شبیه‌سازی پدیده کاویتاسیون در پمپ گریز از مرکز

پمپ‌های گریز از مرکز (Centrifugal Pumps) یکی از پرکاربردترین تجهیزات انتقال سیال در صنایع مختلف هستند؛ از تأسیسات آب‌رسانی گرفته تا صنایع نفت و گاز، پتروشیمی، نیروگاه‌ها و سیستم‌های خنک‌کاری. یکی از چالش‌های مهم این پمپ‌ها پدیده کاویتاسیون (Cavitation) است؛ پدیده‌ای که زمانی رخ می‌دهد که فشار محلی سیال در بخشی از پمپ از فشار بخار آن کمتر شود. نتیجه آن تشکیل حباب‌های بخار، انفجار ناگهانی آنها و در نهایت آسیب شدید به پره‌ها، کاهش بازده و افزایش لرزش و صدا است.
http://iranfluent.ir/post/Simulating-the-cavitation-phenomenon-in-a-centrifugal-pump

مقدمه

ایرفویل‌ها (Airfoils) قلب آیرودینامیک پرواز هستند. اینکه یک هواپیما بتواند برخیزد، اوج بگیرد و حتی با مصرف کمتر سوخت پرواز کند، به شکل و رفتار جریان روی ایرفویل وابسته است. یکی از مهم‌ترین عواملی که رفتار جریان و در نتیجه عملکرد آیرودینامیکی بال را تعیین می‌کند، زاویۀ حمله (Angle of Attack یا AoA) است. تغییر زاویه حمله می‌تواند توزیع فشار، مسیر خطوط جریان، جدایش لایه مرزی و در نهایت نیروهای لیفت و درگ را به شکل چشمگیری دگرگون کند.

در دنیای دینامیک سیالات محاسباتی (CFD)، تحلیل جریان روی ایرفویل یکی از پرکاربردترین و جذاب‌ترین پروژه‌هاست؛ زیرا نه‌تنها برای آموزش مناسب است، بلکه در طراحی‌های صنعتی نیز نقش کلیدی دارد.
http://iranfluent.ir/post/Analysis-of-the-flow-passing-through-an-airfoil-at-different-angles-of-attack

جریان آشفته یکی از پیچیده‌ترین پدیده‌های مهندسی سیالات است. رفتار غیرخطی، گردابه‌های کوچک و بزرگ، نوسانات زمانی و حساسیت شدید به شرایط مرزی باعث شده که مدل‌سازی این نوع جریان همیشه چالشی جدی باشد. با پیشرفت روش‌های عددی و افزایش قدرت سخت‌افزار، شبیه‌سازی جریان آشفته در محیط‌های مهندسی – از جمله کانال‌های دوبعدی – به یکی از رایج‌ترین و کاربردی‌ترین موضوعات در دینامیک سیالات محاسباتی (Computational Fluid Dynamics) تبدیل شده است.

در این مقاله، به بررسی شبیه‌سازی جریان آشفته در یک کانال دوبعدی می‌پردازیم و نشان می‌دهیم که چطور انتخاب مدل توربولانسی مناسب می‌تواند بر دقت نتایج اثر بگذارد. همچنین تجربه استفاده از نرم‌افزارهایی مانند ANSYS Fluent، CFX، و COMSOL و نیز امکان مدل‌سازی با زبان‌های برنامه‌نویسی مثل MATLAB، Python و Fortran را مرور می‌کنیم.

http://iranfluent.ir/post/two-dimensional-channel-with-different-turbulence-models

شبیه‌سازی ناپایداری ریلی–تایلور (Rayleigh–Taylor) با VOF و مدل k–ω

شرح مسئله
هدف این پروژه شبیه‌سازی عددی و آنالیز ناپایداری ریلی–تایلور میان دو سیال با چگالی متفاوت است. در زمان اولیه t=0 سیال چگال‌تر در بالای سیال سبک‌تر قرار دارد و تحت اثر گرانش، سیال سنگین به‌سوی پایین حرکت می‌کند؛ در اثر این عدم‌پایداری، ساختارهای مشخصی شامل «نوک‌تیزی‌ها (spikes)» و «حباب‌ها (bubbles)» شکل می‌گیرند، مرز فاز تغییر شکل می‌یابد و لایه‌ی اختلاط رشد می‌کند. هدف شبیه‌سازی، ثبت دقیق روند نفوذ، رشد ناپایداری و رفتار گذرا، و استخراج میدان‌های فاز، سرعت و فشار در بازه زمانی مورد بررسی است.


http://iranfluent.ir/post/%D8%B4%D8%A8%DB%8C%D9%87-%D8%B3%D8%A7%D8%B2%DB%8C-%D9%86%D8%A7%D9%BE%D8%A7%DB%8C%D8%AF%D8%A7%D8%B1%DB%8C-%D8%B1%DB%8C%D9%84%DB%8C%E2%80%93%D8%AA%D8%A7%DB%8C%D9%84%D9%88%D8%B1-Rayleigh%E2%80%93Taylor-%D8%A8%D8%A7-VOF-%D9%88-%D9%85%D8%AF%D9%84-k%E2%80%93%CF%89

شبیه‌سازی عددی جریان تراکم‌پذیر اطراف ایرفویل بای‌کانوکس
شرح مسئله

در این پروژه، جریان اطراف یک ایرفویل بای‌کانوکس (Biconvex Airfoil) با استفاده از معادلات اویلر به‌صورت عددی در MATLAB شبیه‌سازی شده است. هدف اصلی، تحلیل توزیع فشار روی سطح ایرفویل و پیش‌بینی تشکیل امواج شوک در شرایط جریان تراکم‌پذیر است. این مطالعه امکان بررسی رفتار جریان تراکم‌پذیر و اثر تغییر زاویه حمله و عدد ماخ بر شکل‌گیری شوک‌ها را فراهم می‌کند.


http://iranfluent.ir/post/%D8%B4%D8%A8%DB%8C%D9%87-%D8%B3%D8%A7%D8%B2%DB%8C-%D8%B9%D8%AF%D8%AF%DB%8C-%D8%AC%D8%B1%DB%8C%D8%A7%D9%86-%D8%AA%D8%B1%D8%A7%DA%A9%D9%85-%D9%BE%D8%B0%DB%8C%D8%B1-%D8%A7%D8%B7%D8%B1%D8%A7%D9%81-%D8%A7%DB%8C%D8%B1%D9%81%D9%88%DB%8C%D9%84-%D8%A8%D8%A7%DB%8C-%DA%A9%D8%A7%D9%86%D9%88%DA%A9%D8%B3

استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) در طراحی خودروها، امروزه به یکی از ابزارهای حیاتی برای بهینهسازی عملکرد ایرودینامیکی تبدیل شده است. این روش با شبیهسازی رفتار جریان هوا حول بدنه خودرو، مهندسان را قادر میسازد تا ضرایب لیفت (Lift) و درگ (Drag) را محاسبه کرده و طراحی خودرو را برای کاهش مصرف سوخت، افزایش پایداری و بهبود عملکرد اصلاح کنند.

http://iranfluent.ir/post/%D8%B4%D8%A8%DB%8C%D9%87-%D8%B3%D8%A7%D8%B2%DB%8C-%D8%AC%D8%B1%DB%8C%D8%A7%D9%86-%D8%B3%DB%8C%D8%A7%D9%84%D8%A7%D8%AA-%D8%AF%D8%B1-%D8%AA%D9%88%D9%86%D9%84-%D8%A8%D8%A7%D8%AF-%D8%A8%D8%B1-%D8%B1%D9%88%DB%8C-%DB%8C%DA%A9-%D8%AE%D9%88%D8%AF%D8%B1%D9%88

جریان باد بر روی ساختمان های بلند

در طراحی ساختمان‌های بلند، تحلیل رفتار جریان هوا از نظر بارهای سازه‌ای، آسایش حرارتی و آلودگی صوتی حیاتی است. شبیه‌سازی CFD به مهندسان امکان می‌دهد الگوهای پیچیده جریان حول ساختمان را در شرایط مختلف آب‌وهوایی پیش‌بینی کنند.
http://iranfluent.ir/post/%D8%B4%D8%A8%DB%8C%D9%87-%D8%B3%D8%A7%D8%B2%DB%8C-%D8%AA%D8%A7%D8%AB%DB%8C%D8%B1-%D8%AC%D8%B1%DB%8C%D8%A7%D9%86-%D9%87%D9%88%D8%A7-%D8%A8%D8%B1-%D8%B3%D8%A7%D8%AE%D8%AA%D9%85%D8%A7%D9%86-%D9%87%D8%A7%DB%8C-%D8%A8%D9%84%D9%86%D8%AF

پروژه، عملکرد آیرودینامیکی یک توربین بادی سه‌پره و رفتار آکوستیکی ناشی از چرخش پره‌ها با استفاده از روش‌های دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) و آکوستیک محاسباتی مورد بررسی قرار گرفت. هدف از تحلیل، پیش‌بینی توزیع فشار روی پره‌ها، توان تولیدی، و نیز استخراج الگوهای تولید نویز آیرودینامیکی در سرعت‌های مختلف باد بود.

http://iranfluent.ir/post/%D8%B4%D8%A8%DB%8C%D9%87-%D8%B3%D8%A7%D8%B2%DB%8C-%DB%8C%DA%A9-%D8%AA%D9%88%D8%B1%D8%A8%DB%8C%D9%86-%D8%A8%D8%A7%D8%AF%DB%8C

طراحی یک ایرفویل یا ماهی‌واره در ظاهر شامل محاسبات هندسی ساده است، اما تعیین دقیق نیروهای لیفت و درگ پیچیده بوده و نیازمند تحلیل آیرودینامیکی دقیق می‌باشد. در تونل باد واقعی می‌توان این نیروها را با دقت بالا اندازه‌گیری کرد، اما هزینه و محدودیت‌های آزمایشی باعث می‌شود که در بسیاری از کاربردها از تونل باد عددی (CFD) استفاده شود.

در این پروژه، هدف ارزیابی عملکرد آیرودینامیکی یک ایرفویل و تحلیل توزیع سرعت، میدان ماخ و نیروهای آیرودینامیکی آن به‌منظور بهینه‌سازی طراحی و پیش‌بینی عملکرد پروازی بوده است.


http://iranfluent.ir/post/%D8%AC%D8%B1%DB%8C%D8%A7%D9%86-%D8%A8%D8%B1-%D8%B1%D9%88%DB%8C-%DB%8C%DA%A9-%D8%A7%DB%8C%D8%B1%D9%81%D9%88%DB%8C%D9%84-%D8%A8%D8%A7-%D9%85%D8%AF%D9%84-RAE-2822

انجام یک پروژه سیالاتی با ANSYS Fluent نیازمند برنامه‌ریزی منظم و رعایت مراحل فنی مشخص است تا نتایج شبیه‌سازی قابل اعتماد و کاربردی باشند. در ادامه مراحل و نکات کلی آورده شده است:
http://iranfluent.ir/post/fluent-project-ansys

چگونه یک هندسه را برای تحلیل سیالاتی آماده کنیم

یکی از مهم‌ترین مراحل هر پروژه CFD، آماده‌سازی هندسه است. کیفیت هندسه تأثیر مستقیم روی دقت شبیه‌سازی، زمان حل و پایداری عددی دارد. آماده‌سازی هندسه شامل چند گام اصلی است:


http://iranfluent.ir/post/a-good-geometry-for-cfd

دانشجویان مهندسی مکانیک، هوافضا، عمران و ... در حوزه سیالات سوالات زیادی درباره شبکه بندی (مش) دارند و میخواهند که اطلاعات بیشتری داشته باشند ، بنابراین فکر کردم راجع به روشی که معمولاً هنگام شروع یک پروژه مش بندی استفاده می کنم ارائه دهم تا به بیشتر سوالات شما پاسخ داده شود.

اولین نکته ای که باید بدانید آشغال ورودی برابر با آشغال خروجی می باشد، یعنی توقعی از یک مش ناکارآمد نداشته باشید، 90 درصد خطا ها مربوط به مش های اشتباه است.

هرکسی که مدتی در حال حل کردن با نرم افزار های حلال CFD (فرقی ندارد انسیس فلوئنت، سی اف ایکس، کامسول و ..) باشد، درک می کند که نقش یک هندسه تمیز برای هر شبیه سازی CFD چقدر مهم است.

نکات گفته شده در پایین را در هر پروژه انجام دهید.

تا 90 درصد خطا ها برطرف شود!


http://iranfluent.ir/post/%D8%AF%D9%87-%D9%86%DA%A9%D8%AA%D9%87-%D8%A8%D8%B1%D8%A7%DB%8C-%D8%A7%DB%8C%D9%86-%DA%A9%D9%87-%DA%86%DA%AF%D9%88%D9%86%D9%87-%D9%85%D8%AB%D9%84-%DB%8C%DA%A9-%D8%AD%D8%B1%D9%81%D9%87-%D8%A7%DB%8C-%D9%85%D8%B4-%D8%A8%D8%B2%D9%86%DB%8C%D9%85

در این پروژه، عملکرد حرارتی یک هیت‌سینک آلومینیومی با پره‌های موازی به‌صورت عددی مورد بررسی قرار گرفت تا تأثیر جریان اجباری هوا بر دمای بیشینه و میزان دفع حرارت ارزیابی شود. هدف اصلی تحلیل، پیش‌بینی رفتار حرارتی هیت‌سینک در توان‌های مختلف و تعیین مناسب‌ترین آرایش پره‌ها برای کاهش دمای قطعه الکترونیکی بود.

http://iranfluent.ir/post/%D8%B7%D8%B1%D8%A7%D8%AD%DB%8C-%D8%AD%D8%B1%D8%A7%D8%B1%D8%AA%DB%8C-%D9%82%D8%B7%D8%B9%D8%A7%D8%AA-%D8%A7%D9%84%DA%A9%D8%AA%D8%B1%D9%88%D9%86%DB%8C%DA%A9%DB%8C-%D8%A8%D9%87-%D9%87%D9%85%D8%B1%D8%A7%D9%87-%D9%87%DB%8C%D8%AA-%D8%B3%DB%8C%D9%86%DA%A9-%DA%AF%D8%B1%D9%85%D8%A7%D8%A8%D8%B1-%D8%A8%D8%A7-%D8%A7%D8%B3%D8%AA%D9%81%D8%A7%D8%AF%D9%87-%D8%A7%D8%B2-CFD

مبدل‌های حرارتی از نظر ساختار و هندسه

مبدل‌های حرارتی پوسته و لوله به دلیل استحکام، قابلیت اطمینان و امکان کار در فشار و دمای بالا، از رایج‌ترین تجهیزات انتقال حرارت در صنایع مختلف هستند. این مبدل‌ها از یک پوسته استوانه‌ای و مجموعه‌ای از لوله‌ها تشکیل شده‌اند که درون پوسته قرار می‌گیرند. آرایش لوله‌ها می‌تواند مربعی یا مثلثی باشد و استفاده از صفحات تقسیم باعث هدایت جریان و افزایش توربولانس در پوسته می‌شود. عواملی مانند قطر لوله‌ها، فاصله مرکز به مرکز، تعداد لوله‌ها، طول لوله‌ها و فاصله صفحات تقسیم در عملکرد حرارتی و افت فشار نقش اساسی دارند.
http://iranfluent.ir/post/%D8%B4%D8%A8%DB%8C%D9%87-%D8%B3%D8%A7%D8%B2%DB%8C-%D9%85%D8%A8%D8%AF%D9%84-%D9%87%D8%A7%DB%8C-%D8%AD%D8%B1%D8%A7%D8%B1%D8%AA%DB%8C-%D9%BE%D9%88%D8%B3%D8%AA%D9%87-%D9%88-%D9%84%D9%88%D9%84%D9%87%D8%8C-%D9%85%D8%A7%D8%B1%D9%BE%DB%8C%DA%86%DB%8C%D8%8C-%D8%B5%D9%81%D8%AD%D9%87-%D8%A7%DB%8C-%D9%88-%D8%A8%D8%A7-CFD

شبیه‌سازی هیدرودینامیک و هیدرواستاتیک سازه‌های شناور با CFD و FEM

در این پروژه، رفتار سازه‌های شناور شامل کشتی‌ها، شناورها و سکوهای دریایی تحت اثر جریان آب و نیروهای هیدرواستاتیک و هیدرودینامیک مورد بررسی قرار گرفت. هدف اصلی تحلیل، پیش‌بینی پاسخ سازه به امواج، جریان‌های دریایی و بارهای هیدرواستاتیکی، و ارزیابی پایداری و مقاومت سازه بود.
http://iranfluent.ir/post/%D8%A2%D9%86%D8%A7%D9%84%DB%8C%D8%B2-%D9%87%DB%8C%D8%AF%D8%B1%D9%88%D8%AF%DB%8C%D9%86%D8%A7%D9%85%DB%8C%DA%A9-%D8%8C-%D9%87%DB%8C%D8%AF%D8%B1%D9%88%D8%A7%D8%B3%D8%AA%D8%A7%D8%AA%DB%8C%DA%A9-%D8%B3%D8%A7%D8%B2%D9%87-%D9%87%D8%A7%DB%8C-%D8%B4%D9%86%D8%A7%D9%88%D8%B1-%D8%A8%D8%A7-CFD-%D9%88-FEM

شبیه‌سازی توربین و کمپرسور در دینامیک سیالات محاسباتی (CFD)

شبیه‌سازی توربین‌ها و کمپرسورها یکی از چالش‌برانگیزترین حوزه‌های دینامیک سیالات محاسباتی است، زیرا این ماشین‌های دوار دارای جریان‌های پیچیده، ناپایدار، و بسیار وابسته به هندسه هستند. هدف از مدل‌سازی این سامانه‌ها، پیش‌بینی عملکرد هیدرودینامیکی و آیرودینامیکی، محاسبه توان و راندمان، تعیین رفتار جریان درون ردیف‌های پره‌ای، و تحلیل اثرات پدیده‌هایی مانند جدایش، استال، شوک، اغتشاش چرخشی و اندرکنش Rotor–Stator است.
http://iranfluent.ir/post/%D8%B4%D8%A8%DB%8C%D9%87-%D8%B3%D8%A7%D8%B2%DB%8C-%D8%AA%D9%88%D8%B1%D8%A8%DB%8C%D9%86-%D9%88-%DA%A9%D9%85%D9%BE%D8%B1%D8%B3%D9%88%D8%B1-CFD