در استفاده از نرم افزار های حوزه ی دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) باید به یک سری نکات مهم توجه داشته باشیم که مهمترین آن ها را مورد بررسی قرار خواهیم داد.

۱. استفاده از شبکه بندی Inflation

سرعت و اغلب گرادیان دمای عمود بر سطح، بزرگتر از گرادیان موازی با سطح است. شبکه بندی Inflation برای بدست آوردن گرادیان عمود بر سطح با حداقل المان تعبیه شده است. دلیل دیگر استفاده از شبکه بندی Inflation، به دست آوردن صحیح سرعت و گرادیان دما نزدیک شرط مرزی عدم لغزش (No Slip Wall) است.

شکل بالا نشان دهنده تفاوت جریان در یک صفحه تخت است که در سمت چپ شبکه بندی Inflation استفاده شده.

۲. فراموش نکردن فشار مرجع

از فشار مرجع (در Fluent فشار کاری) غافل نشویم چون فشار مورد استفاده توسط حل گر فشار مطلق نیست.

P+P_ref=P_abs

یک مدل با شرط مرزی فشار مطلق، به اندازه ۱ اتمسفر در نظر می گیریم. مقدار استفاده شده بستگی به مقدار فشار مرجع دارد:

P_bc=1 [atm]=P+P_ref

به عنوان مثال:

اگر فشار مرجع ۱ اتمسفر در نظر گرفته شود، فشار استفاده شده توسط حل گر در شرط مرزی صفر است. در این مورد، فشار مورد استفاده همان فشار اندازه گیری شده است که توسط فشارسنج انجام شده.

[P_bc=0[atm]+1 [atm

اگر فشار مرجع صفر تنظیم شود، فشار مورد استفاده توسط حل گر ۱ اتمسفر خواهد بود. در این مورد فشار مورد استفاده از نوع فشار مطلق است.

[P_bc=1[atm]+0 [atm

بدین ترتیب این نکته حائز اهمیت است که فشار مطلق در حل مسئله را به دقت مورد بررسی قرار دهیم.

۳. بررسی کردن باقی مانده ها (Residuals)

باقی مانده ها به صورت حل عددی معادلات دیفرانسیل جزئی (PDE) اندازه گیری شده اند. به خاطر داشته باشید که باقی مانده های اندازه گیری شده توسط PDE به عنوان معیاری از همگرایی حل هستند. از این نکته نتیجه می گیریم که مقادیر Residuals مخصوصا برای مدل های حرارتی حتما بررسی شوند.

Fluent

CFX

در قسمت Monitor می توان نمودار های متعددی بسته به خواسته های یک مسئله تعریف کرد تا در قسمت Residuals نمایش داده شوند.

۴. استفاده از Monitor

قسمت Monitor معیار های کلیدی مسئله را در اختیار قرار می دهد و بهترین معیار برای اندازه گیری و درک همگرایی است. برای مثال می خواهیم نیروی Drag وارد به یک جسم را در مسئله ای بررسی کنیم. برای نشان دادن نیروی Drag در قسمت Monitor، یک Plot تعریف می کنیم تا ببینیم همگرایی در صفحه گرافیکی چگونه صورت گرفته است.

۵. مشاهده چگونگی حل مسئله

این کار یک نکته مهم و مناسب برای درک همگرایی مسائل CFD است و بینش مناسبی برای حل مشکلات همگرایی در اختیار می گذارد. هم چنین از گرفتن Backups در Fluent و یا CFX می توان استفاده کرد. در CFX به این نکته باید توجه کرد که برای ذخیره فایل های Backups در طول اجرای حل، در قسمت حل مسئله Delete Backups Files را خاموش کرده باشیم. در Fluent با انتخاب گزینه Autosave در منوی File می توانیم فایل Backups بگیریم. همچنین می توان این کار را در قسمت Calculation Activities انجام داد.

در این مقاله با یک سری از نکات مهم در حل مسائل حوزه ی CFD آشنا شدیم. نکات دیگر در مطالب بعدی ارائه خواهد شد تا با دید کامل و درک کافی وارد حل مسائل شویم و به مشکلی برنخوریم.

سپاس از توجه و نگاه شما