آموزش فلوئنت (ANSYS FLUENT)

نرم‌افزار ANSYS Fluent قدرتمندترین نرم‌افزار تحلیل دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) است که توانایی انجام هر سه مرحله پیش پردازش، پردازش و پس پردازش را به صورت یکپارچه دارد. در آموزش فلوئنت جنبه‌های مختلف و توانایی‌های این نرم‌افزار در تحلیل مسائل مختلف سیالاتی پوشش داده می‌شود.
نرم‌افزار فلوئنت (Fluent) را می‌توان به‌نوعی رهبر نرم‌افزار‌های CFD جهان دانست که با تکیه‌بر توانایی‌های ساختاری نرم‌افزار در شبیه‌سازی انواع مختلف از مسائل مرتبط با دینامیک سیالات توانسته جایگاه مستحکمی رابین محققین و مهندسین به دست آورد. ویژگی‌های برتر و قدرتمندی که در ادامه به آن‌ها خواهیم پرداخت، اهمیت آموزش فلوئنت و یادگیری آن را در حوزه سیالات و انتقال حرارت و… را دو چندان کرده است.

دینامیک سیالات محاسباتی شیوه‌ای از حل ریاضی است که از آن برای تحلیل مسائل سیالاتی با تکیه بر معادلات ناویراستوکس استفاده می‌شود. معادلاتی از نوع دیفرانسیلی جزئی که انتقال مونتوم، جرم و حرارت را وصف می‌کنند و هیچگونه حل تحلیلی به‌صورت کلی ندارند. سایر معادلاتی که برای وصف فرآیند‌های دیگر همچون احتراق یا آشفتگی جریان وجود دارند نیز اغلب می‌توانند در کنار معادلات ناویراستوکس به روش دینامیک سیالات محاسباتی تحلیل شوند. نرم‌افزار فلوئنت به حل این دسته از معادلات می‌پردازد.

نرم افزار Fluent (فلوئنت) قابلیت شبیه سازی طیف وسیعی از مسائل سیالاتی را داراست:

• شبیه سازی جریان های آرام و آشفته
• فروصوت، صوتی و فراصوتی
• شبیه سازی انواع مکانیزم های انتقال حرارت
• شبیه سازی انتقال جرم
• جریان های چندفازی
• تحلیل جریان سیالات نیوتونی و غیر نیوتونی و .. را به صورت پایا و وابسته به زمان در دوبعد و سه بعدی

ویژگی های کلی و قابلیت های کلیدی ANSYS FLUENT:

• کارآمد و انعطاف پذیر در حوزه (Work Flow)

Fluent کاملاً در محیط Ansys Workbench ادغام شده است، بستری که برای گردش کار کارآمد و انعطاف‌پذیر، ارتباط CAD و قابلیت‌های قدرتمند در مدل‌سازی هندسه و شبکه طراحی شده است. مدیریت پارامتر‌های داخلی امکان جستجو سریع در چندین گزینه طراحی را آسان می‌کند.

• ساخته شده برای چند فیزیک (Multiphysics)

یبینش عمیق تری از فعل و انفعالات پیچیده، غالباً غیر شهودی ناشی از فیزیک های متعدد مانند فعل و انفعالات مایع و ساختار (FSI)  را می توانید با این نرم افزار به واسطه شبیه سازی کسب کنید. Ansys Fluent به طور کامل با Ansys Workbench ادغام شده است تا تعامل دو طرفه کامل را با Ansys Mechanical ،Ansys Maxwell و سایر فن آوری های شبیه سازی فراهم کند.

• با اعتماد به نفس مدل های پیچیده را حل کنید

Ansys Fluent می‌تواند پیچیده‌ترین مدل‌های شما را برای جریان‌های چند فازی، واکنش‌های شیمیایی و احتراق حل کند. حتی جریان‌های پیچیده لزج و متلاطم، داخلی و خارجی، انتقال حرارت با و بدون تابش را می‌توان به راحتی مدل کرد.

• مدل سازی تلاطم و آشفتگی جریان

نرم افزار Ansys Fluent تأکید ویژه ای بر تهیه طیف گسترده ای از مدل های آشفتگی برای حل دقیق و کارآمد اثرات تلاطم و آشفتگی جریان دارد. چندین مدل ابتکاری مانند  Menter – آرام Langtry γ– θ و مدل آشفته گذرا فقط در Fluent در دسترس هستند.

• انتقال گرما و تابش

Fluent انواع تبادل گرمای تابشی و تشعشعی درون و بین مایعات و جامدات را حل می کند، از محیط های کاملاً نیمه شفاف گرفته تا تشعشع با محیط های مات. شما می توانید از بین مدلهای موجود، طیفی متنوعی را انتخاب کنید تا وابستگی به طول موج را در یک شبیه سازی محاسبه کرده و اثرات پراکندگی را نیز در نظر بگیرید.

• جریان چند فازی (Multiphase Flows)

مجموعه کاملی از مدل ها کنش متقابل بین چندین فاز سیال مانند گازها و مایعات، ذرات پراکنده و قطرات و سطح آزاد را فلوئنت می تواند حل کند.

• جریان واکنشی (Reacting Flows)

اگر شبیه‌سازی طراحی احتراق در توربین‌های گازی، موتور‌های خودرو یا کوره‌های زغال سنگ، و یا ارزیابی ایمنی آتش در داخل و اطراف ساختمان‌ها و سایر سازه‌ها مد نظر باشد نرم‌افزار Ansys Fluent چارچوبی غنی برای مدل‌سازی واکنش‌های شیمیایی و احتراق مرتبط با جریان مایع فراهم می‌کند. Ansys Fluent برای پیش‌بینی دقیق پارامتر‌هایی مانند سرعت شعله، محل شعله، دمای پس از شعله، مدل‌های احتراق غیر پیش آمیخته، نیمه مخلوط شده  و یا پیش آمیخته را کنترل می‌کند.

• آکوستیک(Acoustics)

Ansys Fluent قابلیت شبیه سازی اثرات صوتی و آکوستیک را دارد.

• اثر متقابل مایع و سازه (FSI)

با قابلیت کوپل شدن با حل گرهای مکانیک سازه Ansys از طریق محیط کاربر واحد Workbench، اثرات حرکت جامد بر جریان سیال را را این فلوئنت می تواند مدل کند.

• طراحی خود را بهینه کنید

فلوئنت را می توان برای تحلیل های پارامتریک و بهینه سازی مدل استفاده کرد.

محیط کاری نرم‌افزار Fluent بسیار یکپارچه و آسان برای یادگیری است که در کنار هسته قدرتمند این نرم‌افزار در تحلیل سریع دینامیک سیالات موجب شده است که به عنوان اصلی‌ترین نرم‌افزار در این حوزه مورد توجه مهندسین و محققین قرار گیرد.

نرم‌افزار فلوئنت بر اساس زبان برنامه‌نویسی C توسعه داده‌شده است و به همین دلیل از تمامی قابلیت‌های پایه‌ای آن بهره می‌برد. این نرم‌افزار از انواع شبکه‌بندی‌های دوبعدی و سه‌بعدی بی‌سازمان مانند مثلثی، چهارضلعی/ چهاروجهی، شش‌وجهی، هرمی، گوه‌ای، چندوجهی و ترکیبی پشتیبانی می‌کند.

نرم افزار Fluent قابلیت فراخوانی انواع شبکه تولید شده در نرم افزارهایی زیر را دارد:

• Gambit
• ICEM CFD
• Ansys Meshing
• Pointwise
• TurboGrid
• Gridpro

در کنار این قابلیت ها، نتایج به دست آمده در نرم افزار Fluent را می توان هم در داخل خود نرم افزار و هم نرم افزار CFD-Post استخراج و مورد مطالعه قرار داد. از نسخه 2019 R1 نرم افزار فلوئنت قابلیت کلیدی تحت عنوان Expression ها به نرم افزار اضافه شده است که برای اولین بار این امکان را فراهم میکند که بسیاری از ورودی ها فرمولی و عبارتی که بیش از این توسط UDF وارد نرم افزار می شدند را با روش بسیاری ساده تری بارگذاری کرد که در دوره آموزش فلوئنت به این مبحث مهم نیز پرداخته شده است. آموزش فلوئنت (ANSYS FLUENT)  از پایه و با تکیه بر حل مثال ها و پروژه های کاربردی با استفاده از قابلیت های کلیدی این نرم افزار ارائه شده است.