توضیحات
آموزش ویدیویی پروژه شبیه سازی سه بعدی تاثیر سازه های بلند بر روی جریان هوا و باد در فضاهای شهری در نرم افزار ایکس فلو(Xflow)+فایل های پروژه
شرح پروژه:
از انواع نرم افزارهای موجود در دینامیک سیالات محاسباتی می توان به نرم افزارهای انسیس فلوئنت، انسیس سی اف ایکس، ایکس فلو اشاره نمود که در پروژه حاضر از نرم افزار ایکس فلو(XFlow) برای تحلیل جریان باد و هوا بر روی سازه های بلند در فضای شهری استفاده شده است. در این محصول آموزشی، علاوه بر آموزش ویدیوی پروژه شبیه سازی سه بعدی تاثیر سازه های بلند بر روی جریان هوا و باد در فضاهای شهری در نرم افزار ایکس فلو(Xflow)، فایل های پروژه(هندسه، و فایل های شبیه سازی در نرم افزار ایکس فلو و گزارش فارسی) و تصاویر مرحله به مرحله از اجرای پروژه را نیز دریافت خواهید کرد.
مدت فیلم آموزشی 18 دقیقه
**توجه**
**تمامی فیلم های آموزشی با کیفیت بالا و بدون رکورد صدا توسط پژوهشگران مجموعه انسیس سی اف دی ضبط و تهیه شده اند**
دینامیک سیالات محاسباتی(CFD):
دینامیک سیالات محاسباتی(CFD) علمی است که به مطالعه عددی پدیده های موجود در زمینه سیالات می پردازد. استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی دارای مزایای بسیاری نسبت به روش های تجربی دارد که از جمله می توان به موارد زیر اشاره نمود:
1-کاهش در زمان و هزینه در طراحی ها،
2-افزایش توان مطالعه سیستم های پیچیده که انجام آزمایشات کنترل شده روی آنها دشوار و یا غیرممکن است نظیر تاسیسات بزرگ.
3-توان مطالعه سیستم ها تحت شرایط تصادفی و بالاتر از حدود معمول آنها،
4-افزایش سطح جزئیات در ارائه نتایج.
تاریخچه CFD :
سرگذشت پیدایش و گسترش دینامیک محاسباتی سیالات را نمی توان جدای از تاریخ اختراع، رواج و تکامل کامپیوترهای ارقامی نقل نمود. تاحدود انتهای جنگ جهانی دوم، بیشتر شیوه های مربوط به حل مسائل دینامیک سیالات از طبیعتی تحلیلی یا تجربی برخوردار بودند. همچون تمامی نوآوری های برجسته علمی، در این مورد هم اشاره به زمان دقیق آغاز دینامیک محاسباتی سیالات نامیسر است. در اغلب موارد، نخستین کار با اهمیت در این رشته را به ریچاردسون نسبت می دهند که در سال ۱۹۱۰ محاسبات مربوط به نحوه پخش تنش، در یک سد ساخته شده از مصالح ساختمانی را به انجام رسانید. در این کار ریچاردسون از روشی تازه موسوم به رهاسازی برای حل معادله لاپلاس استفاده نمود. او در این شیوه حل عددی، داده های فراهم آمده از مرحله پیشین تکرار را برای تازه سازی تمامی مقادیر مجهول در گام جدید به کار گرفت. از سال های ۱۹۶۰ به بعد صنعت هوافضا روش های دینامیک سیالات محاسباتی را در طراحی، تحقیق، توسعه و ساخت موتورهای هواپیما و جت به کار گرفته است.
روش های عددی مورد استفاده در CFD:
روش های عددی مورد استفاده در دینامیک سیالات محاسباتی عبارت است از:
۱- روش المان محدود؛
۲- روش حجم محدود؛
٣- روش تفاضل محدود؛
4-روش های طیفی.
در بین این روش ها، روش حجم محدود دارای کاربرد بیشتری می باشد و بیشتر نرم افزارهای تجاری، مانند نرم افزار انسیس فلوئنت در زمینه دینامیک سیالات محاسباتی نیز بر مبنای این روش بسط و توسعه یافته اند.
مراحل برنامه CFD:
۱) مدلسازی هندسه مسئله
۲) تولید شبکه مناسب برای حل
۳) انتخاب معادلات مناسب جهت حل
۴) تعریف شرایط مرزی
۵) گسسته سازی معادلات حل
۶) اجرای برنامه کامپیوتری
7) نتایج آماری و نموداری.
معرفی نرم افزار ایکس فلو(XFlow):
نرم افزار ایکس فلو یکی از نرم افزارهای عالی در زمینه حل مسائل پیچیده دینامیک سیالات محاسباتی می باشد. با استفاده از این نرم افزار می توان جریان انواع سیال و انتقال حرارت را در حالت های سه بعدی و دوبعدی شبیه سازی نمود.نرم افزار دینامیک سیالات محاسباتی ایکس فلو توسط شرکت Next Limit Technologies تولید شده است. البته بعداً شرکت DS Simulia این نرم افزار را خریداری کرد. نرم افزار ایکس فلو از روشی مبتنی بر ذرات و بر پایه ی روش شبکه بولتزمن برای حل مسائل استفاده می کند. البته برخلاف سایر کدهای موجود شبکه بولتزمن این نرم افزار از روشی نوآورانه برای حل استفاده میکند. برای مثال این نرم افزار از مدلی منحصر به فرد به منظور حل جمله ی برخورد در معادلات حاکم بهره میبرد. به علاوه نرم افزار از شبکه بندی D3Q27 برای حل مسائل سه بعدی استفاده می کند که دقیق ترین روش شبکه بندی در روش شبکه بولتزمن به حساب می آید. از طرفی مدل توربولانسی مورد استفاده در نرم افزار بر اساس مدل LES میباشد، که نسبت به سایر مدل های توربولانسی از دقت بالاتری برخوردار است.
ویژگی های نرم افزار XFlow :
اکثر نرم افزارها در زمینه ی دینامیک محاسباتی سیال برای تحلیل جریان باید محدوده جریان را شبکه بندی کنند که به این روش ها مبتنی بر شبکه گفته می شود. این نرم افزارها بیشتر از روش اولری برای حل جریان استفاده میکنند مهمترین ایراد روش های مبتنی بر شبکه ضعف این روش ها در شبکه بندی محدوده های پیچیده می باشد به طوری که با تولید شبکه های ضعیف در مرزهای جامد از دقت محاسبات کاسته میشود در حالی که نرم افزار ایکس فلو( XFlow) مبتنی بر شبکه نبوده و بنابراین ضعف های مربوط به شبکه در این روش وجود نخواهد داشت. این نرم افزار برای تحلیل جریان از روش لاگرانژی استفاده می کند. این نرم افزار برای شبیه سازی سیال را تبدیل به ذرات ریزی کرده و آنها را وارد میدان جریان می کند. بنابراین برخلاف روشهای مبتنی بر شبکه در محدوده های بسیار پیچیده نیز از کارایی خوبی برخوردار است. یکی دیگر از مزیتهای این نرم افزار پردازش موازی این نرم افزار می باشد. پردازش موازی بدین معنی است که در سیستم هایی که پردازنده ی مرکزی آنها (CPU) دارای چندین هسته می باشد. نرم افزار مراحل شبیه سازی جریان را به چندین قسمت تقسیم می کند و هر قسمت را در هسته ای جداگانه پردازش میکند این کار باعث افزایش سرعت حل معادلات خواهد شد.
نمونه نتایج شبیه سازی:
