آموزش فلوئنت (ANSYS FLUENT)

نرم افزار ANSYS Fluent قدرتمندترین نرم افزار 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 جنبه های مختلف و توانایی های این نرم افزار در تحلیل مسائل مختلف سیالاتی پوشش داده می شود.

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. ویژگی های برتر و قدرتمندی که در ادامه به آن ها 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.

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

• 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 داراست.

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 انعطاف پذیر، ارتباط CAD و قابلیت های قدرتمند در مدل سازی هندسه و شبکه طراحی شده است. مدیر پارامتر داخلی امکان جستجو سریع در چندین گزینه طراحی را آسان می کند.

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) 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 می تواند پیچیده ترین مدلهای شما را برای جریانهای چند فازی، واکنشهای شیمیایی و احتراق حل کند. حتی جریانهای پیچیده چسبناک و متلاطم، داخلی و خارجی، پیش بینی های ناشی از جریان، انتقال حرارت با و بدون تابش را می توان به راحتی مدل کرد.

با محاسبات کارآمد و قدرتمند (HPC) سریعتر عمل کنید

با HPC، انسیس فلوئنت سریعتر راه حل های شبیه سازی CFD را ارائه می دهد، تا مهندسان و طراحان بتوانند زودتر در چرخه طراحی تصمیمات بهتری بگیرند. در حالی که Ansys HPC مقیاس پذیری خطی را در سیستم های دارای ده هزار پردازنده فراهم می کند. اما HPC بیش از تعداد هسته ها چیز دیگری دارد. Ansys همچنین معماری پردازنده، الگوریتم های پارتیشن بندی مدل، ارتباطات بهینه شده و توازن بار بین پردازنده ها را بهینه می کند تا نتایج متنوعی از مدل های شبیه سازی را در سرعت نفس گیر ارائه دهد.

مدل سازی تلاطم

نرم افزار Ansys Fluent تأکید ویژه ای بر تهیه طیف گسترده ای از مدل های آشفتگی برای ضبط دقیق و کارآمد اثرات تلاطم 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 درون و بین مایعات و جامدات را کنترل می کند، از کاملاً نیمه شفاف گرفته تا تشعشع یا مات. شما می توانید از بین مدلهای طیفی متنوعی 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 مرحله سیال مانند گازها و مایعات، ذرات پراکنده و قطرات و سطح آزاد را ضبط می کنند.

جریان واکنشی (Reacting Flows)

خواه شبیه سازی طراحی احتراق در توربین های گازی، موتورهای خودرو یا کوره های زغال سنگ، و یا ارزیابی ایمنی آتش در داخل و اطراف ساختمانها و سایر سازه ها، نرم افزار Ansys Fluent چارچوبی غنی برای مدل سازی واکنش های شیمیایی و احتراق مرتبط با جریان مایع فراهم می کند. Ansys Fluent برای پیش بینی دقیق پارامترهایی مانند

• سرعت شعله
• محل شعله
• دمای پس از شعله
• مدل های احتراق غیر پیش آمیخته
• نیمه مخلوط شده  و یا پیش آمیخته را کنترل می کند.

آکوستیک(Acoustics)

Ansys Fluent نویز حاصل از نوسانات فشار ناپایدار را محاسبه می کند تا شبیه سازی های صوتی را حل کند.

اثر متقابل مایع و ساختار Fluent

با جفت شدن با محلول های مکانیکی ساختاری Ansys از طریق محیط کاربر واحد Workbench، اثرات حرکت جامد بر جریان سیال را مدل می کند. کاربران روان بدون نیاز به خرید ، مدیریت یا پیکربندی نرم افزارهای اتصال شخص ثالث و قبل و بعد از پردازش، از FSI قوی و دقیق دو طرفه لذت می برند.

طراحی خود را بهینه کنید

به صورت خودکارابزارهای بهینه سازی شکل Fluent تا زمان دستیابی به اهداف بهینه سازی شما می توانند پارامترهای هندسی را به طور خودکار تنظیم کنند. به عنوان مثال، آیرودینامیک یک بال اتومبیل یا هواپیما و سرعت جریان بهینه در نازل ها و کانال ها.

Fluent’s ground-breaking adversant solver

مش را از داخل اصلاح می کند تا تأثیر یک تغییر توصیه شده را ببیند. حل کننده پیشنهاداتی برای بهبود هندسه هایی ارائه می دهد که بدست آوردن راهی دشوار و گران است.

Fluent for CATIA V5

این ماژول اختیاری Ansys Fluent را به طور کامل در محیط مدیریت چرخه حیات محصول (CATIA V5 (PLM ادغام می کند. این باعث کاهش زمان چرخه برای تجزیه و تحلیل دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) می شود و یک رویکرد طراحی مبتنی بر شبیه سازی را فراهم می کند که در آن طراحی، تجزیه و تحلیل و بهینه سازی در جریان کار واحد محیط CATIA V5 PLM اتفاق می افتد.

محیط کاری نرم افزار Fluent بسیار یکپارچه و آسان برای یادگیری است که در کنار هسته قدرتمند این نرم افزار در تحلیل سریع دینامیک سیالات موجب شده است که به عنوان اصلی ترین نرم افزار 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 پشتیبانی می‌کند. مثلثی، چهارضلعی/ چهاروجهی، شش‌وجهی، هرمی، گوه‌ای، چندوجهی و ترکیبی. (همچنین این نرم‌افزار قابلیت تولید شبکه سه‌بعدی) را نیز داراست.

نرم افزار Fluent قابلیت فراخوانی انواع شبکه تولید شده در نرم افزارهایی همچون:

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

را دارد. 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.

در دوره آموزش فلوئنت نحوه کار با نرم افزار ANSYS Fluent به منظور شبیه سازی دینامیک سیالات:

• چگونگی انجام یک شبیه سازی کامل شامل فراخوانی شبکه
• انتخاب ماژول های تحلیل
• اعمال شرایط مرزی
• انتخاب مواد مناسب و انجام تنظیمات مربوط
• انتخاب شرایط میدانی
• اعمال تنظیمات مربوط به شیوه های گسسته سازی
• تنظیمات مربوط به حلگر
• تنظیم خروجی های مناسب و استخراج نتایج متناسب پوشش داده می شود.

در آموزش فلوئنت انواع مثال های کاربردی به منظور آشنایی با نحوه انجام تنظیمات مختلف در انجام شبیه سازی مسائل مختلف به صورت گام به گام آموزش داده می شود.