دوره مبانی نرم افزار CFD؛ ديناميک سيالات محاسباتی با Ansys Fluent

نرم افزار انسیس فلوئنت یکی از محبوب ترین و قدرتمندترین نرم افزارهای دینامیک سیالات محاسباتی(CFD) در زمینه‌ی شبیه سازی انواع مدل‌های فیزیکی می‌باشد و شما می‌توانید به کمک انجام پروژه با انسیس فلوئنت به راحتی نیاز خود را برطرف نمایید.

نرم‌افزار انسیس فلوئنت تا نسخه ۶٫۳ محصول شرکت FLUENT Inc بود. اما بعد از خریداری نرم‌افزار در سال ۲۰۰۶ توسط شرکت ANSYS Inc، به ANSYS FLUENT تغییر نام داد و در سال ۲۰۰۹ از نسخه ۶٫۳ به نسخه ۱۲ ارتقاء پیدا کرد. در حال حاضر نسخه ۲۰۲۱ نرم افزار انسیس فلوئنت با مجوز رسمی شرکت انسیس به صورت رایگان و قابل دانلود از سایت انسیس در اختیار کاربران سراسر جهان قرار گرفته است.

فلوئنت همانند بسیاری از نرم افزار دیگر از روش های عددی برای حل مسائل استفاده می کند. روشی که در مکانیک سیالات با عنوان دینامیک سیالات محاسباتی CFD شناخته می شود. 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 به المان‌های کوچک‌تر و اعمال شرایط مرزی برای گره‌های مرزی و با اعمال تقریب‌هایی، یک دستگاه معادلات خطی بدست می‌آید که با حل این دستگاه معادلات جبری، میدان سرعت، فشار و دما در ناحیه مورد نظر بدست می‌آید. روشی که با عنوان “حجم محدود” شناخته می شود (FVM). همین قابلیت است که پروسه انجام پروژه با انسیس فلوئنت  را بسیار راحت تر از نرم افزار های مشابه کرده است.

با استفاده از نتایج بدست آمده از حل معادلات می‌توان برآیند نیروهای وارد بر سطوح، ضرایب برا و پسا و ضریب انتقال حرارت و….. را محاسبه نمود.

در راستای معرفی بهتر، بخشی از قابلیت های ارزشمند نرم افزار انسیس فلوئنت را با هم مرور می کنیم:

۱) شبیه سازی جریان های تراکم‌پذیر و تراکم‌ناپذیر(مانند جریان روی ایرفویل ها)

۲) تحلیل جریان در حالت پایا (Steady) یا ناپایا (Transient)

۳) شبیه سازی انواع جریان‌های لزج، آرام و متلاطم

۴) بررسی سیال‌های نیوتنی و غیرنیوتنی

۵) شبیه سازی انتقال حرارت جابجایی شامل جابجایی آزاد یا اجباری و ترکیب انتقال حرارت جابجایی/هدایتی

۶) شبیه سازی انواع مدل های انتقال حرارت تشعشعی

۷) مدل فریم‌های چرخان یا ساکن(مانند مدل سازی حرکت پره های توربین باد و پمپ ها)

۸) مش‌های لغزان و مش‌های متحرک(مانند شبیه سازی گلوله ی در حال حرکت و پرتاب موشک)

۹) واکنش‌ها و ترکیبات شیمیایی شامل احتراق و مدل‌های واکنشی(مانند احتراق در موتورهای خودروهای بنزینی یا دیزلی)

۱۰) محاسبات لاگرانژی برای تغییر فاز از ذرات/قطرات کوچک/حباب‌ها یا شامل ترکیبی از همه با فاز یکنواخت(مانند تغییر فاز مایع به بخار در یک کانال)

۱۱) افزودن ترم‌های اختیاری حجمی از گرما، جرم، مومنتوم، اغتشاش و ترکیبات شیمیایی با استفاده از قابلیت کدنویسی در فلوئنت(UDF)

۱۲) بررسی جریان در محیط های متخلخل(مانند بررسی پوشال های کولر آبی)

۱۳) شبیه سازی مبدل‌های حرارتی، فن‌ها، رادیاتورها و بازده آن‌ها

۱۴) جریان در هندسه‌های پیچیدهٔ دوبعدی و سه‌بعدی و بهینه‌سازی و حل شبکه( مانند بررسی جریان آیرودینامیک روی خودرو

ها و بهینه سازی شکل هندسی آن ها)

داشتن پيشينه فنی، تجربی و اطلاعات پايه در رشته های فنی و مهندسی مکانيک، شيمی – فرآيند، رشته های شاخه شيمی-فيزيک وهمچنين شناخت کافی با رياضيات مهندسی، مبانی ترموديناميک و پديده های انتقال جرم، حرارت و مومنتم (سيالات) مورد نياز است.