رفتن به مطلب

ارسال های توصیه شده

دینامیک محاسباتی سیّالات یا سی‌اِف‌دی ((Computational fluid dynamics (CFD) یکی از بزرگ‌ترین زمینه‌هایی‌ست که مکانیک قدیم را به علوم رایانه و توانمندی‌های نوین محاسباتی آن در نیمهٔ دوّم قرن بیستم و در سدهٔ جدید میلادی وصل می‌کند.

 

سرگذشت پیدایش و گسترش دینامیک محاسباتی سیّالات 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 برجستهٔ علمی، در این مورد هم اشاره به زمان دقیق آغاز دینامیک محاسباتی سیّالات نامیسر است. در اغلب موارد، نخستین کار بااهمیت در این رشته را به ریچاردسون نسبت می‌دهند، که در سال ۱۹۱۰ (میلادی) محاسبات مربوط به نحوهٔ 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 معادلهٔ لاپلاس استفاده نمود. او در این شیوهٔ حلّ عددی، داده‌های فراهم‌آمده از مرحلهٔ پیشین تکرار (iteration) را برای تازه‌سازی تمامی مقادیر مجهول در گام جدید به کار می‌گرفت.

 

در این روش با تبدیل معادلات دیفرانسیل پاره‌ای حاکم بر سیالات به معادلات جبری امکان حل عددی این معادلات فراهم می‌شود. با تقسیم ناحیه مورد نظر برای تحلیل به المان‌های کوچک‌تر و اعمال شرایط مرزی برای گره‌های مرزی با اعمال تقریب‌هایی یک دستگاه معادلات خطی بدست می‌آید که با حل این دستگاه معادلات جبری، میدان سرعت، فشار و دما در ناحیة مورد نظر بدست می‌آید. با استفاده از نتایج بدست آمده از حل معادلات می‌توان برآیند نیروهای وارد بر سطوح، ضرایب برا و پسا و ضریب انتقال حرارت را محاسبه نمود.

 

در دینامیک محاسباتی سیّالات از روشها و الگوریتمهای مختلفی جهت رسیدن به جواب بهره می‌برند، ولی در تمامی موارد، دامنه مساله را به تعداد زیادی اجزاء کوچک تقسیم می‌کنند و برای هر یک از این اجزاء مساله را حل می‌کنند. پس از رسم یک ۱۰۰ ضلعی منتظم مشاهده خواهیم نمود که شکل حاصل مشابه دایره است. با افزایش تعداد اضلاع این شباهت بیشتر خواهد شد. در حقیقت این پدیده در مبحث سی‌اِف‌دی نیز مفهوم خواهد داشت.

 

روش‌های عددی مورد استفاده

روش المان‌های محدود

روش احجام محدود

روش تفاضلات محدود

روش‌های طیفی

 

در میان این روش‌ها روش احجام محدود دارای کاربرد بیشتری به خصوص در مدل سازی جریان‌های تراکم ناپذیر می‌باشد. بیشتر نرم‌افزارهای تجاری در زمینه دینامیک محاسباتی سیّالات نیز بر مبنای این روش بسط و توسعه یافته اند.

 

 

اکنون روش دینامیک محاسباتی سیالات جای خود را در میان روش‌های آزمایشگاهی و تحلیلی برای تحلیل مسائل سیالات و انتقال حرارت باز کرده‌است و استفاده از این روش‌ها برای انجام تحلیل‌های مهندسی امری عادی شده‌است.

 

دینامیک محاسباتی سیالات بصورت گسترده در زمینه‌های مختلف صنعتی مرتبط با سیالات، انتقال حرارت و انتقال مواد به کمک سیال بکار گرفته می‌شود. از جمله این موارد می‌توان به صنایع خودروسازی، صنایع هوافضا، توربوماشین‌ها، صنایع هسته‌ای، صنایع نظامی، صنایع نفت و گاز و انرژی و بسیاری موارد گسترده صنعتی دیگر اشاره نمود که دانش دینامیک محاسباتی سیالات به عنوان گره گشای مسائل صنعتی مرتبط تبدیل شده است.

لینک به دیدگاه

حل معادلات ناویه استوکس توسط روش حجم محدود و با کمک الگوریتم SIMPLE

محسن لاهوتی

 

Control Volume Solution of Navier-Stokes Equations using SIMPLE Algorithm By:Mohsen Lahooti

 

یکی از فراگیرترین الگوریتم ها در حل معادلات ناویه استوکس تراکم ناپذیر، الگوریتم SIMPLE می باشد که توسط D.B.Spalding ارائه شده است. دراین جزوه تئوری این الگوریتم به همراه روش اعمال آن در روش حجم محدود برای حل معادلات ناویه استوکس ارایه شده است.

لینک به دیدگاه

روشهای بررسی جریان تراکم پذیر

بخش اول:مقدمات ریاضی

محسن لاهوتی

Introduction to the mathematical preliminaries for Compressible fluid flow computation By:Mohsen Lahooti

 

از لینک های زیر دانلود نمایید

 

 

 

لینک به دیدگاه

حل معادلات ناویه – استوکس تراکم ناپذیر بر روی شبکه نامنظم

 

قسمت اول: گسسته سازی معادله ژنریک جریان

محسن لاهوتی

Solving incompressible Navier - Stokes equations on unstructured mesh Part I: Discretization of the generic equation By: Mohsen Lahooti

بسیاری از هندسه‌هایی که با آنها روبرو هستیم هندسه هایی با شکل‌های پیچیده می‌باشند. ایده اصلی روش‌های عددی مبنا‌شبکه‌ای در حالت کلی نمایش دادن هندسه موردنظر توسط اجزا کوچکتری است که اجتماع آنها هندسه اولیه را تولید می‌کند و سپس معادلات موردنظر بر روی این اجزا کوچکتر گسسته می‌شوند. زمانی که هندسه موردنظر شکل هندسی پیچیده‌ای باشد دیگر نمی‌توان آن را توسط شبکه مستطیلی متعامد تقسیم‌بندی کرد و بسته به دوبعدی یا سه‌بعدی بودن مسأله نیاز به استفاده از المان‌های(حجم کنترل‌های) غیرمتعامد چهارگوش، شش وجهی، مثلثی، هرمی و... برای گسسته‌سازی هندسه موردنظر می‌باشد. البته در حالاتی نیز می‌توان توسط نگاشت‌های مناسب هندسه پیچیده را به فضای محاسباتی ساده‌ای منتقل کرد اما این حالت، کلیت ندارد و در اینجا در مورد آن صحبت نمی‌کنیم. اصول گسسته‌سازی معادلات برای حجم‌کنترل‌های نامتعامد مانند مثلث و چهارگوش دلخواه و... همان اصولی است که در بحث‌های مقدماتی برای معرفی روش حجم کنترل بر روی شبکه منظم متعامد در کتب کلاسیک مورد بررسی قرار می‌گیرد. تنها تغییرات اندکی به دلیل نامتعامد بودن مرزهای حجم کنترل و...به منظور در نظر گرفتن شرایط جدید به آنها اضافه می‌شود. به هر حال در این متن برای توضیح نحوه گسسته‌سازی معادلات ناویه-استوکس تراکم‌ناپذیر بر روی شبکه پیچیده و نامنظم برای سادگی کار و در عین حال حفظ کلیت مطالب از معادله ژنریک ترانسپورت استفاده خواهیم کرد. این معادله شباهت بسیاری با معادلات ناویه-استوکس دارد و تنها تفاوتش وجود یک عبارت در ترم فشار و یک عبارت در ترم دیفیوژن است که در انتها به آنها خواهیم پرداخت.

 

لینک به دیدگاه

بررسي جريان در لوله از لحاظ گرمايي در جريان لايه‌اي و فراگير

میثم جولائیان

Flow of the pipe, the heat flow in layered and comprehensive By: Meisam Julaian

 

جريان داخلي، جرياني است كه در آن سيال توسط يك سطح محصور مي‌شود. از مثال‌هاي جريان داخلي مي‌توان جريان در گرم‌كننده و سرد‌كننده‌هاي شيميايي، تكنولوژي تبديل انرژي و كنترل محيط زيست نام برد. براي بررسي جريان‌هاي داخلي بايد موارد زير را بررسي نمود.

 

 

دریافت فایل آموزش

لینک به دیدگاه

مدلسازی جریان آشفته

محمد جدیدی

 

Turbulence Modeling By:Mohammad Jadidi

تمام جريانهايي كه در مهندسي عملي بحساب مي­آيند، اعم از موارد ساده نظير فواره­هاي دو­بعدي، دنباله­ها، جريان­هاي لايه مرزي لوله و صفحه تخت و يا موارد خيلي پيچيده سه­بعدي از يك عدد رينولدر معين بالاتر ناپايدار مي­باشد. در اعداد رينولدز پايين جريان آرام است. در اعداد رينولدز بالا مشاهده مي­شود كه جريان آشفته مي­شود، بطوريكه يك حالت تصادفي از حركت در جائيكه سرعت و فشار به­طور پيوسته درون بخش­هاي مهمي از جريان نسبت به زمان تغيير مي­كنند گسترش مي­يابد .

 

در این جزوه مقدمه ای درباره جریان های آشفته و بیان خصوصیات این جریان ها مدل های رایج برای شبیه سازی جریان های آشفته معرفی و بررسی شده اند.

لینک به دیدگاه

جریان های متلاطم با سطح مشترک

محمود چرمیان

 

Turbulent flows with a common level By: Mahmoud Charmiyan

بسیاری از جریان ها در طبیعت و در صنعت با سطوح آزاد و یا سطوح مادی درگیر هستند. محدوده کاربرد آنها از علوم محیطی، ژئوفیزیک، و فیزیک پایه تا مسائل مهندسی مختلف است. جریان های سیال با سطح مشترکبه آن دسته از جریان ها گفته می شود که دو سیال غیر حلال با خواص متفاوت در کنار یکدیگر حضور یابند و سطح مشترک نیز همان فصل جدائی دو سیال است که خواص در عبور از آن تغییر می کنند. به عبارت دیگر سطح مشترک مرز بین دو سیال است که بصورت ناپیوستگی چگالی، فشار و سایر خواص فیزیکی ظاهر می شود. در چنین جریان هایی، دو سیال در یکدیگر حل نمی شوند و عمل انتقال جرم در سطح مشترک صورت نمی گیرد. جریان با سطح آزاد حالت حدی سطح مشترک است که در آن تنش برشی در سطح آزاد ناچیز است و فشار در یک طرف از سیال تابعی از مکان نمی باشد. این دسته جریان ها بخش وسیعی از جریان های موجود در طبیعت می باشند.

 

interfaceflow.jpg

 

 

 

 

لینک به دیدگاه

شرائط مرزي و پارامترهاي آشفتگي در نرم افزار FLUENT

محمد جدیدی

 

Boundary conditions and turbulence parameters in FLUENT By: Mohammad Jadidi

 

يكي از مزيتهاي نرم‌افزار فلوئنت، جامع بودن شرائط مرزي موجود در اين نرم‌افزار مي‌باشد. خوشبختانه در اين نرم‌افزار، تقريباً تمامي شرائط مرزي موجود در نظر گرفته شده است. البته در نسخه 6 نرم‌افزار فلوئنت قابليتهاي جديدي در تعريف شرائط مرزي نسبت به نسخه 5.23 اين نرم‌افزار وجود دارد. در اين فصل سعي شده تا انواع شرائط مرزي موجود در اين نرم‌افزار بهمراه تئوري و راهكارهاي استفاده از آنها و همچنين قابليتهاي اضافه شده به نسخه 6 اين نرم‌افزار، بطور كامل تشريح گردد.

 

fluentturb.jpg

 

لینک به دیدگاه

بررسی قابلیت های نرم افزار ANSYS CFX در شبیه سازی جریان های توربولانس

امید ناظم پور

 

Capabilities of ANSYS CFX software to simulate the turbulence flow By: Omid Nazempour

 

 

در این قسمت قصد د اریم به شبیه سازی عددی یک جریان مغشوش با استفاده از مدلهای مغشوش موجود در نرم افزار Ansys CFX 12.0 بپردازیم. این نرم افزار دارای مدلهای بسیار متنوع برای مدلسازی انواع گوناگون جریان های مغشوش می باشد. ابتدا به شرح مدلهای توربولانس موجود در نرم افزار Ansys CFX 12.0 و کاربرد هریک می‌پردازیم و سپس به شبیه سازی یک مسئله نمونه می پردازیم.

مدلهای توربولانس برای پیش بینی اثرات اغتشاش در جریان سیال بدون نیاز به حل کوچکترین مقیاسهای توربولانس، بکار می روند. تعدادی از مدلها بر اساس معادلات ناویر استوکس متوسط گیری شده رینولدز (RANS) توسعه یافته اند. برخی از این مدلها کاربردهای ویژه ای دارند در حالی که تعدادی دیگر را می توان برای گروه وسیع تری از مسائل جریان سیال و با دقت های گوناگون بکار برد.

ansysturb.jpg

 

 

لینک به دیدگاه

ممنون spow حدود یکسال پیش دنبال همچین مطالبی بودم اگر تو این زمینه مطالبی دیگه ای هم داشتید چه ساده چه پیچیده قرار بدید

ما استقبال میکنیم و بسیار وبسیار ممنون میشیم:w16:

لینک به دیدگاه

حل عددی جریان توسعه یافته در لوله صاف هیدرولیکی به کمک نرم‌افزار fluent

علی مومنی

 

The numerical solution developed in the hydraulic tubeusing fluent software By: Ali Momeni

 

 

 

در این پروژه حل عددی سه حالت جریان در لولۀ صاف هیدرولیکی در شرایط توسعه یافته انجام شد و با بررسی شبکه عددی مسأله به این نتیجه رسیدیم که شبکه عددی مناسب، شبکۀ غیر یکنواختی با شکل سلول مستطیلی است که با آنالیز همگرایی شبکه تا درجۀ مشخصی ریز شده است. همچنین پس از توضیحات لازم مربوط به تنظیم نرم افزار ، شرایط مرزی مسأله بررسی شد و مشخص گردید که تغییرات اغتشاشات ورودی اثر چندانی بر جواب ها در ناحیۀ توسعه یافته نمی‌گذارد. در ادامه با حل جریان مغشوش با مدل های مختلف توربولانسی نتیجه شد که مدل‌هایی که از تابع دیوار اصلاح شده به همراه اصلاحات اثر رینولدز پایین استفاده می کنند دقیق ترین جواب را می دهند و در مورد این مسأله مدل یک معادله ای spalart-almaras بهینه ترین مدل از نظر دقت و هزینۀ محاسبات است. پس از حل سه حالت جریان با دو روش آرام و مغشوش به این نتیجه رسیدیم که مدل های مغشوش برای جریان آرام جواب قابل قبولی میدهند درحالی که روش آرام قادر به حل جریان مغشوش نیست ولی حالت گذرا را بهتر از حالت مغشوش حل می کند.

نتیجۀ کلی اینکه در مسائلی که هر سه حالت جریان در آن رخ می دهد، استفاده از مدل های توربولانسی تخمین مناسبی از جریان می دهد در حالی که روش آرام قادر به انجام این کار نیست.

 

 

 

لینک به دیدگاه

مقدمه‌ای بر سیستم نشانه گذاری عمومی در CFD

بردیا نظام زاده

 

Introduction to CFD General Notation System (CGNS) By: Bardia Nezamzadeh

CGNS یا سیستم نشانه گذاری عمومی CFD، بستری کلی، استاندارد، قابل حمل و قابل توسعه برای ذخیره سازی و بازیابی داده های حاصل از تحلیل مسائل سیالاتی با استفاده از روش های محاسباتی عددی (CFD) است. این شیوه، شامل مجموعه ای از قراردادها و همچنین نرم افزارهای رایگان و کد باز (که این قراردادها در آن ها پیاده سازی شده است)، می باشد. در این جزوه آموزشی، کلیات CGNS و همچنین نحوه استفاده از آن درکد نویسی و به صورت عملی مورد بررسی قرار خواهد گرفت.

 

لینک به دیدگاه

شبکه بندی دلانی روی ایرفویل

محمود چرمیان، حامد پاک نعمت

Delaunay mesh generation on the airfoil By: Mahmoud Charmyian, Hamed Paknemat

ایده روش دلانی بر اساس تعریف ناحیه Voronoi است که دیریکله در سال 1850 ارائه داد. یک ناحیه ورونیو، ناحیه ایست که مجموعه نقاطش به یک نقطه نزدیکتر از سایر نقاط باشد. در این آموزش الگوریتم روش دلانی در قالب مش زدن یک ایرفویل بررسی می شود.

 

delaunay.jpg

 

لینک به دیدگاه

حل دستگاه های معادلات خطی با استفاده از روش های چند شبکه ای

میثم جولائیان

Solving systems of linear equations using a multi-grid By:Meisam Julaian

در حل مسائل عددی گاهی با مسایلی روبرو می شویم که حل آنها منجر به حل یک دستگاه معادلات می گردد. برای حل دستگاه های معادلات روش های متفاوتی وجود دارد که از آن جمله می توان به روش هایی مانند روش ژاکوبی، روش گوس-سایدل و روش SOR را اشاره کرد.

همگرایی روش های ژاکوبی و GS بسیار کند می باشد. دلیل کند بودن همگرایی اینگونه روش ها، عدم توانایی آنها در حذف فرکانس های پایین تابع خطا میباشد. به عبارت دیگر سرعت انتشار اطلاعات در اینگونه روش ها بسیار پایین می باشد. معمولاً به اینگونه روش ها، روش های یکنواکننده نیز گفته می شود. برای جبران این مشکل معمولاً از روش های چند شبکه ای استفاده می شود .

 

multigrid.JPG

 

لینک به دیدگاه

مقدمه اي برتوابع ديواره و اثرات زبري بر لايه مرزي جريان مغشوش

محمد جدیدی

Introduction to wall functions and roughness effects on turbulent boundary layer By: Mohammad Jadidi

از آنجا که ديواره‌ها به‌عنوان منبع اصلي تشکيل ورتيسيته و توربولانس مي‌باشند و در نزديکي ديواره‌ها کميت هايي چون سرعت داراي گراديان شديد هستند، مدل کردن صحيح جريان در نزديکي ديواره اثر بسيار مهمي بر موفقيت آميز بودن حل ما دارد.

 

لینک به دیدگاه

تولید شبکه به روش معادلات پاره‌ای بیضوی

میثم جولائیان

Mesh Generation using elliptic partial equations By: Meisam Julaian

 

براي حل يك معادله‌ي ديفرانسيل پاره‌اي به صورت عددي، لازم است كه PDE مذكور را به يك سري معادلات اختلاف محدود تبديل نموده و سپس آن را حل كرد. براي انجام اين تبديل نياز به شبكه‌اي مي‌باشد كه PDE بر روي آن گسسته گردد. اين شبكه به فرم‌هاي متفاوتي مي‌تواند باشد كه با توجه به نوع مساله و فيزيك مساله انتخاب مي‌گردد. معمولاً مورد علاقه‌است كه شبكه‌ي محاسباتي به صورت چهارگوش در نظر گرفته شود( راحت بودن بيان كردن اختلاف محدود و اعمال شرايط مرزي در اين شبكه‌ها). به اين نوع شبكه‌، شبكه‌ي سازمان يافته گفته مي‌شود. گاهي اوقات كه شكل مساله داراي پيچيدگي‌هاي زيادي باشد از شبكه‌ي ديگري به نام شبكه‌‌ي غيرسازمان يافته استفاده مي‌گردد. سلول‌ها در اين نوع شبكه‌ها به‌صورت مثلث(2D)، هرم و چند وجهي(3D) مي‌باشند. توليد اين نوع شبكه پر هزينه‌تر از شبكه‌ي سازمان يافته مي‌باشد ولي از آنجاييكه داراي قابليت‌هاي منحصر به فردي در توليد شكل‌هاي پيچيده مي‌باشد، مورد توجه قرار گرفته‌است. در اين تحقيق تنها به بررسي شبكه‌هاي سازمان يافته پرداخته مي‌شود.

 

لینک به دیدگاه

آشنایی با روش Dissipative Particle Dynamics

سروش خواجه پور

 

Introduction to Dissipative Particle Dynamics By:Soroush khajepour

روشي مبنا ذره‌ای است که فيزيک سيال در مقياس مزوسکوپيک را شبيه سازي مي‌کند. در اين روش تعدادي از مولکول‌هاي (يا اتم‌هاي) سيال در کنار هم يک ذره را تشکيل مي دهند که بدان عمل درشت دانه‌ايمی‌گویند (شکل 1). اين ذرات سيال با قوانين خاصي بر هم کنش دارند و آزادانه در دامنه محاسباتي حرکت خواهند کرد. در نتيجه‌ي درشت دانه کردن، جزييات مولکولي را از دست خواهيم داد اما در عين حال اطلاعات ارزشمند مقياس مزوسکوپيک را مي‌توانيم از سيستم کسب کنيم. در حقيقت نسخه درشت دانه روش ديناميک مولکولي. است که ما را قادر مي سازد در مقياس طولي و زماني بزرگتري شبيه سازي کنيم.

 

 

dpd.jpg

 

لینک به دیدگاه

به گفتگو بپیوندید

هم اکنون می توانید مطلب خود را ارسال نمایید و بعداً ثبت نام کنید. اگر حساب کاربری دارید، برای ارسال با حساب کاربری خود اکنون وارد شوید .

مهمان
ارسال پاسخ به این موضوع ...

×   شما در حال چسباندن محتوایی با قالب بندی هستید.   حذف قالب بندی

  تنها استفاده از 75 اموجی مجاز می باشد.

×   لینک شما به صورت اتوماتیک جای گذاری شد.   نمایش به صورت لینک

×   محتوای قبلی شما بازگردانی شد.   پاک کردن محتوای ویرایشگر

×   شما مستقیما نمی توانید تصویر خود را قرار دهید. یا آن را اینجا بارگذاری کنید یا از یک URL قرار دهید.

×
×
  • اضافه کردن...