انسیس فلوئنت چیست؟
نرم‌افزار Ansys Fluent با فراهم آوردن محیطی مناسب برای دسترسی به Fluent و همچنین مراحل تعریف هندسه و مش‌بندی در قالب Workbench به کابر این امکان را می‌دهد که با تعریف یک یا چندین پروژه تمام قسمت‌های تحلیل را به آسانی و به صورت مرحله به مرحله در ماژول‌های خاص خود انجام دهد.
علاوه بر این قابلیت جدیدی که این نرم‌افزار نسبت به نرم‌افزار Fluent دارد، محیط CFD-Post است که در آن می‌توان به صورت ویژه و با امکانات بیشتر به بررسی نتایج حاصل از تحلیل در فلوئنت پرداخت.
نکته مهمی که باید به آن توجه داشته باشید این است که نرم فزار انسیس فلوئنت نرم افزاری مستقل نیست بلکه هنگام نصب نرم افزار Ansys به عنوان یک ماژول زیر مجموعه آن ظاهر خواهد شد و شما باید موقع نصب انسیس گزینه Ansys Fluent را نیز انتخاب نمایید.
سرفصل های پروژه های آموزش داده شده در این مجموعه که عبارتند از:
تحلیل جریان آزاد بر روی یک صفحه تخت ساکن:
در این مثال صفحه‌ای به طول 1 متر درنظرگرفته شده و با استفاده از قابلیت Bias برای ریزترکردن المان‌ها در نزدیکی سطح صفحه، مش‌بندی انجام شده است. ریزتر کردن المان‌های نزدیک صفحه به این دلیل صورت می‌گیرد تا تغییرات سرعت درون لایه مرزی با دقت بیشتری محاسبه شود. همچنین با به‌دست‌آوردن توزیع سرعت بر روی صفحه، لایه مرزی و گسترش آن نشان داده شده است.
در این مثال مرز ورودی از نوع velocity-inlet و مرز خروجی از نوع pressure-outlet و صفحه تخت از نوع wall انتخاب شده است. برای ایجاد دامنه‌ی حل، از یک مستطیل به طول درازای صفحه و عرض 0.5 متر استفاده شده و مرز بالایی محدودکننده این دامنه از نوع symmetry انتخاب می‌شود.
تحلیل براساس مدل viscous-Laminar که مدل مناسب برای جریان‌های آرام است، انجام شده است. در این مثال پارامتر ضریب اصطکاک سطحی (Skin Friction Coefficient) معرفی شده و نمودار آن براساس تغییرات طول در جهت صفحه رسم شده و با نتایج حل تحلیلی Blasius مقایسه شده است.
تحلیل دوبعدی جریان آرام درون یک لوله:
لوله‌ها دارای هندسه‌ای متقارن‌اند به گونه‌ای که تنها با مدل کردن یک چهارم آن‌ها و در حالت دو بعدی یک مستطیل به عرض شعاع لوله و به طول درازای آن، می‌توان به رفتار جریان در همه قسمت‌ها پی برد.
در این مسئله نحوه مدلسازی جریان داخلی آموزش داده شده و توزیع سرعت و فشار درون لوله نشان داده شده است. مرز ورودی از نوع سرعت و مرز خروجی از نوع فشار تعیین می‌شود به این معنا که جریان ما در انتهای لوله به فشار محیط خواهد رسید.
تحلیل دوبعدی جریان آشفته درون یک لوله:
جریان درون لوله‌ها متناسب با عدد رینولدز، ممکن است آشفته شود. در این مثال جریانی با عدد رینولدز 100000 و با سرعت 1 متربرثانیه وارد لوله‌ای مشابه حالت قبل می‌شود. در این مثال با استفاده از Bias، المان‌های نزدیک دیواره لوله ریزتر شده‌اند.
متغیر y-plus که پارامتر مهمی در مدلسازی جریانات آشفته است، معرفی شده است. در این مثال از مدل k-epsilon که مدلی پرکاربرد در جریانات اغتشاشی است و از دقت خوبی برای در مدل‌سازی‌های عمومی برخوردار است، استفاده شده است.
تحلیل دوبعدی جریان تراکم‌پذیر عبوری از یک نازل همگرا – واگرا:
فشار، دما و سرعت سه متغیر بسیار مهم در تحلیل نازل‌ها می‌باشند. بسته به اینکه جریان فروصوت یا فراصوت باشد، جریان رفتار متفاوتی هنگام عبور از نازل از خود نشان خواهد داد. در نازل‌های همگرا واگرا که ممکن است در وسط نازل، جریان فروصوتی به جریان فراصوتی تبدیل شود بایستی به فشار ورودی و خروجی نازل دقت کرد.
این مثال نمونه خوبی برای استفاده از حل Density-based در تحلیل‌های سیالاتی است. به دلیل احتمال تغییر چگالی بایستی از این نوع حل استفاده شود. در این مثال، گاز ایده‌آل به عنوان سیال درنظرگرفته شده و به دلیل آنکه در توزیع سرعت و فشار درون نازل، ویسکوزیته سیال تأثیر چندانی ندارد، آن را غیرویسکوز فرض کرده‌ایم.
تحلیل دوبعدی جریان پایدار اطراف یک استوانه:
در این مثال جریانی با عدد رینولدز 20 حول استوانه‌ای به قطر 1 متر حرکت می‌کند، به دلیل آنکه می‌خواهیم رفتار جریان اطراف استوانه را شبیه‌سازی کنیم، کافی است سطح مقطع استوانه را که به شکل یک دایره است، مدل کنیم. دامنه‌ی حل به شکل دایره‌ای بزرگتر اطراف این دایره خواهد بود.
خطوط جریان اطراف یک استوانه نشان داده شده و چگونگی تعریف متغیر جدید در محیط CFD-Post آموزش داده شده است. همچنین توزیع فشار و سرعت اطراف استوانه به وسیله کانتورهای مربوطه نشان داده شده است.
تحلیل دوبعدی جریان گذرا در اطراف یک استوانه:
جریانی با عدد رینولدز 120 حول استوانه با مشخصات هندسی مثال قبل حرکت می‌کند. در حالت ناپایدار یا گذرا، مسئله بایستی در چندین بازه زمانی(time step) حل شود و مقادیر نهایی پارامترها به عنوان مقادیر اولیه مرحله زمانی بعد درنظرگرفته می‌شود. نرم‌افزار در هر بازه زمانی با چندین تکرار (iteration) به مقادیر نهایی آن بازه می‌رسد.
در این مثال ما شاهد نیروی لیفت هم خواهیم بود که برای آنکه تأثیرات آن را در سریعتر مشاهده کنیم، مقدار اولیه را به صورت دستی برای سرعت در جهت عمودی در بخش‌هایی از پشت استوانه تعیین می‌کنیم.
در این‌گونه مسائل که جریان ناپایدار است، عموما مشاهده تغییرات رفتاری جریان در کل زمان حل سودمند خواهد بود. به همین دلیل در این مثال چگونگی ساخت انیمیشن از شکل‌گیری جریان‌های گردابی پشت استوانه نشان داده شده است.
تحلیل دوبعدی جریان خارجی اطراف یک ایرفویل:
به مقطع اجسامی که در معرض هوا قرار می‌گیرند مانند بال هواپیما یا پره ملخ موتور ایرفویل گفته می‌شود. تحلیل جریان در اطراف ایرفویل از این جهت برای ما مهم است که می‌توان با استفاده از آن نیروی درگ و لیفت و همچنین چگونگی جدایش ذرات سیال از سطح ایرفویل را به دست آورد.
در این مثال از ایرفویل NACA 0012 که یک ایرفویل پرکاربرد است، استفاده شده است.
در واقعیت ایرفویل ما 6 درجه نسبت به افق زاویه دارد ولی برای راحتی تحلیل، فرض می‌کنیم جریان با زاویه 6 درجه به ایرفویل برخورد می‌کند و ایرفویل با افق زاویه‌ای ندارد. نحوه مش‌بندی متناسب با هندسه مسئله متفاوت خواهد بود به گونه‌ای که در برخی حالات می‌توان با تقسیم‌بندی مناسب دامنه حل مش structured داشت.
در این تمرین، چگونگی مش‌بندی اطراف یک ایرفویل با استفاده از تقسیم‌بندی دامنه حل نشان داده شده است و علاوه بر نیروها و ضرایب لیفت و درگ، محل جدایش ذرات و توزیع فشار و سرعت نشان داده شده است.
تحلیل سه‌بعدی جریان داخلی و انتقال حرارت درون یک زانویی مخلوطی:
در این مثال دو ورودی از نوع سرعت وجود دارد که هردو را velocity-inlet انتخاب می‌کنیم و خروجی که از فشاری و pressure-outlet است. سیال مورد استفاده آب می‌باشد و در این مسئله چگونگی اختلاط دو جریان سرد و گرم نشان داده شده و از مدل آشفتگی k-epsilon استفاده شده است.
در این پروژه، نحوه مش‌بندی structured در یک مسئله سه‌بعدی به وسیله اسلایس آموزش داده شده و توزیع دما و سرعت درون زانویی مخلوطی نشان داده شده است.
آیرودینامیک Ahmed Body (شبیه‌سازی جریان خارجی اطراف یک جسم سه بعدی):
Ahmed Body یک مدل نمونه است که به صورت گسترده جهت تأیید شبیه‌سازی‌ها در صنعت خودرو کاربرد دارد. این نمونه در عین سادگی جهت مدل کردن، مشخصات فیزیکی شبیه خودرو را دارد.
در این مثال ابتدا هندسه مسئله که در نرم‌افزار سالیدورک مدل شده است، به محیط Design Modeler انتقال داده شده و سپس دامنه‌ی حل اطراف آن در این محیط ساخته می‌شود.
در این آموزش، چگونگی مش‌بندی در مسئله‌های سه‌بعدی پیچیده شرح داده شده است، در قسمت‌های مهم این هندسه مانند بخش پشتی که در آن جریان‌های گردابی ایجاد می‌شوند یا در قسمت زیرین که در رابطه با نیروی لیفت اهمیت دارد، یا در قسمت جلویی که شامل نواحی پرفشار می‌باشد، مش‌های ریزتری خواهیم داشت.
در این مسئله، مرکز فشار یعنی نقطه‌ای که تمام نیروها بدون هیچ گشتاوری به آن جا وارد می‌شوند، به دست آمده و نحوه محاسبه نیروها و ممان‌ها و ضرایب درگ و لیفت آموزش داده شده است.
دیدگاهها
هیچ دیدگاهی برای این محصول نوشته نشده است.