Ganzheitliches ، شبیه سازی Durch Planen Integriertes

دینامیک سیالات محاسباتی (CFD)

We offer you custom computational fluid dynamics - from standard cases, to special events, because the virtual reality saves considerable costs.

دو قسمت مشترک CFD برنامه کاربردی هوا در کل ساختمانها است. در فضای جاده یا شرایط فضا ، تلاطم و افزایش سرعت باد می تواند با برنامه ریزی ضعیف شهری و ساختار معماری رخ دهد ، که این امر بر راحتی عابران پیاده تأثیر می گذارد.

دومین قسمت اصلی کاربرد شبیه سازی ها ، جریان هوای داخلی است ، برای آنچه ما بسته به موقعیت و نوع ورودی هوا و خروجی هوا ، سرعت هوا و درجه حرارت را محاسبه می کنیم. اغلب بارهای حرارتی یا تابش حرارتی در اتاق ها وجود دارد ، که ما نیز باید در نظر بگیریم.

نتایج شبیه سازی ما مفاهیم صرفه جویی در هزینه است ، که نه تنها با محاسبه برای برآورده کردن الزامات مورد بررسی قرار می گیرند ، بلکه معیارهای راحتی مورد نظر را برای اتاق ها تضمین می کنند. یک اثر جانبی مثبت از عملکرد پشتیبان معمولاً کاهش هزینه های عملیاتی است.

نتایج شبیه سازی دینامیکی سیال محاسباتی ما:

• تجزیه و تحلیل و ارزیابی راحتی کاربر با استفاده از شبیه سازی جریان 2D یا 3D
• ارزیابی جریانهای هوای داخلی برای جلوگیری از پیش نویس
• تجزیه و تحلیل سقف های شیشه ای در بالای دهلیز و مراکز و اجرای سیستم های تهویه دود و اگزوز گرما
• برنامه ریزی و بهینه سازی جریان های هوای رویه ای
• برنامه ریزی و بهینه سازی مکانیکی سیالات سیستم ها و مؤلفه های HVAC
• محاسبه و تجزیه و تحلیل توزیع مکانی هوا ، دمای تابشی و عملیاتی

آزمایشات موجود در واقعیت مجازی مزایای قابل توجهی را ارائه می دهد: در صورت ارائه مشاوره صالح - مقرون به صرفه و کاملاً بی خطر هستند. در مقیاس 1: 1 ، فرآیندهای جریان را می توان روی رایانه آزمایش کرد و در نتیجه تصویری انعطاف پذیر از شرایط خلفی تحت پارامترهای مختلف تولید می کند.

CFD چیست؟

پایه و اساس دینامیک سیال محاسباتی قوانین حفاظت فیزیک جرم ، حرکت و انرژی ، "Expations Navier-Stokes" است. علاوه بر این ، استفاده از داده های تجربی ، تلاطم یا انتشار گرما را در سطوح توصیف می کند. "Navier-"استوكس-تجهیزات "رفتار مایعات اصطكاك ، مانند آب یا هوا را كه در حال حاضر در نیمه اول قرن نوزدهم است ، توصیف كرد ، كه مظهر سیستمی از معادلات دیفرانسیل جزئی غیرخطی مرتبه دوم است ، كه توسط برنامه های CFD به طور مكرر حل می شوند. برای حل معادله ، به هزاران جلد یا جعبه محاسباتی ، به اصطلاح مدل های جعبه نیاز دارید. مدل سازی را می توان به عنوان دو یا سه بعدی ، ثابت یا غیر ثابت ارائه داد.

شبیه سازی عددی مستقیم ، راه حل مستقیم و همزمان "وسایل نقلیه ناویر-استوکس" در هر نقطه از جریان هوا ، از همه جهات و در هر زمان است. این روش برای محاسبه به سرعت به چندین میلیارد سلول می رسد که از قدرت محاسبات رایانه های امروز فراتر رفته و فقط به چند استثنا محدود است.

امروزه متداول ترین روشها از مدل سازی آشفتگی RANS (استوکس به طور متوسط رینولدز) استفاده می کند ، که انرژی جنبشی و میزان اتلاف ایزوتروپیک را با دو معادله توصیف می کند و نتایج کافی را ارائه می دهد. نه تنها جریان هوایی به صورت عددی شبیه سازی می شود ، بلکه تعاملات حرارتی و سایر فیزیکی نیز دارد.

چهار مرحله از یک شبیه سازی

برای حل معادلات دیفرانسیل جزئی معمولاً به "روش حجم محدود" (FVM) خدمت می کند: بخش مورد بررسی به تعداد خاصی از سلول ها یا حجم کنترل تبدیل می شود. در هر معادلات سلولی برای جرم ، حرکت و انرژی اعمال می شود.

مرحله 1: آماده سازی هندسی

وضعیت جریان هوای مکانی مورد بررسی در یک برنامه "3D-CAD" که دارای رابط یا فرمت مبادله ای برای نرم افزار برای آنچه که معادلات CFD محاسبه می شود ، نشان داده شده است. تمام سطوح مجاور توسط مدل CAD به منظور اثبات آنها با شرایط مرزی ، یک شناسه الفبایی دریافت می کنند.

مرحله 2: اتصال هندسی - برای انتخاب حجم کنترل

حجم داخلی مشاهده شده پر از tetrahedra ، hexahedra یا سایر اجسام پایه است. ایجاد این حجم های کنترل مستلزم پیروی از قوانین خاص است. نسبت طول و عرض نباید از مقیاس 1: 5 بیشتر باشد ، زیرا ممکن است باعث ایجاد شرایط ناپایدار در شبیه سازی شود. علاوه بر این ، تمام شرایط مرزی در این مرحله تعریف شده است. این شامل بافت سطحی حجم پرفیوژن ، دیافراگم ورودی و خروجی یا دمای مایع مورد بررسی (معمولاً هوا) است.

مرحله 3: راه حل عددی

پیش نیاز برای محاسبه موفقیت آمیز ، انتخاب یک یا چند مدل مناسب برای جریان است. نوع و شکل جریان (ثابت/غیر ثابت/لمینار/آشفتگی) ، نوع هادی (لوله ، کانال و غیره) و نوع مایع (اصطکاک/چسبناک) باید متمایز شود. روش تقریب عددی برای معادلات دیفرانسیل جزئی به طور تکراری به محلول خود می رسد. پس از کمبود خطای تقریب تعریف شده ، روند را خاتمه می دهد. به منظور بررسی راه حل ، پارامترهای مدل فیزیکی به عنوان یک قاعده کلی نزدیک می شوند.

مرحله 4: ارزیابی نتایج

برای خروجی نتایج شبیه سازی ، جریان های جرم یا نمودارهای عملکرد متداول است ، که نشان دهنده پارامترهای حاصل (مانند سرعت جریان یا فشار) در محور مرتبه ها است ، در حالی که موقعیت یا زمان در آبسه نشان داده شده است. به ویژه زنده مطمئناً گرافیک های دو یا سه بعدی رنگارنگ هستند که از طریق یک طیف رنگی ، فشار یا سرعت جریان مایعات در منطقه معاینه نشان می دهند. البته ما می توانیم نتایج را تحریک کنیم و یک فیلم کوتاه را تشکیل دهیم تا روند جریان را در سه بعد و به وضوح نشان دهیم.

جوانب مثبت و منفی CFD

شبیه سازی های عددی نمی توانند و نباید جایگزین آزمایش های واقعی شوند. هر دو پیش بینی دقیق ترین و اقتصادی فرآیندهای جریان ، که در امکانات برنامه ریزی شده یا ساختمانها یا بهینه سازی ساختمانهای موجود انتظار می رود ، خدمت می کنند. در بعضی موارد ، شبیه سازی ها آزمایش های واقعی را تکمیل می کنند ، اما در حال حاضر آنها بسیاری از آزمایش های دیگر را جایگزین می کنند.

مزایای آزمایش های مجازی با CFD:

• شرایط یا اثرات مرزی خاص فیزیکی را می توان در انزوا در نظر گرفت
• شبیه سازی ها در هر نقطه (از الگوی) داده های اندازه گیری شده را ارائه می دهند ، آزمایش ها در مقابل تنها چند نکته انتخاب شده
• بسیاری از پارامترهای جریان جمع آوری شده اند که در آزمایشات قابل دسترسی نیستند
• در آغاز فرایند برنامه ریزی ، انواع نمونه های اولیه به منظور جمع آوری سریع اطلاعات برای برنامه ریزی بیشتر شبیه سازی می شوند
• شبیه سازی ها قادر به درک بیشتر از مشکل از آزمایشات هستند
• هزینه ها معمولاً در مقایسه با آزمایشات بسیار پایین تر است

مضرات آزمایش های مجازی با CFD:

• خطاها ممکن است به دلیل مدل های جریان ساده یا شرایط مرزی ساده رخ دهد
• عدم قطعیت های احتمالی ناشی از مقادیر محاسباتی خیلی کمی در هر سلول و از این رو خطاهای درون یابی در نتیجه ایجاد می شود
• ممکن است زمان محاسبه برای مدلهای بزرگ تمدید شود
• هزینه ها ممکن است به دلیل مشاوره اشتباه در مقایسه با آزمایشات بسیار بیشتر باشد

هنگام بررسی و تجزیه و تحلیل مضرات ، مشخص می شود که مقدار زیادی به کاربر برنامه شبیه سازی بستگی دارد. نتایج شبیه سازی قابل استفاده و معتبر نیاز به تجربه و تخصص زیادی دارد. مشاوره در مورد اینکه آیا CFD یا آزمایش های واقعی ارجح است ، باید خنثی و صرفاً تحت تأثیر مسئولیت نتیجه قرار گیرد.