انجام پروژه FLOW-3D

انجام پروژه FLOW-3D

برای آشنایی با نحوه انجام پروژه FLOW-3D ابتدا به توضیح کلی از نرم افزار FLOW-3D میپردازیم.

سپس با روشهای حل معادلات دیفرانسیل توسط نرم افزار FLOW-3D  در حل پروژه های مهندسی عمران آب و سازه های هیدرولیکی میپردازیم.

پروژه FLOW-3D

معرفی نرم افزار FLOW-3D

آغاز کار مدل عددی FLOW-3D را می‌توان سال 1963، هنگامي كه در آزمايشگاه Los Alamos (LANL) دکتر

C.W. Tony Hirt يك روش منحصر به فرد افزايش پايداري روش‌های حل عددي با نام VOF (Volune of Fluid) ارائه

داد، دانست.

ماموريت شغلي و علمي او در آن زمان گسترش و بهبود يك روش براي مدل نمودن ديناميك سيالات براي

كاربردهاي علمي و صنعتي بود.

بر اين اساس جهت گسترش و بهبود كار، از راهكارهايي همچون اخذ نظرات واحدهاي صنعتي و محاسباتي براي

ايجاد يك نرم افزار CFD (ديناميك سيالات محاسباتي) استفاده گرديد.

اين روند كار منجر به ايجاد يك نرم­افزار با قابليت بالا به نام FLOW-3D در 1985 گرديد.

اكنون پس از سال­ها با ارتقاء نرم­ افزار، FLOW-3D، يك نرم­افزار جامع ديناميك سيالات محاسباتي براي مقاصد

تجاري، علمي، نظامي و صنعتي مي­باشد .

  FLOW-3D در انجام پروژه

نرم ­افزار FLOW-3D يك مدل مناسب براي مسائل پيچيده سيالات مي­باشد، كه داراي بازه كاربرد وسيعي مي­باشد.

اين برنامه براي جريان­هاي سه بعدي غير ماندگار كه داراي سطح آزاد و هندسه پيچيده هستند كاربرد دارد.

در اين نرم­افزار از روش حجم محدود در شبكه­بندي منظم مستطيلي استفاده مي­شود.

به لحاظ استفاده از روش حجم محدود در يك شبكه منظم، شكل معادلات گسسته شده مورد استفاده نظير

معادلات گسسته شده در روش تفاضل محدود مي­باشند.

بر اين اساس FLOW-3D از روش‌های دقت مرتبه اول و دوم در حل معادلات بهره مي­برد، كه در ادامه شرح داده خواهد شد.

همچنين اين نرم­افزار از پنج مدل آشفتگي نظير مدل‌های  و RNG استفاده مي­كند.

تکنیک های انجام پروژه FLOW-3D

در این نرم­افزار از دو تكنيك براي شبيه­سازي هندسي استفاده شده است.

انجام پروژه FLOW-3D با تکنیک Volume of Fluid

تکنیک اول روش حجم سيال(VOF)  است که براي نشان دادن رفتار سيال در سطح آزاد مورد استفاده قرار مي­گيرد .

روش انتقال VOF موجود در FLOW-3D بر مبناي تقريبات سلول دهنده – پذيرنده مي­باشد كه اولين بار توسط Hirt و Nichols بيان شد.

روش استاندارد از اپراتور Spliting و مقادير تابع VOF از زمان قبل را براي محاسبه شار عبوري در هر سه جهت مختصات محاسبه مي­كند.

وقتي سطح آزاد وجود دارد همه المان­ها شامل سيال نمي­باشد.

مزيت بزرگ روش VOF اين است كه سيال در يك شبكه ثابت حركت مي­كند و در نتيجه به تغيير شكل و بازسازي

شبكه نيازي نيست .

همچنين جرم­هاي سيال مي­توانند بر اساس قوانين ديناميك با هم تركيب يا از هم جدا شوند و به هيچ منطق

خاصي براي تعيين تقاطع سطوح نياز نيست.

روشVOF براي فرايندهاي كه متناوباً‏تر‏‏ و خشك می‌شوند مثل امواج در ساحل يا امواج جذر و مدي مناسب مي­باشد.

انجام پروژه FLOW-3D  با تکنیک Fractional Area-Volume Obstacle Representation

روش دوم، روش كسر مساحت- حجم مانع(FAVOR) نام دارد که براي شبيه­سازي سطوح و احجام صلب مثل مرزهاي هندسي كاربرد دارد.

اين روش براي شبيه­سازي سطوح و احجام صلب مثل مرزها كاربرد دارد.

فلسفه روش FAVOR بر اين مبناست كه الگوريتم­هاي عددي بر مبناي اطلاعاتي شامل فقط يك فشار، يك سرعت،

يك دما و…  براي هر حجم كنترل مي­باشد، كه اين با استفاده از مقادير زيادي از اطلاعات براي تعريف هندسه متناقض است.

بنابراين روش FAVOR المان­هاي ساده مستطيلي را حفظ مي­كند در صورتي كه مي­تواند اشكالي با هندسه پيچيده در

حد سازگاري با مقادير جريان ميانگين گيري شده را براي هر المان نشان دهد.

تقریب عددی در نرم افزار FLOW-3D

نرم­افزار Flow-3D معادلات حاكم بر حركت سيال را با استفاده از تقريبات حجم محدود حل می‌کند.

محيط جريان به شبكه­اي با سلول­هاي مستطيلي ثابت تقسيم بندي مي­شود.

كه براي هر سلول مقادير ميانگين كميت‏ها‏ي وابسته وجود دارد.

يعني همه متغيرها در مركز سلول محاسبه می‌شوند به ­جز سرعت كه در مركز وجوه سلول حساب می‌شود.

موانع منحني شكل، ديوارهاي مرزي و سایر اشكال هندسي ديگر، به وسيله تعيين كسر مساحت وجوه و كسر

حجم باز به جريان سلول، در شبكه در نظر گرفته شده جاي مي­گيرند (روش FAVOR).

روش دقت مرتبه اول نسبت به افزايش زمان و مكان، روش عددي اصلي كه در Flow-3D استفاده مي­شود.

مدل‌های آشفتگي انجام پروژه نرم ­افزاری Flow-3D

مدل‌های آشفتگي كه در نرم­افزار Flow-3Dمورد استفاده قرار مي­گيرند بدين شرح مي­باشند :

    • Prandtl mixing length

    • One-equation transport

    • Two-equation transport

    • RNG(renormalized group theory)

    • Large eddy simulation

همان­گونه كه مشاهده مي­شود تعداد مدل‌های آشفتگي ارائه شده قابل توجه مي­باشد .

اين به علت كاربرد وسيع نرم­افزار Flow-3D در زمينه­هاي متفاوت مي­باشد.

مزیت انجام پروژه با نرم­ افزار Flow-3D

اولين مزیت انجام پروژه Flow-3D اين است كه از يك سيستم شبكه­ بندي مستطيلي با قابليت تغيير بالا براي

شبكه­بندي استفاده مي­كند.

اين قابليت موجب مي­شود كه شبكه و يا هندسه به صورت جدا و مجزا از يكديگر قابل تفكيك باشند.

به عبارت ساده ­تر از يك سيستم شبكه­بندي ثابت متصل به هندسه و يا اجزاء محدود استفاده نمي­كند.

اولين خصوصيت  Flow-3D اين است كه از يك سيستم شبكه­بندي مستطيلي با قابليت تغيير بالا براي شبكه­بندي استفاده مي­كند.

اين قابليت موجب مي­شود كه شبكه و يا هندسه به صورت جدا و مجزا از يكديگر قابل تفكيك باشند.

به عبارت ساده­تر از يك سيستم شبكه­بندي ثابت متصل به هندسه و يا اجزاء محدود استفاده نمي­كند

. همچنين براي بالا بردن راندمان و انعطاف بيشتر در شبكه­بندي قابليت استفاده از سيستم شبكه­بندي چندگانه در برنامه وجود دارد.

نرم افزار Flow-3D از يك تكنيك خاص به نام FAVOR سود مي برد، كه براي معين نمودن نواحي هندسه كلي، از شبكه­بندي مستطيلي استفاده مي­كند.

در اين روش براي هر حجم كنترل، مقدار فشار، سرعت، دما و … به صورت مجزا محاسبه مي­شود.

راحتي روش FAVOR‌ در مدل نمودن نواحي با هندسه پيچيده مي­باشد.

اما سوال اين است كه آيا اين تكنيك خاص قابليت رقابت با روش‌های مانند اجزاء محدود (Finite element) و ياBody-fitted coordinate (BFC) را دارد يا خير؟

مقايسه نتايج نشان می‌دهد كه تفاوت پاسخ­ها بسيارناچيز مي­باشد و استفاده از روش مذكور مي­تواند پاسخ­هايي را با دقت بالا دهد.

مساله ديگري كه Flow-3D را از ساير برنامه­هاي CFD‌ متمايز مي­سازد، نحوه عملكرد آن با جريان سطوح آزاد

مي­باشد.

در اين نرم­افزار سطوح آزاد با روش VOF‌، مدل می‌شوند.

نرم ­افزار FLOW-3D تمامي ملزومات كافي براي مدل نمودن جريانات با سطوح آزاد را دارا مي­باشد.

لازم به ذکر است که در نسخه 01/10 نرم­افزار Flow-3D قابليت ورود هوا به برنامه اضافه شده است.

انجام پروژه دانشجویی و پروژه صنعتی با نرم افزار FLOW-3D

نرم افزار Flow-3D، مي­تواند براي موارد و مسائل بغرنج ديناميك سيالات در صنعت و

انجام پروژه مهندسی هوا و فضا،

انجام پروژه مهندسی دريا،

انجام پروژه سازه هيدروليكی با FLOW-3D

انجام پروژه مهندسی عمران آب با FLOW 3D

و … مورد استفاده قرار گيرد.

پروژه FLOW-3D

يافتن یک‌راه حل مناسب عددي جهت پرداختن به مسائل مربوط به هيدروليك جريان با سطح آزاد از جمله مسائلي است كه اهميت زيادي دارد،

چرا كه برپا نمودن مدل فيزيكي براي حصول نتايج تجربي و آزمايشگاهي كاري وقت گير و پرهزينه مي­باشد.

در اين رابطه نرم­افزار Flow-3D يك نرم­افزار پرقدرت براي مدل نمودن جريانات مشابه مي­باشد.

پروژه ورود هوا در پرش هيدروليكي و سرريزها،

انجام پروژه جريان اطراف پايه پل،

پروژه تخريب سد،

پروژه كنترل پرش هيدروليكي با FLOW-3D ،

انجام پروژه جريان روي پله،

انجام پروژه جريان سرريز با FLOW-3D،

پروژه امواج كم عمق ،

با نرم افزار FLOW-3D قابل انجام می باشد.

سفارش پروژه flow-3d

مکاتبه با مشاوران شریف
با تکمیل این فرم میتوانید درخواست های خود را برای ما ارسال کرده و منتظر تماس از طرف کارشناسان مشاوران شریف باشید
 
 Upload