Virtauslaskenta

Virtauslaskenta tai numeerinen tekniikka, joka mahdollistaa tutkimuksen virtausmekaniikan ongelmien tietokoneen avulla.

Kuvaus

Sitä käytetään teollisuudessa ja tutkimuksessa kaikkien kysymyksistä, joihin toiminta nesteitä. Nykyään on olemassa useita kaupallisia ohjelmistoja, jotka ratkaisevat näin yhtälöt virtaustekniikan. Niistä tunnetuimpia ovat CFX, Sujuva, KIVA, NUMECA, Phoenics, STAR-CD, STAR-CCM +, CFD ++, ja muita avoimen lähdekoodin ohjelmistoja FloWorks Code Saturne ja OpenFOAM.

Tärkein käyttö CFD on ratkaista Navier-Stokesin yhtälöt ja niihin liittyviä. Päätöslauselmassa analysoimalla nämä yhtälöt on mahdollista vain yksinkertaisissa tapauksissa laminaarisen virtoja, ja yksinkertainen eriytyneistä, kun taas päätöslauselmat todellinen tapauksissa ne näkyvät usein myrskyisä virtaa, edellyttävät välttämättä numeerisen lähestymistapa. Joten on olemassa eri tapoja ratkaista Navier-Stokesin yhtälöt, ja koska toiminta on yleensä korkeat kustannukset tietotekniikassa on kehitetty yhä kehittyneempiä mallipohjaisia:

  • Suora numeerinen ': lähestymistapa on käsitteellisesti yksinkertaisempi, me Diskretoi tilaa ja aikaa verkkojen halutun koon ja suorittamaan laskuja niitä. Se on lähestymistapa, joka palauttaa mahdollisimman tarkkoja tuloksia, mutta on erittäin korkea laskennallisen kustannukset, on käytettävä supertietokoneiden. Teollisiin sovelluksiin vuoksi on liian kallista.
  • Reynolds Keskiarvoistettu Navier-Stokes perustuvat oletukseen, että voit nähdä myrskyisä liikkeen koostuvan keskimääräisen liikkeen ja sen vaihtelu ajan mittaan. Suuruudet yhtälöt lähtö keskiarvot lasketaan tietyllä aikavälillä; näin laskenta-aika on huomattavasti vähennettävä, koska portaat keskimääräisen liikkeen näyttävät olevan huomattavasti suurempi kuin myrskyisä liikkeen. Vaativat ylimääräisiä yhtälöt sulkemisen ongelman.
  • Suuri Eddy Simulation: on laskea numeerisesti käyttäytymistä myrskyisä asteikot suurempia ja sopivasti muotoilemalla pienin asteikkoja. Käyttää tämä jako otetaan käyttöön digitaaliset suodattimet luotu ad-hoc. Antaa tarkempia tuloksia RANS ja samalla on laskennallinen kustannus huomattavasti alhaisempi kuin DNS, tämä malli on menetelmä vahva kehitys.

Monissa tapauksissa myös muita yhtälöitä on ratkaistava samanaikaisesti Navier-Stokesin yhtälöt ja turbulenssi malli. Ne voivat sisältää niitä, jotka liittyvät pitoisuus eri lajien, kemialliset reaktiot, lämpösäteilyä, jne .. Muita monimutkaisia ​​ongelmia vaativat mallintamista muita ilmiöitä, kuten tapauksessa kahden vaiheen virtaa, tai jos kyseessä on ei-newtoninen nesteitä.

Diskretisointitasolla

  • Rajallinen määrä menetelmä on tavallinen lähestymistapa käytetään useimmissa kaupallisten sääntöjen CFD. Yhtälöt ratkaistaan ​​määrän erillisiä valvonta.
  • Elementtimenetelmällä: Tätä menetelmää käytetään yleensä rakenteellinen analyysi, mutta käytetään toisinaan myös tutkimuksen nesteiden jossa Reynoldsin numerot ovat suuruusluokkaa kymmeniä tuhansia.
  • Differenssimenetelmä: ensimmäinen hyväksyttiin yhteydessä virtaustekniikan. Nykyään se on edelleen käytössä vain joissakin erikoistunut koodeja.

Testausmenettely

Tyypillinen lähestymistapa edellyttää Diskretoi neste verkkotunnustasi peruskennoja jotta saadaan laskennan verkkoon, johon sovelletaan resoluutio menetelmiä iteratiivinen ratkaisemiseksi Navier-Stokesin tai Euler yhtälöt.

Eri lähestymistapoja korosti menettelyn analyysi on aina, pääpiirteittäin samanlainen:

  • Se määritellään geometrian ongelma on analysoitava.
  • Viemä neste diskretoidaan, joka on jaettu suuri määrä peruskennoja tuottaa laskennan verkkoon.
  • Se on määritelty fyysinen malli, ja sen jälkeen numeerinen.
  • Niissä määritellään reunaehtoja, jotka on määritelty ominaisuudet nesteen laskennallisen verkkotunnuksen. Sillä aikariippuvainen ongelmat tarkennetaan alkuperäisiä ehtoja.
  • Yhtälöt ratkaistaan ​​iteratiivisesti. Laskenta keskeytetään, kun se on saavuttanut halutun tarkkuuden.
  • Tuottamat tulokset näytetään post-prosessori.
  • Suoritetaan lopuksi, tulosten analysointi.

Tärkeää on, iteratiivinen integraatio tulosten virtaustekniikan ja rakenteellisten elementtimenetelmällä avulla arvioida paitsi vaikutukset virtaus noin kiinteiden mutta myös heidän muodonmuutokset, jolloin koko arvioinnista myös muuttua ajan paineita pinta.

  0   0
Edellinen artikkeli Labelle
Seuraava artikkeli Circaetus pectoralis

Aiheeseen Liittyvät Artikkelit

Kommentit - 0

Ei kommentteja

Lisääkommentti

smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile
Merkkiä jäljellä: 3000
captcha