در این مقاله آموزشی می خواهیم در خصوص چگونگی انجام شبیه سازی با انسیس فلوئنت صحبت کنیم. قبل از هر چیز لازم می دانیم برای آن دسته از عزیزانی که به تازگی به جمع کاربران وب سایت ما پیوسته اند مختصری در خصو قابلیت ها و ویژگی های انسیس فلوئنت توضیح داده و سپس به تشریح مراحل انجام پروژه با انسیس فلوئنت بپردازیم. در صورتی که به این موضوع علاقه مندید با ما همراه باشید.
آشنایی اولیه با انسیس فلوئنت
انسیس فلوئنت یک نرم افزار کاربردی است که در زمینه شبیه سازی جریان های سیال و سیستم های حرارتی از سال 2006 تا به امروز کمک شایانی به جامعه فنی و مهندسی کرده است. این نرم افزار یک داده پرداز قدرتمند است که به کمک آن به سادگی می توانید مخازن مختلف را شبیه سازی کرده و تحقیقات خود را به صورت مجازی روی آن پیاده سازی کنید. در ادامه درباره کاربرد های این نرم افزار بیشتر سخن خواهیم گفت.
کاربردها و قابلیت های نرم افزار انسیس فلوئنت
همانطور که در بخش قبل نیز اشاره کردیم عمده ترین کاربردهای انسیس فلوئنت در شبیه سازی جریان های سیال خلاصه می شود. جهت اشراف کامل شما همراهان ارجمند به این نرم افزار و ایجاد آمادگی برای انجام پروژه با انسیس فلوئنت لیست کاملی از قابلیت ها و کاربرد های آن را در این بخش ارائه می کنیم:
کاربرد ها و قابلیت های انسیس فلوئنت:
- شبیه سازی جریان در هندسه های پیچیده
- شبیه سازی مدل کردن تراکم‌پذیر و تراکم‌ناپذیر
- شبیه سازی تحلیل کامل جریان پایا (Steady) یا گذرا (Transient)
- شبیه سازی مدل کردن جریان‌های لزج، آرام و متلاطم
- شبیه سازی سیال‌های نیوتنی و غیرنیوتنی
- شبیه سازی انتقال حرارت جابجایی شامل جابجایی آزاد یا اجباری
- شبیه سازی ترکیب انتقال حرارت جابجایی/هدایتی
- شبیه سازی انتقال حرارت تشعشعی
- شبیه سازی مدل فریم‌های چرخان یا ساکن
- شبیه سازی مش‌های لغزان و مش‌های متحرک
- شبیه سازی واکنش‌های و ترکیبات شیمیایی، شامل احتراق و مدل‌های واکنشی
- شبیه سازی محاسبات لاگرانژی برای تغییر فاز از ذرات/قطرات کوچک/حباب‌ها یا شامل ترکیبی از همه با فاز یکنواخت
- شبیه سازی افزودن ترم‌های اختیاری حجمی از گرما، جرم، مومنتوم، اغتشاش و ترکیبات شیمیایی
- شبیه سازی جریان در محیط متخلخل
- شبیه سازی مبدل‌های حرارتی، فن‌ها، رادیاتورها و بازده آن‌ها
- شبیه سازی جریان‌های دوفازی و چندفازی
- شبیه سازی جریان‌های سطح آزاد با شکل‌های سطح پیچیده
چگونه با انسیس فلوئنت شبیه سازی کنیم؟
بعد از آگاه شدن درباره قابلیت ها و کاربرد های ارزشمند انسیس فلوئنت نوبت آن است که در خصوص کار با آن و نحوه استفاده از امکانات لازم برای اجرای شبیه سازی ها سخن بگوییم. در این مقاله مراحل کلی صفر تا صد شبیه سازی با انسیس فلوئنت را به شما توضیح می دهیم و در مقالات بعدی به صورت تخصصی تر به تشریح هر یک از مراحل انجام پروژه با انسیس فلوئنت به صورت محزا خواهیم پرداخت.
سه مرحله اساسی شبیه سازی با انسیس فلوئنت
- طرح اولیه مدل را در نرم افزار های طراحی ایجاد کنید.
- با استفاده از امکانات نرم افزار های طراحی مدل خود را شبکه بندی کنید.
- با اعمال شرایط مرزی حاکم بر مسئله فرآیند شبیه سازی در نرم افزار فلوئنت را آغاز کنید.
برای انجام مرحله اول به صورت ساده تر و راحت تر استفاده از محیط دیزاین مُدلِر انسیس را به شما پیشنهاد می کنیم سپس شبکه بندی مدل طراحی خود را در محیط انسیس مشینگ (ANSYS Meshing) می توانید انجام دهید و در انتها با انجام شبیه سازی با انسیس فلوئنت (ANSYS Fluent) کار خود را ادامه دهید.
چند نکته مهم
- کار مدل سازی پروژه خود را در نرم افزارهای سالیدورکز(Solidworks) یا کتیا (Catia) نیز می توانید انجام دهید و سپس هندسه ی طراحی شده خود را به محیط های مشینگ (ANSYS Meshing) و یا ICEM به منظور شبکه بندی وارد کنید (Import)
- کار شبکه بندی مدل خود را در می توانید در نرم افزار گمبیت(Gambit) انجام دهید.
پس از این سه مرحله اساسی باید اطلاعات لازم را به حل گر های نرم افزار انسیس فلوئنت بدهید. در ادامه این مقاله به صورت تیتر وار مراحل بعدی که به حل مساله مربوط است را ارائه می کنیم
- وارد کردن شبکه محاسباتی به برنامه حلگر مانند انسیس فلوئنت
- چک کردن شبکه محاسباتی
- تعیین روش محاسباتی حل CFD
- تعیین معادلات پایه که باید به صورت عددی حل شوند. از قبیل آرام یا مغشوش بودن جریان، فعال بودن یا نبودن معادله انرژی، واکنش‌های شیمیایی، مدل‌های انتقال حرارت، تعیین کردن مدل‌های مختلف در صورت لزوم از قبیل فن‌ها، مبدل‌های حرارتی، محیط های متخلخل و غیره
- انتخاب خواص سیال و یا جامد در فلوئنت و سایر نرم افزارهای CFD
- مشخص کردن شرایط مرزی مسئله CFD یا فلوئنت
- تعیین پارامترهای کنترل‌کننده حل CFD
- مقداردهی اولیه به مسئله فلوئنت یا CFD
- شروع حل عددی مسئله
- آزمایش و بررسی اعتبار نتایج حل CFD و فلوئنت
- ذخیره نتایج محاسبات CFD
- بهینه‌سازی مشبندی شبکه در صورت لزوم
امیدوریم با ارائه این مقاله توانسته باشیم در جهت آموزش انسیس فلوئنت به شما کاربران محترم گام موثری برداریم.