مرجع مقالات فلوئنت

مدام در ذهن دانشجویانی که جدیدا استارت به عمل با اپلیکیشن انسیس فلوئنت مینمایند، سوالاتی مطرح می‌گردد مثل چگونگی انجام پروژه با انسیس فلوئنت ، شایسته ترین شیوه برای انجام پروژه فلوئنت چه است ، چه‌طور یک مشابه سازی در فلوئنت را ابتدا کنم و … به همین مراد در‌این نوشته‌ی علمی تلاش کردیم با حل گام به گام یک نمونه این پرسش ها را جواب دهیم.

اپلیکیشن فلوئنت برپایه طرز های حجم محدود و مقادیر ذخیره گردیده در راءس سلول عمل می­نماید و برای ایجاد کانال مستلزم اپلیکیشن منحصربه‌فرد ساخت کانال است. برای مشابه سازی یک پروژه در انسیس فلوئنت بایستی فرایند تحت را طی کنیم :

1- جور سازی

2- کانال بندی

3- محاسبه

4- پردازش

در‌این بخش با باز نگری یک نمونه بدون نقص همگی پروسه انجام یک پروژه با انسیس فلوئنت را توضیح می‌دهیم. برای یادگیری بهتر ، فیلم این پروژه دانشجویی فلوئنت به یاور توضیحات بی نقص قرار داده گردیده و بسته به نیاز خویش میتوانید از این ویدئوی انجام پروژه با فلوئنت استعمال یا این که نوشته ی علمی را مطالعه نمایید.

فیلم راهنمای انجام پروژه دانشجویی با فلوئنت

برای دانلود خود کار فیلم انجام پروژه کیفیت خوب HD اینجا کلیک فرمایید

در رخ نیاز برای مشورت پروژه های دانشگاهی و صنعتی اینجا کلیک فرمائید

انجام پروژه مشابه سازی جریان پیشرفته در یک لوله در فلوئنت :

فرض نمایید که سیال هوا وارد یک لوله می‌شود. در وقتی که سیال وارد لوله گردیده لایه مرزی به علت ویسکوزیته در نزدیک دیوارهای لوله صورت می گیرد و با مسافت تصاحب کردن از محل ورود ضخامت لایه مرزی آغاز با ارتقاء و پرورش می‌کنید. این فرآیند تا جایی ادامه میابد که لایه مرزی دو دیواره لوله به یکدیگر رسیده و بعداز این مکان معین، جریان به طور تماما پیشرفته یا این که همان دیگر Fully developed در می‌آید.

در صورت پایین جریان پیشرفته در لوله به طور شماتیک نشان داده شده‌است . همانگونه که میبینید بعداز ارتفاع مشخصی لایه مرزی در کنار دیواره به یکدیگر رسیده و پروفیل سهمی صورت در باطن لوله صورت گرفته میباشد.

انجام پروژه فلوئنت مشابه سازی جریان در لوله

در کنار دیواره لوله سرعت سیال صفر بوده که‌این معنی شرط مرزی عدم لغزش یا این که No slip برروی دیوارهای لوله میباشد. به عبارت دیگر این شرط مرزی بیان مینماید در مجاروت یک دیواره ، سیال با به عبارتی سرعت دیواره جنبش مینماید به صورت نمونه در صورتی دیواره سیال با سرعت 5 متر بر ثانیه در سمت جنبش سیال آغاز به تکان نماید مقدار پروفیل سرعت در نزدیک دیوارهای لوله به همین مقدار است.

در مشابه سازی های عددی مقادیر سرعت در نزدیک دیوارها بسیار مهم بوده و باید اثرات این بخش به صدق مشابه سازی شود. به‌این مراد در مشابه سازی با فلوئنت از مش لایه مرزی یا این که به عبارتی Prism به کار گیری می‌گردد تا سرعت در نزدیک دیوارهای لوله در اپلیکیشن فلوئنت به صدق مشابه سازی شود.

به حساب آوردن ارتفاع جریان محل ورود برای انجام پروژه های انسیس فلوئنت

نکته دیگری که در صورت بالا دارای اهمیت میباشد ارتفاع محل ورود جریان پیشرفته و جریان به طور کامل پیشرفته میباشد. وقتی که سیال آیتم باز‌بینی از حیطه اولیه عبور می نماید دیگر تغییرات پروفیل سرعت نسبت به x را مشاهده نمیکنیم به همین ادله در‌این بخش اثرات لزجت از اهمیت بالایی برخوردار‌است.

با دقت به صورت بالا مقادیر le یعنی ارتفاع محل ورود جریان در هم اکنون بسط با دقت به فرمول ذیل برای دو جریان آهسته و مغشوش بدست می‌آید.

در‌حالتی که جریان در لوله به طور آهسته بوده فرمول نخستین گزینه استعمال قرار می گیرد . در غیر این فیس برای جریان های آشفته با دقت به رینولدز جریان مقادیر le بدست میاید. در سود در مشابه سازی عددی و انجام پروژه فلوئنت که در پی برروی آن مشاجره می‌کنیم می توانیم با دقت به مقادیر ارتفاع محل ورود جریان در وضعیت پیشرفته صحت مشابه سازی خویش را باز‌نگری کنیم.

دقت داشته باشید در جریان هایی که عدد رینولدز آنها معدود و در محدوده 10 میباشد ، ارتفاع بی بعد از آن پیشرفته بسیار نادر بوده و مقدار آن از ارتباط های بالا به حساب آوردن میگردد. البته برای رینولدز های فراتر به صورت نمونه 2000 ارتفاع حیطه پیشرفته از ارتباط ذیل بدست میاید.

فرمول احتساب ارتفاع جریان وردوی برای رینولدز های بالا

البته کلاً با اعتنا به رینولدزهای بالا در مکانیک سیالات نمودار رو به رو برای احتساب ارتفاع جریان محل ورود در انجام پروژه های انسیس فلوئنت گزینه به کارگیری قرار میگرد.

بدست آوردن عدد رینولدز برای انجام پروژه انسیس

برای بدست آوردن عدد رینولدز شما می‌توانید از فرمول مطرح گردیده در پی این مشاجره استعمال فرمایید همینطور وبسایت هایی مثل www.CFDonline.com می توانند با به دست آوردن محل ورود های رقم خورده برای سیال شما عدد رینولدز را مشخص و معلوم نمایند.

به حساب آوردن سرعت و گرادیان فشار در حیطه محل ورود

به حساب آوردن سرعت و گرادیان فشار در منطقه محل ورود کاری بسیار طاقت فرسا هست. این به عبارتی جایی میباشد که قابل انعطاف افزارهای مشابه سازی مثل اپلیکیشن فلوئنت به یاری استفاده کننده آمده و به ما در بدست آوردن این پارامترها یاری می‌نمایند. البته بعداز گذر پروفیل سرعت از بخش اولیه دیگر سرعت متعلق به شعاع بوده و میتوان به طور دستی سرعت را در هر محل دلخواه با توجه قابل قبولی به حساب آوردن کرد.

گرادیان های سرعت و فشار برای انجام پروژه دانشجویی با فلوئنت

خب تا این جا به بازبینی تئوری جریان در یک لوله پرداختیم. کاری که هرکاربر برای انجام پروژه فلوئنت بایستی انجام دهد تا به یک مشابه سازی ظریف رسد. دقت داشته باشید مشابه سازی فارغ از در حیث به چنگ آوردن مفاهیم و تئوری مساله فقط وصال به چند کانتورهای رنگی میباشد که هیچ قیمت علمی نداشته و عملا وقت هدر دادن می­باشد.

سفارش نویسنده این بوده که پیشین از انجام هر پروژه انسیس فلوئنت به باز نگری مفاهیم آن بپردازیم و با دیدی گشوده استارت به مشابه سازی در اپلیکیشن فلوئنت کنیم. بعداز باز‌بینی مفاهیم مرتبط با این مشابه سازی درحال حاضر می‌توانیم فرایند انجام این پروژه در فلوئنت را آغاز کنیم.

1- جور سازی هندسه

25%

نوع سازی هندسه برای انجام پروژه فلوئنت (جریان در یک لوله ) :

اولی گام در مشابه سازی یک پروژه در انسیس فلوئنت ، تولید جور هندسی است. خیلی از یوزرها فارغ از دقت به نکات مرتبط با این بخش آغاز به نوع سازی می نمایند. به صورت نمونه در مشابه سازی جریان در یک لوله در اپلیکیشن فلوئنت او‌لین موردی که به ذهن ما رسیده رسم یک لوله سه بعدی بوده که در غایت به پاسخ صحت نیز خوا هیم رسید.

البته هنر یک مهندس در معمولی سازی یک مساله فارغ از تغییر و تحول در خروجی آن هست به صورت نمونه با گزینش روش نخستین شما میباست هزینه وقتی و پردازشی بسیار متعددی برای این مشابه سازی بی آلایش در فلوئنت خرج فرمایید اما در صورتی‌که با ابزار axisymmetric در فلوئنت آشنا باشید می توانید با نوع سازی دو بعدی و تعداد سلول کمتر به پاسخ های ظریف گونه سازی سه بعدی برسید.

این شرط مرزی هنگامی استعمال می‌شود که هندسه و جریان تقارن محوری داشته باشد. به صورت نمونه برای مشابه سازی جریان در لوله با اعتنا به تقارن محوری داشتن هم جریان هم هندسه این شرط قادر است گزینه استعمال قرار گیرد. برای آغاز دسته سازی انسیس ورک بنچ را گشوده کرده و با اعتنا به صورت پایین toolbox مرتبط با تولید هندسه را ساخت می کنیم. ( اما می‌توانیم هندسه های خویش را از دیگر قابل انعطاف افزارهای مشابه سازی مثل کتیا ، سالیدورک و … نیز وارد کنیم )

انسیس ورک بنچ چه چیزی است

برای ترسیم هندسه در باطن انسیس ورک بنچ شما می‌توانید از دو اپلیکیشن پایین به کارگیری فرمائید.

ansys spaceclaim

Design modeler

طرز های تولید هندسه در انسیس ورک بنچ برای انجام پروژه های انسیس فلوئنت

ما درین پروژه انسیس فلوئنت از اپلیکیشن SpaceClaim به کارگیری می کنیم. همانگونه که در صورت ذیل معین شده‌است برای این لوله از قطر 30 میلیمتر و ارتفاع 500 میلیمتر مصرف شده میباشد. البته با دقت به به کار گیری از تقارن محوری تنها نصف قطر لوله نوع شده‌است. با دقت به معمولی بودن این پروژه فلوئنت مرحله نوع سازی ما به آسانی با کشیدن یک مستطیل به انتها میرسد . برای هندسه های پیچیده مثل توربین ، هواپیما یا این که یک اتومبیل بدون شک می بایست در جور سازی اشراف داشت و دوران متعددی صرف این گزینه کنیم .

ترسیم هندسه پروژه صورت گرفته با fluent

2- کانال بندی هندسه

50%

کانال بندی هندسه برای انجام پروژه انسیس فلوئنت :

بعد از رسم هندسه نوبت به کانال بندی پروژه فلوئنت متبوع می‌رسد. برای کانال بندی این هندسه میتوان از دو وضعیت کانال سازمان یافته و یا این که بی سازمان استفاده نمود. البته نکته حائض اهمیت به کارگیری از مش لایه مرزی یا این که به عبارت بی آلایش خیس مش مربعی در نزدیک دیوارهای لوله بوده میباشد. گذشته از تولید کانال بایستی آهسته یا این که آشفته بودن جریان گزینه باز نگری قرار گیرد. در‌صورتی‌که سیال مستعمل در‌این پروژه هوا در لحاظ گرفته شود که با سرعت 1 متر بر ثانیه وارد لوله ما گردد با مراجعه به لینک و پیوند پایین می توانیم عدد رینولدز را مشخص و معلوم کنیم :

برای به حساب آوردن عدد رینولدز کلیک فرمایید

چگونگی به حساب آوردن عدد رینولدز برای پروژه های فلوئنت

عدد رینولدز برابر 2000 بدست می‌آید که با در لحاظ به چنگ آوردن نصیب ابتدایی این نوشته‌ی‌علمی در حوزه‌ آهسته قرار می گیرد.

برای کانال بندی این مساله میتوان از دو ماژول ICEM CFD و یا این که Ansys meshing به کار گرفت. سفارش سردبیر به کار گیری از اپلیکیشن icem cfd هست زیرا توضیحات جامعی در برگه یادگرفتن این ماژول مندرج، در انجام این پروژه با فلوئنت از انسیس مشینگ استعمال کردیم.

برای مشاهده یادگرفتن ICEM CFD شایسته ترین و کاملترین اپلیکیشن کانال بندی اینجا کلیک نمائید

به‌این خواسته کافی میباشد اپلیکیشن جور سازی خویش را بسته و تیک سبز را ببینید. بعد از روش منو سمت چپ انسیس ورک بنچ ماژول مش (mesh) را ساخت کرده و با درگ و دراپ کردن هندسه میتوان رابطه ها که به طور خط در انسیس ورک بنچ نشان داده می شود را ساخت. حال دوبار بر روی مش کیک نمائید تا اپلیکیشن Ansys meshing گشوده شود. وارد این بخش گردیده و آغاز به کانال بندی می کنیم. برای کانال بندی ، مش سازمان یافته یا این که مش مربعی در فرمان فعالیت قرار می گیرد.

تولید مش در انسیس ورک بنچ

طریق به کار گیری از انسیس مشینگ

وقتی که اپلیکیشن انسیس مشینگ گشوده می‌گردد شما می توانید آغاز به ساخت موقعیت مرزی و کانال بندی فرمائید. برای ساخت موقعیت مرزی(Boundary Condition) در‌این اپلیکیشن می توانید از NameSlection استعمال فرمائید کافی میباشد بر روی مرز متبوع خویش راست کلیک نمائید و آنگاه برای آن یک نام تعیین نمائید این نام در نصیب حالت مرزی اپلیکیشن انسیس فلوئنت برای شما معلوم می گردد. برای این مساله موقعیت مرزی تحت را ساخت فرمایید.

وضعیت مرزی برای انجام پروژه دانشجویی انسیس

مدل وضعیت مرزی در فلوئنت به طور تحت است:

Boundary Condition

Name

Velocity Inlet

Inlet

Pressure Outlet

Outlet

Wall(No-Slip)

Wall

Axis

Axis

Fluid(air)

Fluid

همان گونه که بیان شده برای ساخت حالت مرزی برروی خط متبوع کیک فرمایید و آن را با اعتنا به جدول بالا اسم گزاری فرمایید.

اسم گذاری موقعیت مرزی پروژه های دانشجویی با فلوئنت

صد رد صد بخوانید #

حالت مرزی در فلوئنت - boundary conditions

بعد از اسم گزاری تمام وضعیت مرزی در نصیب سمت چپ در تحت شاخه nameselection بایستی کلیه این وضعیت مرزی مطابق صورت تحت معین گردیده باشد.

روش انجام پروژه انسیس

در مرحله بعدی کانال خویش را تولید میکنیم. به مراد ساخت کانال سازمان یافته از مورد Face meshing برای اعمال بر روی دسته خویش به کارگیری می کنیم. همینطور سایز کانال خویش را 1e-3 قرار می‌دهیم.

برای مش زنی پروژه های انسیس فلوئنت face meshing

بعد از بروز رسانی کانال مش جور به طور صورت تحت می‌شود.

نکته

برای احتساب با جزییات بیشتر پروفیل سرعت در کنار دیواره لوله از مش لایه مرزی یا این که inflation به کارگیری می کنیم. عامل این فعالیت احتساب ظریف گرادیان سرعت در نزدیک دیوارهای گونه بوده میباشد. و در جریان آشفته با دقت به تلاطم جریان و اهمیت وای پلاس برروی دیوارهای نوع طول سلول اولیه به حساب آوردن می­شود. تنها اعتنا به‌این نکته حائز اهیمت است وقتی که از Face meshing استعمال میگردد نمیتوان از inflation نیز بهره برد. و زیرا این موضوع یک مثال پروژه انسیس فلوئنت می‌باشد ما وارد جزئیات کانال بندی نمی شویم. درحال حاضر به نصیب سوم انجام پروژه انسیس فلوئنت میرسیم یعنی به سراغ خویش اپلیکیشن انسیس فلوئنت رفته و پیکربندی این بخش را با یکدیگر بازبینی کنیم.× بستن هشدار

3- مرحله محاسبه

75%

مرحله آنالیز در انجام مشابه سازی با انسیس فلوئنت

اعتنا فرمائید در‌صورتی‌که که کانال شما تیک سبز نداشته، روی ماژول انسیس مشینگ راست کلیک نمائید و آیتم برروز رسانی را بزنید. با تعیین transfer data to ماژول fluent را گزینش میکنیم. برروی Setup کلیک کرده و وارد اپلیکیشن انسیس فلوئنت میشویم.

حل پروژه با فلوئنت

در قدم‌بعدی وارد اپلیکیشن فلوئنت گردیده و شکیبایی فرمائید تا کانال شما باطن این اپلیکیشن بار گذاری شود. در بخش setup اپلیکیشن فلوئنت آیتم های مختلفی موجود است که هرمورد رو غیروابسته تهیه می کنیم.

1- مطابق توضیحات پایین نصیب جنرال General را تهیه و تنظیم فرمائید. حل صورت گرفته برای انجام این پروژه فلوئنت به طور pressure base است. اکثر اوقات مشابه سازی های انجام یافته در اپلیکیشن فلوئنت با حلگر فشار پایه قابل اجرا بوده مگر وقتی که تغییرات چگالی به شدت بالا باشد بعد از حلگر چگالی اساس به کار گیری می کنیم.

اعتنا داشته باشید در نصیب جنرال تیک مرتبط با axisymmetric را فعال فرمائید. با اعتنا بدین که نیروی وزن مهم نبوده جاذبه درین مشابه سازی فعال نمی­ شود. دقت نمائید در چهره راه‌اندازی نیروی جاذبه پاسخ های پایانی تغییر تحول نمی نماید.

پیکربندی نصیب جنرال اپلیکیشن فلوئنت

2- در نصیب بعدی نیاز به تهیه و تنظیم ویژگی ها جور Models مشابه سازی هست در‌این پروژه فلوئنت با دقت بدین که جریان آهسته یا این که laminar میباشد جور های توربولانسی فعال نمی‌شود. بقیه مناطق نیز فارغ از تغییر و تحول باقی میماند.

تهیه نصیب دسته models در فلوئنت

3- متریال مستعمل درین پروژه هوا بوده که با دقت به ماخ تحت یک این مشابه سازی چگالی آن را اثبات فرض می‌کنیم.

پیکربندی منوی متریال در فلوئنت

4- اینک پیکربندی مرتبط با حالت مرزی boundary conditions را درین پروژه دانشجویی فلوئنت انجام می‌دهیم. با اعتنا به جدول روایت شده برای محل ورود شرط مرزی سرعت و برای خروجی شرط مرزی فشار در لحاظ می‌گیریم. البته شرط مرزی axis نیز روی محور تقارن قرار می گیرد. برای سرعت محل ورود نیز عدد یک متر بر ثانیه را تهیه و تنظیم فرمایید.

منوی موقعیت مرزی در انجام پروژه با انسیس فلوئنت

5- درحال حاضر به سراغ تهیه و تنظیم حلگر یعنی solution methods می رویم . برای این مشابه سازی در فلوئنت از حلگر Simple با گسسته سازی جایگاه دوم به کار گیری می‌کنیم. و در نصیب Run calculation تعداد تکرارهای حل را معلوم می کنم. دقت داشته باشید که تعداد تکرارها بایستی به اندازه کافی برای همگرا شدن حل تعیین گردد. یکی تقریبی برای مثال 500 گزینش می‌کنیم و چنانچه در انتها حل به حاصل صدق نرسیدیم عدد بزرگتری گزینش می‌کنیم.

گزینش حلگر برای حل قضیه فلوئنت

4- باز‌بینی نتیجه ها

100%

مرحله پردازش نتیجه ها در انجام پروژه با فلوئنت

بعداز همگرا شدن حل به باز‌بینی حاصل حل میپردازیم. در بالا کانتور سرعت گزینه باز نگری قرار می‌گیرد. برای مشاهده نتیجه ها از اپلیکیشن CFDpost یا این که تک پلات می توانیم به کارگیری کنیم. که سی اف دی پست را تعیین می کنیم. در صورت پایین کانتور سرعت در حین لوله نشان داده شده‌است همان گونه که می‌بینیم کانتور سرعت بعد از طی فاصله le به طور تماما پیشرفته شده‌است.

بررسی انجام پروژه انسیس فلوئنت با cfdpost

در اوایل نوشته ی علمی توضیح دادیم که بعد از طی مسافتی معلوم، پروفیل سرعت در زمان لوله صرفا برحسب r تغییر می کند در‌پی این پروفیل در زمان لوله ترسیم شده میباشد. همانگونه که به چشم می‌خورد این پروفیل دقیقا مطابق با نصیب نخستین این نوشته ی علمی بدست آمده میباشد. شما می‌توانید به مراد اعتبارسنجی این پروژه از ارتباط ها تجربی برای بدست آوردن ارتفاع منطقه پیشرفته به کار گیری فرمائید.

اعتبار سنجی نتیجه ها پروژه دانشگاهی انجام یافته با انسیس فلوئنت

دقت داشته باشید این انجام پروژه با فلوئنت تنها جنبه آموزشی داشت و انگیزه فراگیری انجام یک پروژه معمولی در انسیس فلوئنت و یک جور سازی صحیح بود. برای کسب داده ها تخصصی و فراگیری فلوئنت می‌توانید با کلیک بر لینک و پیوند ذیل وارد بخش عصر فراگیری فلوئنت ما گردید.

برای کسب داده ها طولانی تر نسبت به زمان فراگیری فلوئنت کلیک نمایید

فیض گیری کلی پروسه انجام پروژه با فلوئنت

برای یک مشابه سازی چیره در فلوئنت می بایست فرآیند پایین را طی فرمائید: 1- بازبینی و چک مشابه سازی از نگاه تئوری(قرائت مقاله ها گوناگون در منطقه عمل) 2- نوع سازی صحیح(بی آلایش سازی جور مشابه سازی و نوع سازی با روئت کرد سیالاتی) 3- کانال بندی صحیح(عدم پریدن کانال-به کار گیری از مش لایه مرزی-باز بینی کیفیت کانال) 4- نظارت با اعتنا به وضعیت مشابه سازی 5- پردازش حاصل(مهم‌ترین بخش یک مشابه سازی باز بینی صدق آن است)

منبع: https://fluentcfd.ir/%D9%85%D8%B9%D8%B1%D9%81%DB%8C-%D9%86%D8%B1%D9%85-%D8%A7%D9%81%D8%B2%D8%A7%D8%B1-%D8%A7%D9%86%D8%B3%DB%8C%D8%B3-%D9%81%D9%84%D9%88%D8%A6%D9%86%D8%AA/