دینامیک سیالات محاسباتی یا Computational fluid dynamics که بصورت CFD نام برده میشود شاخه ای از علم است که رفتار سیالات را پیش بینی میکند. این شاخه از علم از طریق حل معادلات ریاضی میتواند انتقال حرارت، حرکت جرم، واکنش های شیمیایی و پدیده های وابسته به آنها را تحلیل و بررسی کند.

دینامیک سیالات محاسباتی برخی اوقات به شبیه سازی جریانات اشاره میشود که مربوط به تکنیکی کامپیوتری است تا بتوان رفتار سیالات را در برخورد با قطعات و اجسام تحلیل کرد. بوسیله این تکنیک طراحان قادر خواهند بود چرخه عمر محصول خود را از قبل پیش بینی کرده و در جهت بهبود آن محصول تلاش کنند. CFD همچنین برای محاسبه دبی جریان، افت فشار، ضریب انتقال حرارت و نیروهای دینامیک سیالاتی شامل درگ و پسا نیز استفاده میشود.

01-cfd-solidworks-computational-fluid-dynamics-internal-flow-external-flow

استفاده از تکنیک های CFD و شبیه سازی در هنگام طراحی، تولیدکنندگان را قادر میسازد که پس از ساخت محصول با کاهش خطر شکست قطعه مواجه شوند و هزینه های تولیدکنندگان را به اندازه قابل توجهی کاهش میدهد.

مزیت های CFD

  • برای تحلیل قطعاتی که ساخت نمونه اولیه و آزمایش آنها پر هزینه است.
  • فراهم کردن قابلیت پیش بینی پیامدهای طراحی و بهینه سازی محصول.
  • دقت بالا در محاسبه دبی،ضریب انتقال گرما،افت فشار و نیروهای دینامیک سیالات.
  • کاهش هزینه ها
  • سرعت بالا در تحلیل
  • تحلیل جریانات و فرآیندهای انتقال گرما که قابل آزمایش نیستند مثل جریان های مافوق صوت
  • ارائه اطلاعات جامع
  • تحلیل قطعات تحت شرایط و مکان های مختلف بطور همزمان.

01-CFD_Heat_Exchanger-flow-simulation-heat-transfer-rates-mass-flow-rates-pressure-drops1

محدودیت های CFD

  • حل معادلات در کامپیوتر همواره شامل خطاهای عددی میشود.
  • گردکردن خطاها توسط کامپیوتر گاهی اوقات قابل چشم پوشی نیست.
  • وابسته به مدل فیزیکی است
  • دقت محاسبات بطور مستقیم وابسته به شرایط مرزی است