Obsah:
- Definice - Co znamená výpočetní dynamika tekutin (CFD)?
- Techopedia vysvětluje výpočetní dynamiku tekutin (CFD)
Definice - Co znamená výpočetní dynamika tekutin (CFD)?
Výpočetní dynamika tekutin (CFD) je odvětví fyziky, které se zabývá studiem mechaniky tekutin: kapalina, plazma a plyny a síly, které na ně působí. CFG je založen na Navier-Strokeových rovnicích, které popisují, jak souvisí tlak, rychlost, hustota a teplota pohybující se tekutiny. Využívá numerických metod, matematického modelování a softwarových nástrojů k řešení a analýze problémů, které se týkají toků tekutin, a využívá nejnovější počítačové hardwarové a elegantní programovací techniky k modelování a simulaci interakcí kapalin a plynů s povrchy, jak jsou definovány okrajovými podmínkami. To umožňuje nahlédnout do modelů toků, které by bylo obtížné, nákladné nebo nemožné studovat pomocí tradičních technik.
Techopedia vysvětluje výpočetní dynamiku tekutin (CFD)
Výpočetní dynamika tekutin je odvětví mechaniky tekutin, které využívá různé algoritmy a numerické analýzy, aby analyzovalo a řešilo problémy týkající se toků tekutin. Hlavní zaměření je použití počítačů a modelování dat za účelem simulace a analýzy toho, jak tekutina proudí vzhledem k povrchu. Aplikace v reálném světě zahrnují analýzu proudění vzduchu pro návrh aerodynamického letadla nebo analýzu hydrodynamických vlastností trupu lodi, průmyslový design potrubí pro ropu a vodu a mnoho dalších.
Simulace CFD však nepřináší stoprocentní spolehlivý výsledek kvůli nepřesnostem nebo odhadům zadaných údajů. Matematické modely problému mohou být také nedostatečné a přesnost výsledků je omezena dostupným výpočtovým výkonem.
Metodologie:
- Fyzické hranice definovaného problému
- Objem definovaný hranicemi rozdělenými do buněk nebo sítí
- Definováno fyzikální modelování: pohybové rovnice, záření, entalpie a ochrana druhů
- Hraniční podmínky jsou definovány
- Simulace je spuštěna
- Byla provedena analýza dat a vizualizace
Hlavní součásti konstrukčního cyklu CFD jsou následující:
- Analytik - uvádí problém, který má být vyřešen
- Model a metody - vyjádřené matematicky
- Software - ztělesňuje znalosti a poskytuje algoritmy
- Počítačový hardware - pro skutečné výpočty musí analytik zkontrolovat a interpretovat výsledky simulace
