمام برنامه‌هاي CFD از جمله FLUENT بصورت زير مي‌باشد:

       Define Geometry                       

Mesh Generation

Steady / Unsteady Flow

Laminar / Turbulent Flow

2D/3D Flow

Single / Multi Phase Flow

Compressible / Incompressible

Heat Transfer (Energy equation)

Material Properties

Boundary Condition

Solver(Phoenics,Fluent,Star-CD,Flow3D&…)

 

معتبر سازی نتایج CFD:

برای اینکه از اعتبار محاسبات CFD اطمینان حاصل کنیم و بتوانیم از این نتایج استفاده کنیم باید نتایج محاسبات CFD با نتایج عملی و آزمایشگاهی مطابقت داده شود تا در صورت کم بودن خطا از آنها استفاده گردد.

اگر نتایج آزمایشگاهی برای مقایسه موجود نباشد باید از روش های زیر برای معتبر سازی نتایج استفاده کرد:

1) آزمایش های قبلی انجام گرفته برای پروژه های مشابه.

2) مقایسه بین حل تحلیلی جریان های مشابه ولی ساده تر

3) مقایسه با نتایج حاصل از مقاله های معتبر علمی

شاید این سوال مطرح شود که اگر باید نتایج حل فلوئنت معتبر سازی گردد پس چه نیازی به حل عددی ونرم افزار است؟ جواب این است که ما فقط برای یک حالت عملکردی مساله نتایج را معتبر سازی می کنیم ولی می توان برای حالت های عملکردی دیگر و متنوع بدون معتبر سازی از نتایج CFD با اطمینان استفاده کرد. به طور مثال ممکن است جریان پمپ در یک دبی و فشار مشخص با CFD تحلیل شود، اگر درا ین شرایط بتوانیم با انجام آزمایش صحت محاسبات CFD را اثبات کنیم آنگاه میتوان برای این پمپ در هر دبی وفشار دلخواهی با اطمینان از نتایج CFD استفاده نماییم.

 

توضيح سازگاري و پايداري

فهم مناسب الگوريتم حل عددي نيز يك مسئله مهم است. سه ايده رياضي در مشخص كردن كارايي يا عدم كارايي هر يك از الگوريتم ها مفيد است:

·                     همگرايي

·                     سازگاري

·                     پايداري

همگرايي خاصيتي از روش عددي براي بدست‌آوردن جوابي است كه به حل دقيق نزديك مي‌باشد، بطوريكه فاصله شبكه اندازه حجم كنترل يا المان به صفر ميل مي‌كند طرحهاي عددي سازگار دستگاهي از معادلات جبري را ايجاد مي‌كند كه مي‌توان نشان داد، با معادله حاكم اصلي زماني كه فاصله شبكه به سمت صفر ميل مي‌كند معادل باشد، پايداري در روش عددي با ميرايي خطاها همراه مي‌باشد.

اگر يك روش پايدار نباشد، حتي با گرد كردن خطاها در داده‌هاي اوليه،‌‌موجب واگرايي يا نوسانات زياد گردد.

روش های حل CFD

روش های حل CFD

روش های حل  CFDعبارتند از: تفاضل محدود، المان محدود، حجم محدود و روش طیفی:

روش تفاضل محدود: در این روش معادلات دیفراسیل پاره ای در مکانیک سیالات و انتقال حرارت را به همان صورت دیفرانسیلی در نظر می گیریم و با استفاده از بسط تیلور این معادلات را تقریب می زنیم تا تبدیل به یک سری از معادلات جبری بنام معادلات تفاضل محدود شوند.

ادامه نوشته

CFD چيست؟

بطور كلي روشهاي پيشگويي يك پديده فيزيكي به دو قسمت عمده تقسيم مي‌شود:

·                     روش تجربي (آزمايشگاهي)

·                     روش تئوري

ادامه نوشته