CFD EXPERTS

🔵 #خودآموز شماره ۹ با نام «مدل‌سازی جریان در محیط متخلخل» عنوان خودآموز جدیدی است که هم‌اکنون در وب‌سایت CFD EXPERTS قابل مشاهده و دانلود است. ✅ در بسیاری از کاربردهای صنعتی ازجمله فیلترها، بسترهای کاتالیزوری و صنایع بسته‌بندی از #محیط_متخلخل استفاده می‌شود. این خودآموز نحوه شبیه‌سازی جریان گاز عبوری از یک محیط متخلخل را نشان می­‌دهد. ✅ مسئله‌ای که در این خودآموز حل می­‌شود، مسئله عبور جریان گاز از یک مبدل کاتالیزوری است. مبدل­‌های کاتالیزوری عموما در تصفیه آلاینده­‌های موتورهای بنزینی و دیزلی با تبدیل آلاینده‌­­های خروجی خطرناک به مواد قابل قبول استفاده می‌­شوند. این آلاینده‌ها شامل مونواکسید کربن (CO)، اکسیدهای نیتروژن (NOx) و سوخت‌های هیدروکربنی که به‌صورت ناقص سوخته‌اند، می‌شوند. آلاینده‌های گازی خروجی به سمت Substrate هدایت می‌شوند که در حقیقت سازه‌ای سرامیکی است که با یک کاتالیزور فلزی مانند پلاتین یا پالادیوم پوشش‌دهی شده است. ✅ ماهیت جریان گاز خروجی عامل مهمی در تعیین عملکرد مبدل کاتالیزوری است. از طرف دیگر گرادیان فشار و توزیع سرعت در مبدل کاتالیزوری از اهمیت ویژه­‌ای برخوردارند. بنابراین تجزیه‌وتحلیل‌های CFD کمک شایانی به طراحی مبدل­‌های کاتالیزوری می‌کنند. با مدل­‌سازی جریان گاز خروجی، افت فشار و یکنواختی جریان در مبدل را می‌­توان مشخص کرد. در این خودآموز، از فلوئنت برای مدل‌­سازی جریان گاز نیتروژن عبوری از یک مبدل کاتالیزوری و بررسی میدان جریان در آن استفاده می­‌شود. ✅ گاز نیتروژن با سرعت یکنواخت ۲۲٫۶ متر بر ثانیه وارد مبدل می‌شود و پس از عبور از قسمت سرامیکی یکپارچه که کانال‌های مربعی‌شکلی دارد، از مبدل خارج می‌­شود. در حالی که جریان در ورودی و خروجی آشفته است، جریان در Substrate آرام است و به کمک ضرایب افت لزجی و اینرسی در امتداد محور ورودی مدل خواهد شد. Substrate از جهات دیگر نفوذناپذیر است. این ویژگی به کمک ضرایب افتی که سه مرتبه بزرگی بزرگ‌تر از جهت اصلی جریان است، مدل‌­سازی خواهد شد. ✅ این خودآموز به شما یاد می‌دهد که چگونه: ♦️ یک ناحیه متخلخل با مقاومت مناسب ایجاد کنید، ♦️ با استفاده از حل­‌گر (Solver) فشار­-مبنا جریان گاز عبوری از یک مبدل کاتالیزوری را شبیه‌سازی کنید، ♦️ توزیع فشار و سرعت را روی صفحات خاصی از هندسه ترسیم کنید، ♦️ با استفاده از نمودارهای X-Y و گزارش‌های عددی، افت فشار جریان در عبور از مبدل و میزان غیریکنواختی جریان را در سطح مقطع‌هایی از هندسه محاسبه کنید. ✅ واژه‌های کلیدی: محیط متخلخل، آلاینده‌ها، اتومبیل، مبدل کاتالیزوری، فلوئنت، افت فشار، توزیع سرعت www.cfdexperts.net @cfdexperts

🔵 #نکته ✅ برای Initialization در شبیه‌سازی محیط متخلخل، روش استاندارد پیشنهاد می‌شود. گزینه پیش‌فرض یعنی Hybrid، خصوصیات محیط متخلخل را در نظر نمی‌گیرد و بسته به شرایط مرزی ممکن است یک میدان سرعت اولیه غیرواقعی تولید کند. برای شبیه‌سازی محیط متخلخل، روش Hybrid تنها در صورتی باید استفاده شود که گزینه Maintain Constant Velocity Magnitude در قسمت Hybrid Initialization فعال شده باشد. ✅ تصویر پیوست، یک مبدل کاتالیزوری را نشان می‌دهد که در آن با استفاده از #محیط_متخلخل آلاینده‌های خروجی موتور اتومبیل کاهش می‌یابد. www.cfdexperts.net @cfdexperts

🔵 فهرست خودآموزهای نرم‌افزار Fluent در وب‌سایت CFD EXPERTS ✅ یکی از بهترین راه‌های یادگیری یک نرم‌افزار، استفاده از خودآموز (Tutorial) است. در خودآموز یادگیرنده در عمل با یک مسئله واقعی مواجه و قدم‌به‌قدم تا حل کامل آن مسئله راهنمایی می‌شود. ✅ برای انجام خودآموزها یک سری فایل ورودی مثل هندسه یا مش مورد نیاز است که توسط گروه CFD EXPERTS تهیه شده است و در اختیار شما قرار می‌گیرد. ✅ این مجموعه خودآموز توسط گروه CFD EXPERTS در انسیس فلوئنت 2021R1 انجام شده‌اند. ✅ در انتهای هر خودآموز یک سری تمرین توسط گروه CFD EXPERTS طراحی و گنجانده شده است تا روند یادگیری شما با انجام آن‌ها تکمیل شود. ✅ فایل‌های نهایی هر خودآموز و نیز فایل‌های تمرین‌ها در اختیار شما قرار می‌گیرد تا در صورت نیاز بتوانید از آن‌ها برای رفع اشکال استفاده کنید. 🔵 فهرست خودآموزها خودآموز شماره ۱: راهنمای استفاده از فلوئنت در محیط ورک‌بنچ با حل جریان سیال و انتقال حرارت در یک زانویی مخلوط‌کننده خودآموز شماره ۲: تحلیل پارامتریک در محیط ورک‌بنچ با استفاده از فلوئنت خودآموز شماره ۳: جریان سیال در یک منیفولد اگزوز خودآموز شماره ۴: جریان سیال و انتقال حرارت در یک زانویی مخلوط‌کننده خودآموز شماره ۵: پس‌پردازش در فلوئنت خودآموز شماره ۶: مدل‌سازی جریان و انتقال حرارت متناوب خودآموز شماره ۷: مدل‌‌‌‌‌‌‌‌سازی جریان تراکم‌پذیر خارجی حول یک ایرفویل خودآموز شماره ۸: مدل‌سازی جریان تراکم‌پذیر گذرا در یک نازل خودآموز شماره ۹: مدل‌سازی جریان در محیط متخلخل خودآموز شماره ۱۰: مدل‌سازی انتقال حرارت تشعشعی و جابه‌جایی آزاد خودآموز شماره ۱۱: راهنمای استفاده از دستگاه مختصات چرخان واحد در یک کویتی خودآموز شماره ۱۲: راهنمای استفاده از دستگاه‌های مختصات چندگانه در یک پمپ گریز از مرکز خودآموز شماره ۱۳: راهنمای استفاده از مش‌های لغزنده برای تحلیل کمپرسور محوری خودآموز شماره ۱۴: راهنمای استفاده از مش‌های Overset و دینامیک #خودآموز #Tutorial www.cfdexperts.net @cfdexperts

برای آشنایی اولیه با CFD و نرم‌افزار Fluent، توصیه می‌شود مطالب زیر را به ترتیب مطالعه کنید: ✅ مقاله آموزشی شماره ۱: تاریخچه مختصر CFD ✅ مقاله آموزشی شماره ۲: دینامیک سیالات محاسباتی یا CFD چیست؟ ✅ مقاله آموزشی شماره ۳: اهمیت و کاربردهای CFD ✅ مقاله آموزشی شماره ۴: مراحل شبیه‌سازی جریان سیال به کمک CFD ✅ مقاله آموزشی شماره ۵: شبکه محاسباتی ✅ مقاله آموزشی شماره ۶: نوشتار اندیسی ✅ مقاله آموزشی شماره ۷: معادلات حاکم بر دینامیک سیالات (معادلات ناویر-استوکس) ✅ مقاله آموزشی شماره ۸: روش‌های کلی گسسته‌سازی معادلات حاکم بر جریان سیال ✅ مقاله آموزشی شماره ۹: شرایط مرزی ✅ مقاله آموزشی شماره ۱۰: مدل‌سازی آشفتگی #مقاله_آموزشی www.cfdexperts.net @cfdexperts

🔵 اهمیت و انواع #شبکه در CFD ✅ یکی از مراحل اصلی در شبیه‌سازی جریان به کمک CFD، تولید شبکه در دامنه محاسباتی است. کیفیت شبکه تاثیر بسیار زیادی در دقت و پایداری حل دارد. بنابراین لازم است با صرف وقت و حوصله کافی و با توجه به ماهیت مسئله، شبکه مناسبی تولید شود وگرنه در حین حل ممکن است با انواع و اقسام خطاهای نرم‌افزاری یا کدنویسی مواجه شوید و یا دقت نتایج مناسب نباشد. ✅ ویژگی‌های یک شبکه با کیفیت 🔹از ناپیوستگی و پرش در اندازه سلول‌ها به‌شدت پرهیز شود، زیرا باعث مشکلات جدی در پایداری حل می‌شود. همچنین لازم است تغییر اندازه سلول‌ها در تمام جهات به‌صورت پیوسته صورت گیرد. 🔹انحراف سلول‌ها از سلول ایده‌آل حداقل باشد. زاویه بین لبه‌های متوالی سلول نباید از حالت تعامد فاصله زیادی داشته باشد و اصطلاحا Orthogonality سلول‌ها لازم است زیاد باشد. 🔹از سلول‌هایی که یک یا چند لبه آن‌ها بسیار کوچک باشد، پرهیز شود. استفاده از این‌گونه سلول‌ها که ضریب منظری بالایی دارند، فقط در لایه مرزی مجاز است. 🔹اگر سلول‌ها تورفتگی یا تداخل داشته باشند، منجر به سطح یا حجم منفی می‌شود و مش دیگر قابل استفاده نخواهد بود. 🔹مش با سلول‌های شش‌وجهی، خصوصا اگر خطوط شبکه هم‌راستا با جریان باشند، منجر به حل دقیق‌تری می‌شود. 🔹مش باید به نحوی ریز شده باشد که تمام اتفاقات جریانی داخل میدان حل به‌درستی شبیه‌سازی شوند. 🔹در مجاورت دیواره‌ها مش باید به‌اندازه کافی ریز شود تا لایه مرزی به‌درستی مدل‌سازی شود. در لایه مرزی استفاده از سلول‌های quad، hex و prism/wedge بر سلول‌های tri، tet و pyramid ارجحیت دارد. 🔹مقدار Equiangle Skewness را تا جایی که می‌توان باید کم کرد: برای سلول‌های hex و quad این کمیت نباید بیش‌تر از 0.85 باشد، برای سلول‌های tri این کمیت نباید بیش‌تر از 0.85 باشد، برای سلول‌های tet این کمیت نباید بیش‌تر از 0.9 باشد، 🔹تغییر موضعی در اندازه سلول‌ها را تا جایی که می‌توان باید کم کرد. سلول‌های مجاور نباید نسبت اندازه (Size Ratio) بیش‌تر از 20 درصد داشته باشند. احراز شرایط بالا در جریان‌ها و مناطقی که گرادیان شدید وجود دارد، دارای اهمیت بیش‌تری می‌شود. ✅مطالب بالا قسمتی از مقاله آموزش شماره ۵ وب‌سایت CFD EXPERTS با نام «شبکه محاسباتی» است. برای مطالعه کامل این مقاله به این لینک مراجعه کنید. www.cfdexperts.net @cfdexperts

🔵 راهنمای بررسی #همگرایی حل در CFD ✅ معیار مشخصی برای قضاوت در مورد همگرایی حل وجود ندارد. تعریف و استفاده از مفهوم باقی‌مانده‌ها اگرچه در یک سری مسائل می‌تواند مفید باشد، ولی در برخی مسائل دیگر ممکن است منجر به قضاوت اشتباه در مورد همگرایی شود. بنابراین پیشنهاد می‌شود برای قضاوت در مورد همگرایی تنها به بررسی باقی‌مانده‌ها اکتفا نشود و از رسم و بررسی برخی کمیت‌های انتگرالی (انتگرال یک کمیت روی یک منحنی، سطح یا حجم و عدم تغییر مقدار آن با تغییر تکرارهای حل) و بررسی بالانس جرم و انرژی نیز استفاده شود. ✅ سه مشخصه وجود دارد که نشان‌دهنده همگرایی حل است: 🔹باقی‌مانده‌ها تا حد مناسبی کم شوند. 🔹باقی‌مانده‌ها به حد همگرایی مشخص‌شده برسند. در فلوئنت مقدار پیش‌فرض حد همگرایی برای تمام باقی‌مانده‌ها به‌جز انرژی ۱۰ به توان ۳- و برای معادله انرژی ۱۰ به توان ۶- است. 🔹حل با انجام تکرارهای بیش‌تر تغییر نکند. گاهی اوقات ممکن است باقی‌مانده‌ها تا حد همگرایی مشخص‌شده کم نشوند، ولی رسم و بررسی برخی کمیت‌های انتگرالی میدان حل نشان دهد که با انجام تکرارها تغییر محسوسی در میدان حل ایجاد نمی‌شود. این حل هم می‌تواند همگرا در نظر گرفته شود. 🔹بالانس کلی جرم، مومنتم، انرژی و سایر کمیت‌های اسکالر مرتبط حاصل شود. شما می‌توانید بالانس کلی جرم، مومنتم، انرژی و سایر کمیت‌های اسکالر را با استفاده از پنجره Flux Reports بررسی کنید. این پنجره در نمودار درختی از مسیر Results/Reports/Fluxes قابل دسترسی است. برای حل همگرا، میزان عدم بالانس کلی باید کم‌تر از ۰٫۲ درصد شار کلی در دامنه حل باشد. ✅ این نکته قسمتی از خودآموز شماره ۱ از وب‌سایت cfdexperts.net با نام «راهنمای استفاده از فلوئنت در محیط ورک‌بنچ با حل جریان سیال و انتقال حرارت در یک زانویی مخلوط‌کننده» است که می‌توانید آن را با مراجعه به این لینک مشاهده و به همراه تمام فایل‌های پروژه ورک‌بنچ به صورت رایگان دانلود فرمایید. ✅ آدرس وب‌سایت: https://cfdexperts.net/ ✅ لینک کانال تلگرام: https://t.me/cfdexperts ✅ لینک صفحه اینستاگرام: https://www.instagram.com/cfdexperts #نکته‌ای_ظریف

✅ وب‌سایت CFD EXPERTS با هدف آموزش، مشاوره و انجام پروژه در حوزه CFD راه‌اندازی شده است. این وب‌سایت هم‌اکنون شامل مقالات آموزشی رایگان در حوزه CFD و نیز مثال‌ها و خودآموزهای متنوعی در این زمینه است. https://cfdexperts.net/ ✅ برای مشاهده مقالات آموزش روی این لینک کلیک کنید. ✅ برای مشاهده خودآموزها روی این لینک کلیک کنید. ✅ ما قصد داریم به جایگاهی برسیم که بتوانیم پاسخ‌گوی تمام نیازهای محققان و دانشجویان در حوزه CFD باشیم. این مهم نیازمند حمایت شما کاربران عزیز است. قسمت‌های جذاب و متنوعی برای CFD EXPERTS در نظر گرفته شده است که به مرور رونمایی خواهند شد. انجام فعالیت‌های اصیل، دقیق و با سطح کیفی بالا و همچنین پشتیبانی منظم و مسئولانه محصولات، از مهم‌ترین اهداف CFD EXPERTS است. ✅ آدرس وب‌سایت: https://cfdexperts.net/ ✅ لینک کانال تلگرام: https://t.me/cfdexperts ✅ لینک صفحه اینستاگرام: https://www.instagram.com/cfdexperts