شبیه سازی CFD(رفتار سیال، انتقال حرارت، سرعت و فشار)

سیمولیشن مایع و گاز در سالیدورکز

شبیه سازی(Simulation) و تحلیل بر خلاف باور بسیاری از افراد که تصور می کنند تنها باعث ایجاد هزینه های اضافی می شود، روشی مدرن برای کاهش هزینه کلی طرح، کم کردن قیمت تمام شده و جلوگیری از سعی و خطای زیاد است.

شبیه سازی ترمودینامیک، سیمولیشن سی اف دی(CFD)

همانطور که می دانید سیال به معنی گاز یا مایعی است که شکل ثابت و مستقلی نداشته و به شکل ظرف در می آید. رفتار مایع و گاز سخت تر از مواد جامد پیش بینی می شود. یکی از دلایل این مساله، وجود جریان های داخلی در یک حجم یسته مایع یا گاز است. به عنوان مثال اگر شما بخواهید جریان هوای داخل یک درایر یا خشک کن را شبیه سازی کنید، علاوه بر دما و فشار در هر نقطه، باید سرعت حرکت جریان هوا و جهت حرکت هوا را هم مشخص نمایید تا بتوانید طرح صنعتی خود را اصلاح کنید. 

اصلاحاتی که پس از مطالعه نتایج سیمولیشن سی اف دی(Computational Fluid Mechanics)بدست می آید، باعث صرفه جویی در مصرف انرژی و افزایش راندمان دستگاه خواهد شد. علاوه بر این با استفاده از تحلیل سیالات و انتقال حرارت می توانیم هزینه های تولید و ساخت محصول و دستگاه را کم کنیم(به خاطر کاهش سعی و خطا).

نمونه شبیه سازی سرعت، دما و جریان مایع در داخل یک مبدل حرارت(Heat exchanger CFD)

در ادامه با مفهوم مکانیک سیالات و روش اجرای شبیه سازی مایع و گاز بیشتر آشنا می شویم.

مکانیک شاره‌ها یا مکانیک سیالات(Fluid mechanics)یکی از شاخه ‌های وسیع در مکانیک محیطهای پیوسته را تشکیل می‌دهد. مبانی مکانیک سیال با اصول مربوط به مکانیک جامدات آغاز می‌شود، ولی آنچه که سرانجام این دو بخش را از هم متمایز می‌سازد، این است که سیال(گازها و مایعات) بر خلاف جامدات قادر به تحمل تنش برشی نیست. با دانستن این مسئله معادله هایی برای تحلیل و شبیه سازی حرکت سیالات طرح‌ ریزی شده است. این معادلات به احترام ناویه و استوکس دو ریاضی ‌دان بریتانیایی و فرانسوی به نام معادلات ناویه-استوکس نامیده می‌شوند(Navier–Stokes equations). تحلیل و شبیه سازی سیالات و انتقال حرارت که به سی اف دی معروف شده، در حقیقت حل معادله ناویر استوکس برای حجم های کوچک از مدل اصلی می باشد. در این روش کل فضای مد نظر برای شبیه سازی طی عملیات مش بندی ابتدا به حجم های بسیار کوچکی تقسیم می شود و پس از اعمال شرایط مرزی، معادلات مذکور برای تک تک المان ها حل می شود.

شبیه سازی سیالاتی یا سیمولیشن  CFDاز لحاظ روال کلی به تحلیل استاتیکی و دینامیکی( (FEM شباهت دارد. در هر دو روش برای حل از المان های بسیار کوچک تری نسبت به مدل اصلی استفاده می شود.

سیمولیشن سی اف دی نحوه حرک هوای داخل در ورودی ایر درایر و تعیین قطر لوله ها برای یکسان شدن دبی 

امروزه با بالا رفتن سرعت پردازش رایانه ها، سیمولیشن و شبیه سازی سیالات یاCFD  جایگاه ویژه ای در بخش طراحی قطعات و دستگاه های جدید و تحلیل خرابی پیدا کرده است. موارد مهمی که در یک تحلیل و شبیه سازی سیالاتی و انتقال حرارت می توان محاسبه کرد عبارتند از :

• تهیه نمودار سرعت، دما و فشار سیال(گاز و مایع) در هر نقطه از مدل سه بعدی

• پلات و کانتر سرعت، دما و فشار گاز و مایع در سطوح داخلی و خارجی

• ایجاد دیاگرام مسیر جریان سیال(گاز و مایع)

• پلات ها و نمودارهای انتقال حرارت در سطوح خارجی و مرزی

• محاسبات مربوط به سرعت، دما و فشار در سطوح و احجام مختلف

تحلیل و شبیه سازی سیالات و انتقال حرارت که با نرم افزارهایی مانند : فلوئنت Fluent ، انسیس Ansys و فلو-ورکزFlow works   و پایروسیم انجام می شود در بخش های مختلفی از صنایع کاربرد دارد که بعضی از این موارد عبارتند از :

• شبیه سازی تهویه صنعتی و تهویه مطبوع(HVAC CFD)

• سیمولیشن عملکرد توربین و کمپرسور

• شبیه سازی نحوه تهویه تونل

• محاسبات و بررسی انتقال حرارت در مبدل حرارتی

• آنالیز و شبیه سازی حرکت گاز در دودکش

• شبیه سازی حرکت مایع در داخل پمپ

• شبیه سازی انتقال حرارت برد الکترونیکی

• مدلسازی آب یا مایع در داخل مخزن

• سیمولیشن عملکرد فیلتر

در این بخش شرکت آراکو با تجربه پروژه های صنعتی و با همکاری مشاورین خارجی و با استفاده از نرم افزارهای ذکر شده آمادگی دارد پروژه های مورد نظر را به صورت داخلی و یا خارجی طبق نظر کارفرما به انجام رساند.

انجام پروژه تحلیل و سیمولیشن گاز و مایع(CFD)

سیمولیشن سیالات، انتقال حرارت و آئرودینامیک

تحلیل و شبیه سازی تهویه مطبوع و تهویه صنعتی

سیمولیشن و شبیه سازی جریان سیال

شرکت آراکو، محمد قربانعلی بیک

شماره تماس مستقیم : 09124780268

شماره تماس شرکت : 02166561974-02166129745

خدمات شبیه سازی CFD آراکو

مشاهده نمونه پروژه های آراکو در اینستاگرام

کانال آپارت آراکو، فیلم آموزش شبیه سازی Solidworks 

دانلود کتاب PDF آموزش تحلیل، سیمولیشن و شبیه سازی در سالید ورک

---

سیمولیشن سیالاتی سالیدورک چیست؟(تحلیل جریان هوا و انتقال حرارت)

Solidworks Cosmos flow works simulation

از المانهای قابل نصب بر روی نرم افزار سالیدورک، اد این سیالاتی cosmos flow works جهت شبیه سازی و تحلیل CFD با نرم افزار سالیدورکس می باشد. با توجه به پیشرفتهای فراوان سالیدورک، پلاگین وابسته به این نرم افزار نیز به سرعت پیشرفت کردند و اکنون می توان به این نرم افزارها به عنوان یکی از ابزارهای قدرتمند در زمینه تحلیلهای سیال(گاز و مایع) و انتقال حرارت تکیه کرد. در نسخه های جدید نرم افزار flow simulation دقت محاسبات به حد بسیار بالایی رسیده است به گونه ای که بسیاری از نتایج محاسبه شده توسط این نرم افزار با نتایج تجربی تطبیقی بی نظیر دارد. از نمونه شبیه سازی های انجام شده توسط شرکت آراکو در زمینه انتقال حرارت و سیالات می توان به تحلیل سیالاتی جریان هوا و بررسی تاثیر فیلتراسیون صنعتی، شبیه سازی انتقال حرات و سیالات جریان هوای اتاق تمیز توربوترن ، تحلیل سیالاتی جریان هوا داخل تونل جاده ای و ... اشاره کرد.

 

 شبیه سازی دینامیک سیالات محاسباتی، جریان هوای داغ در خشک کن

 

شبیه سازی و سیمولیشن انتقال حرارت در مدار های الکتریکی و الکترونیکی PCB - سالیدورک  

تولید بردهایPCB  و مدار های الکتریکی (مدار ها و تجهیزات کنترلی، مخابراتی،موتورها، تجهیزات ذخیره سازی و ...) یکی از بخش های مهم صنایع امروزی است. این تولیدات که با پیشرفت های حوزهIT  روز به روز گسترده تر می شوند، در حوزه طراحی الزامات خاصی دارند.

پس از طراحی مدار و اجزا الکتریکی، یکی از موارد مهم در این حوزه، طراحی و شبیه سازی انتقال حرارت خواهد بود. این نوع شبیه سازی ها به شما کمک خواهد نمود تا با توجه به مشخصات قطعات و المانهای الکتریکی موجود(پردازنده، مقاومت، حافظه، خازن و ...) و با در نظر گرفتن دمای مطلوب کارکرد قطعات و مدار، میزان انتقال حرارت و وضعیت جریان هوا در داخل برد یا تجهیز الکتریکی را رصد نمایید. به این ترتیب می توان پیش بینی های لازم برای جلوگیری از بالا رفتن بیش از حد دمای تجهیز را در هنگام استفاده، لحاظ نمود و روش مناسبی برای خنک کردن المان ها در نظر گرفت.

شرکت آراکو با سابقه ای مناسب در این حوزه آمادگی دارد شبیه سازی و سیمولیشن انتقال حرارت پی سی بی و مدار های الکترونیکی را به انجام رساند.

---

شبیه سازی و سیمولیشن جریان سطح آزاد(Free-surface modeling)

تحلیل و مدلسازی نحوه حرکت مایع مانند آب در داخل کانال ها و محفظه هایی که سطح مایع با هوا در ارتباط است به شبیه سازی جریان دو فازی یا سطح آزاد (free-surface simulation) معروف است. پیچیده بودن این نوع سیمولیشن بیشتر به خاطر این است که فرم هندسی سطح آب یا سیال های دیگر بر اثر حرکت، جابجایی و سایر عوامل تغییر می کند. 

نتیجه خروجی شبیه سازی کانال باز آب از داخل سد یا مخزن

به این ترتیب سیمولیشن و شبیه سازی نحوه حرکت سیال به زمان وابسته است و به این نوع شبیه سازی ها Time transient simulation گفته می شود. در این روش سیمولیشن، زمان شبیه سازی مشخص می شود و بر خلاف شبیه سازی های Steady State، نتیجه سیمولیشن مربوط به شرایط پایدار نیست. به عنوان مثال در شبیه سازی نحوه تخلیه آب از پشت یک مخرن، می توان هندسه سطح آب را در مدت زمان مشخص شبیه سازی کرد. یکی دیگر از موارد سیمولیشن مایعات و سیالات در این حالت، شدت و نحوه ضربه و تکانه مایع بر دیواره های مخزن در تکان های جانبی است. نمونه این نوع شبیه سازی، نیروی وارد از مایع و سیال به داخل بدنه تانکر حمل است.

کاربرد های سیمولیشن حرکت سیال در کانال باز

بعضی از نمونه های سیمولیشن جریان مایع با سطح آزاد عبارت اند از :

- شبیه سازی جریان آب داخل کانال

- سیمولیشن نحوه حرکت مایع در داخل مخزن

- شبیه سازی و مدلسازی موج 

- شبیه سازی حرکت ناوچه، قایق و کشتی در داخل آب

- مدلسازی حرکت سیال داخل مخزن 

- شبیه سازی سیل و سیلاب

نمونه شبیه سازی و سیمولیشن سیل در داخل مسیل که توسط آراکو و با Solidworks flow simulation انجام شده است

نمونه شبیه سازی انجام شده موج و تاثیر آن بر روی سکوی نفتی که توسط شرکت آراکو و با سالیدورک انجام شده است

شرکت آراکو با تجربه طولانی در سیمولیشن های صنعتی، آمادگی دارد انواع شبیه سازی های جریان دو فازی و مایعات با سطح باز را انجام دهد.

برای سفارش پروژه شبیه سازی و سیمولیشن با ما تماس بگیرید.

09124780268

02166561974