نرم افزار انسیس فلوئنت (مقدماتی)

توضیحات تکمیلی:

انسیس فلوئنت چیست؟

نرم افزار اجزای محدود ansys fluent جزو نرم افزارهای عددی جهت محاسبات دینامیک سیال (محاسبه توزیع تنش، کرنش و جابجایی در سازه های مکانیکی (خرپا، تیر، قاب، ورق، پوسته و جسم سه بعدی)) است. در واقع با استفاده از این نرم افزار، تغییر شبکه به طور کامل و همچنین تحلیل جریان با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) برای هندسه های پیچیده، امکان پذیر است. 

اگر قصد دارید در زمینه شبیه سازی مکانیک سیالات و انتقال حرارت فعالیت کنید، دوره آموزش انسیس فلوئنت مقدماتی به شما پیشنهاد می‌شود چرا که نهایت هنر برنامه نویسی جهت مدلسازی جریان های دو بعدی و سه بعدی و انتقال حرارت در این نرم افزار ظهور یافته است. 

این نرم افزار با استفاده از زبان برنامه نویسی C نوشته شده و از قابلیت های این زبان برنامه نویسی بهره می‌برد. در نتیجه می توان گفت کنترل محاسبات به طور منعطف انجام می‌گیرد و داده ها و اطلاعات، ساختار مناسبی دارند. انسیس فلوئنت دارای رابط کاربری گرافیکی پیشرفته و کاربرپسندی است که امکان تعریف و تنظیم مسائل به صورت گام‌به‌گام و تعاملی را فراهم می‌کند. الگوریتم‌ها و مدل‌های موجود در ANSYS Fluent از دقت بالایی برخوردار هستند و با نتایج تجربی متعددی اعتبارسنجی شده‌اند.

تفاوت نسخه قدیمی و جدید

لازم به ذکر است که در ورژن های قدیمی نرم افزار فلوئنت، ابتدا به وسیله یک نرم افزار کمکی نظیر CAD یا Gambit هندسه جریان را مشخص کرده و در نهایت عمل مش بندی انجام می گیرد اما در نسخه های جدید این نرم افزار که مجموعه انسیس (ANSYS) منتشر کرده است، به نرم افزار کمکی شبکه بندی هیچ نیازی نیست. این نرم افزار با محیط های مختلف انسیس مرتبط است لذا برای تحلیل مسائل FSI گزینه مناسبی به نظر می‌رسد.

مزایا و امکانات نرم افزار انسیس فلوئنت

• پوشش گسترده قابلیت‌ها: ANSYS Fluent قابلیت تحلیل طیف وسیعی از مسائل CFD را دارد، از جمله جریان‌های تراکم‌پذیر و تراکم‌ناپذیر، جریان‌های چندفازی، انتقال حرارت، احتراق، و واکنش‌های شیمیایی.

• دقت بالا و اعتبارسنجی گسترده: الگوریتم‌ها و مدل‌های موجود در ANSYS Fluent به دقت بالایی برخوردار هستند و با نتایج تجربی متعددی اعتبارسنجی شده‌اند.
• مدل‌های فیزیکی پیشرفته: ANSYS Fluent دارای مدل‌های پیشرفته برای مسائل پیچیده مانند مدل‌های توربولانسی، مدل‌های چندفازی (مانند مدل‌های اویلری-اویلری و لاگرانژی-اویلری)، مدل‌های احتراق و واکنش‌های شیمیایی است.
• رابط کاربری قدرتمند: این نرم‌افزار دارای رابط کاربری گرافیکی پیشرفته و کاربرپسندی است که امکان تعریف و تنظیم مسائل به صورت گام‌به‌گام و تعاملی را فراهم می‌کند.
• یکپارچگی با دیگر ابزارهای ANSYS: ANSYS Fluent به راحتی با دیگر ابزارهای ANSYS مانند ANSYS Mechanical برای تحلیل‌های چندرشته‌ای (مانند تحلیل‌های سیالات-سازه‌ای) و ANSYS CFX برای تحلیل‌های CFD قابل ترکیب است.
• امکانات موازی‌سازی: ANSYS Fluent از امکانات محاسبات موازی پشتیبانی می‌کند که این امکان را فراهم می‌آورد تا محاسبات حجیم و پیچیده در زمان کوتاه‌تری انجام شوند.

• پشتیبانی و جامعه کاربری بزرگ: ANSYS Fluent از پشتیبانی قوی و جامعه کاربری بزرگی برخوردار است که شامل مقالات، مستندات، فروم‌ها و منابع آموزشی متعددی می‌شود.

پیش نیاز

 لازم است قبل از ثبت نام و شروع دوره، اطلاعات کاملی در زمینه ترمودینامیک، سیالات، انتقال حرارت، روش های عددی در حل معادلات و همچنین دینامیک محاسباتی داشته باشید.

نحوه ارائه آموزش انسیس فلوئنت

دوره آموزش نرم افزار فلوئنت شامل دو قسمت است. در وهله اول به آموزش اولیه نرم افزار شامل موارد اصلی و اصول حاکم بر نرم افزار می‌پردازد. در وهله دوم به منظور ارتقاء سطح علمی آموزش سه پروژه صنعتی که بتواند تقریبا کل مسائل مربوط به نرم افزار را شامل شود، ارائه می‌گردد.

به منظور ارتقاء سطح علمی دوره فلوئنت مقدماتی، مجموعه از تمرین‌هایی به صورت جداگانه تعریف می شود. علت این امر ایجاد تکاپو و اشتیاق در آموزش، جلوگیری از افزایش ساعت آموزش (ممکن است حجم آموزش سه یا چهار برابر شود) و همچنین ایجاد فایل های پیوست برای آموزش و فروش جداگانه آن است. لذا تدریس با همان سه مثال صنعتی جلو می رود که البته نرم افزار به صورت کامل توضیح داده می شود و فایل های پیوست به صورت جداگانه با توجه به مثال‌های اضافی که تدوین می شود ارائه خواهد شد.

بدین منظور همیشه می‌توان فایل‌های پیوست را اضافه نمود، چرا که محتوای تدریس مشخص است و به صورت جداگانه ارائه شده ولی محتوای پیوست که مثال های اضافه است، می‌تواند در هر بازه زمانی افزایش یابد که این خود یک نوآوری آموزش محسوب شود.

منابع مورد استفاده برای تدریس آموزش فلوئنت مقدماتی

 دوره آموزش نرم افزار فلوئنت مطابق استانداردهای مهندسی مکانیک و کتب مناسب (مکانیک سیالات و آیرودینامیک) ارائه شده است.

کاربرد نرم افزار فلوئنت

طبیعتا نرم افزار قدرتمندی مانند Fluent که دارای قابلیت‌های ویژه‌ی فراوانی است، در صنعت کاربرد بسیاری خواهد داشت که در ادامه به برخی از آن‌‌ها اشاره می‌شود:

• صنایع هوافضا
• نفت و گاز
• صنایع خودروسازی
• صنایع الکترونیک
• تجهیزات پتروشیمی
• طراحی معماری و تحقیقات آتش
• مبدل حرارتی

دیگر قابلیت های نرم افزار

با آموزش نرم افزار فلوئنت ، قادر به مدل سازی جریان های دائم و غیر دائم، مغشوش، لزج و غیر لزج، حرکت ذرات جامد و مایع در فاز پیوسته خواهید بود.

سرفصل های آموزش انسیس فلوئنت مقدماتی

• آشنایی با کلیات شبیه سازی جریان در Fluent

1. آشنایی با نرم افزار
2. کاربردهای نرم افزار
3. روند کلی انجام یک شبیه سازی
4. آکلیات مدل سازی جریان در مجاورت دیوار و لایه مرزی
5. آشنایی با مدل های توربولانسی

• تولید شبکه

1. کیفیت شبکه
2. تولید شبکه برای جریان آرام
3. شیوه محاسبه ارتفاع لایه مرزی و تولید شبکه مناسب در جریان آرام
4. تولید شبکه مناسب برای جریان آشفته
5. محاسبه ارتفاع شبکه مرزی در جریان آشفته
6. ایجاد و استخراج شبکه مناسب برای شبیه سازی جریان آرام

• شبیه سازی در آموزش نرم افزار فلوئنت

1. انواع حل گر در فلوئنت (Pressure-Based, Density Based)
2. آمحیط New Fluent Experience
3. تنظیمات میدانی و انتخاب حل گر برای شبیه سازی انتقال حرارت
4. تنظیمات شرایط مرزی حرارتی
5. شیوه انتخاب مواد
6. شبیه سازی مربوط به هدایت حرارتی و استخراج کانتورهای اولیه

• شبیه سازی جریان تراکم پذیر

1. تشریح شیوه ایجاد خاصیت ماده غیرثابت
2. آشنایی با نحوه محاسبه و اعمال شدت آشفتگی جریان
3. آشنایی با کلیات شیوه های گسسته سازی و توضیح موارد استفاده از هرکدام از روش ها (First Order, Second Order, ….)
4. آشنایی با کلیات روش های درون یابی فشار و چگالی
5. تشریح شیوه ایجاد خروجی داده
6. آشنایی با مفهوم Adapt Region در انتخاب نواحی میدانی
7. تشریح شیوه اعمال شرایط اولیه در دوره فلوئنت مقدماتی
8. شرح نحوه انجام تنظیمات حل وابسته به زمان
9. آشنایی با نحوه وارد کردن نتایج به محیط CFD-Post
10. آشنایی با نحوه استخراج کانتور، وکتور و انیمیشن

• شبیه سازی جریان روی دسته لوله

1. مفهوم شرط مرزی Symmetry و Periodic
2. بخش Console در اعمال دستورات
3. ایجاد شرط مرزی Periodic از کنسول
4. ایجاد شرط مرزی Periodic با استفاده از مفهوم Interface
5. حل شبیه سازی جریان روی دسته لوله ها و استخراج کانتورهای متناسب
6. شرح شیوه استخراج نمودار

• شبیه سازی جریان دوفازی

1. آشنایی با انواح حل گر چندفازی (Multiphase Flows, Discrete Phase , Solidification and Melting)
2. آشنایی با کاربرد هریک از حل گر های چندفازی
3. آشنایی با زیرمجموعه های اصلی حل گر Multiphase شامل VOF, Mixture و Eulerian
4. حل مثال اختلاط دو جریان با شیوه VOF
5. تشریح تنظیمات VOF شامل نحوه اعمال فازها
6. استخراج انیمیشن متناسب از اختلاط دو جریان
7. وارد کردن ذره به میدان و اعمال تنظیمات مربوط به آن
8. تنظیمات مربوط به Injection ذره

• آشنایی با مبحث Expression در آموزش انسیس فلوئنت

1. معرفی کلی بخش Named Expression
2. جریان آرام با ورودی سرعت وابسته به شعاع
3. جریان آرام با ورودی سرعت وابسته به زمان با تابع سینوسی
4. جریان آرام داخل لوله با انتقال حرارت در دیوار