Cfd программа что это такое

Содержание

Cfd программа что это такое

Если структура вещества не представляет интереса или ничтожно мала по сравнению с его объемом, вещество моделируется в виде «идеальной» сплошной среды (внутренняя структура среды не принимается во внимание). Такой подход удобен для исследования потоков вещества. При их моделировании широко применяются CFD-программы [1].

CFD-метод (англ. Computational fluid dynamics, CFD) – подраздел меха-ники сплошных сред, включающий совокупность физических, математических и численных методов, предназначенных для вычисления характеристик потоковых процессов.

Численные исследования с применением CFD-метода, как правило, подразумевают следующую последовательность действий:

Постановка задачи исследования на основе экспертного анализа.
Выбор метода расчета.
Разработка физической модели.
Выбор расчетного кода.
Выбор и построение расчетной области.
Разработка компьютерной модели.
Валидация результатов численного моделирования.
Верификация результатов численного моделирования.
Разработка отчетной документации [2].

Разработка компьютерной модели при использовании CFD-метода заключается в составлении и решении уравнений для распределения скоростей, давления, плотности и температуры среды (рисунок 1).

Что такое CFD (контракт на разницу) простыми словами?

Рисунок 1 — Схема применения метода вычислительной гидрогазодинамики

В общем случае исходная система линейных дифференциальных уравнений в частных производных состоит из: уравнений движения (уравнений Навье–Стокса или осредненных по Рейнольдсу уравнений Навье–Стокса для случаев, описывающих турбулентные течения); уравнения неразрывности; уравнения сохранения энергии; уравнения состояния, начальных и граничных условий. В подавляющем большинстве случаев такая система уравнений не имеет аналитического решения, поэтому необходимо применение численных методов для получения приближенного численного решения [1, 2].

Как правило, в результате CFD-моделирования объект исследования визуализируется цветовым полем градиента. Это может быть 2D визуализация или 3D модель с характерными геометрическими параметрами. На рисунке 2 изображена компьютерная CFD-модель поля градиента скорости воздушных потоков [3].

Рисунок 2 — Компьютерная CFD-модель поля градиента скорости воздушных потоков

Существует множество разнообразных программных пакетов CFD-моделирования. Можно отметить такие широко применяемые программные комплексы, как ANSYS Fluent, Autodesk Simulation CFD, Pushbutton CFD и другие продукты.

К примеру, посредством моделирования с использованием CFD-пакетов на сегодняшний день гоночными командами производится анализ и оптимизация весьма сложных потоков воздуха, образующихся на переднем и заднем спойлере современных гоночных автомобилей Формулы-1. Безупречная и эффективная работа будь то гоночного автомобиля Формулы-1, воздухоочистителя или индукционного улавливающего кожуха зависит от потоков воздуха, циркулирующих внутри устройства и в окружающем его пространстве. Моделирование с использованием CFD благодаря заложенным в них физическим и математическим моделям позволяет воспроизвести эти невидимые, но весьма важные и сложные процессы. Самое большое преимущество моделирования с использованием CFD по сравнению с другими экспериментальными методами и измерениями заключается в том, что определяются не только значения в выборочных точках, но и одновременно регистрируется совокупность всех физических величин, и тем самым появляется возможность удостовериться в правильности функционирования модели.

CFD — контракты на разницу

Более детально мы остановимся на компьютерной реконструкции дискретных сред, в частности на структурно-имитационном моделировании упаковок частиц гранулированных материалов, представляющих особый интерес при решении многих рецептурно-технологических задач.

Библиографические ссылки:

[1] – Пальцер, У. Компьютерное моделирование в производстве бетонных изделий / У. Пальцер, Й.Г. Швабе // Бетон и Железобетон. 2010. 20-22.

Глава 1: Что такое CFD? Что такое Autodesk® CFD?

Что такое CFD ?

Вычислительная гидродинамика (CFD) представляет собой технологию моделирования, которая математически моделирует поток жидкости и теплопередачу.

Что такое Autodesk® CFD ?

Autodesk® CFD программное обеспечение превращает вашу рабочую станцию 3D CAD в полностью интерактивный гидростенд, тепловую испытательную установку и аэродинамическую трубу. Ваши 3D сборки становятся ассоциативными, нулевая стоимость опытных образцов, раскрывающая важную критическую инженерную информацию, не доступную в физических испытаниях. Внесите изменение в вашу модель проекта и посмотрите это изменение сразу же в Autodesk® CFD .

Автоматизируйте процесс путем применения параметров непосредственно в модель CAD и ассоциированием модели CAD проекта для проектирования в Autodesk® CFD Обучении.

Autodesk® CFD можно использовать на всех этапах процесса проектирования:

На этапе создания концепции, используйте Autodesk® CFD , чтобы попробовать новые идеи, изучить тенденции, и определить как ваши идеи ведут себя в реальном мире. Используйте это, чтобы понять последствия концепций перед совершением проектных ресурсов.
На стадии разработки, используйте Autodesk® CFD , чтобы изучить воздействия изменений проекта и получить проект, который обеспечивает требуемую производительность.
Для маркетинга, используйте Autodesk® CFD , чтобы создать 2D и 3D изображения и видеоролики, которые показывают преимущества вашего проекта.

Источник: knowledge.autodesk.com

CFD-моделирование

CFD-моделирование (Computational Fluid Dynamics modeling) — один из подразделов механики сплошных сред.

Подраздел призван вычислять характеристики потоковых процессов при помощи вычислительных и физико-математических методов.
CFD-моделирование позволяет оценить температуру и смоделировать движение воздушных потоков в действующем или проектируемом центре обработки данных
При использовании методики CFD-моделирования необходимо пройти следующие этапы:
Подготовительный (формулировка геометрии модели, необходимых физических условий и др.)
Расчет (численное решение основных уравнений по базовым физическим параметрам)
Анализ (отображение результатов в виде графиков, таблиц и др.)
Для любого исследования в области гидродинамики необходимо использовать систему из следующих основных уравнений гидрогазодинамических потоков (уравнение неразрывности, сохранения импульса и др.) и выбрать один из методов решения этой системы (метод конечных разностей, конечных объемов и др.)

Вычислительная гидродинамика (CFD), также известная как 3-мерное (3D) гидравлическое моделирование, представляет собой практический способ прогнозирования и визуализации потоков воды в реальных условиях, в тч в реках, сооружениях ливневых вод и системах сточных вод.
CFD решает фундаментальные уравнения потока, которые описывают, как физические законы управляют движением жидкости.
Это также обеспечивает детализацию и понимание того, что одномерные (1D) и двумерные (2D) гидравлические модели не могут быть получены путем разрешения потока в 3 направлениях.
Проще говоря, CFD обеспечивает практические преимущества физического моделирования при разумных затратах времени и средств.

Autodesk Simulation CFD 2012 — комплекс инструментов для решения задач гидрогазодинамики

Комплекс Autodesk Simulation CFD предоставляет пользователям полный набор гибких инструментов, позволяющих моделировать потоки жидкостей и процессы теплопередачи. Быстрый анализ и точные расчеты возможны на самых ранних этапах разработки изделий, когда принятие верных решений особенно важно. Специальная среда изучения проектных вариантов обеспечивает исследование эксплуатационных характеристик различных вариантов изделия, тем самым повышая качество разрабатываемой продукции. Simulation CFD позволяет применять технологию цифровых прототипов в области архитектуры и строительства, при производстве товаров промышленного назначения и потребительской продукции, а также при разработке систем охлаждения электронной аппаратуры.

Предисловие

Сегодня нелегко найти простой в применении программный комплекс для инженерного анализа, способный удовлетворить растущие с каждым днем запросы пользователя. Проблема становится еще сложнее, когда дело касается комплекса задач из области гидромеханики и теплопроводности, поскольку такие задачи очень специфичны и разнообразны и для их решения требуются огромный опыт и глубокие знания. Тем более что развитие данной отрасли всегда связано с практической применимостью изделий, будь то парус, весло, насос или сложные газо и гидромеханические механизмы.

Прогресс не стоит на месте. Вместе с другими областями человеческого знания динамично развивается и техническая механика жидкости (гидравлика). Появилась соответствующая измерительная аппаратура — пьезометры, трубки Пито, вертушки Вольтмана и т.п. Вслед за идеей использования материальных (вещественных) моделей тех или иных гидравлических явлений для их изучения и проектирования соответствующих инженерных сооружений пришли идеи теоретического построения приближенных расчетных зависимостей с введенными эмпирическими коэффициентами.

Однако главной проблемой гидрогазодинамики как научнотехнической дисциплины традиционно является взаимодействие между средой и движущимися или покоящимися в ней телами. С течением времени эта проблема только усложняется.

Если раньше она ограничивалась в основном решением задач транспортировки воздуха и воды, то сегодня основное внимание уделяется изучению движения вязких жидкостей, для которых эмпирические методы и зависимости неприменимы. Кроме того, всё более насущной становится необходимость наблюдения и предупреждения таких эффектов, как падение давления, кавитация, конвекция и т.д. Всё это требует совершенствования методов и средств расчета гидрогазодинамических явлений. И успехи здесь очевидны.

Simulation CFD 2012

С недавнего времени в семействе продуктов для инженерного анализа Autodesk появился комплекс Simulation CFD 2012 (Computational fluid dynamics), ранее известный под названием CFdesign. Он предоставляет пользователям полный набор инструментов для моделирования потоков жидкостей и процессов теплопередачи, позволяющих существенно расширить возможности технологии «цифровых прототипов» и выполнять различные сценарии анализа проекта.

Комплекс Autodesk Simulation CFD базируется на основных уравнениях неразрывности, НавьеСтокса и сохранения энергии, обеспечивающих эффективное сопоставление результатов расчетов компьютерного анализа с реальностью. Расчет потоков среды (газа или жидкости) посредством данного программного комплекса применим в архитектуре, приборостроении, общем машиностроении, автомобилестроении, авиастроении и др. С помощью Autodesk Simulation CFD можно осуществлять учет влияния движения воздушных масс в системе вентиляции, определять аэродинамические характеристики автомобиля, исследовать температурные поля электрических приборов во время их работы, распределять давление в трубопроводах… Этот список можно продолжать и продолжать. Не будет преувеличением сказать, что комплекс позволяет решать практически все задачи, связанные с гидрогазодинамикой.

Работа с САПРплатформами

Важное преимущество Autodesk Simulation CFD — возможность при ассоциативном моделировании потоков жидкости и процессов теплопередачи взаимодействовать с различными САПР. Входящий в поставку специальный модуль Connection for… позволяет осуществлять интеграцию с:

Autodesk Inventor;
Autodesk Revit;
Siemens NX;
PTC Pro/ENGINEER;
PTC CoCreate;
Siemens Solid Edge;
SolidWorks;
SpaceClaim;
CATIA.

Заключение

Autodesk Simulation CFD предоставляет инновационные возможности для проведения быстрого анализа и осуществления точных расчетов как на ранних этапах разработки изделий, так и при оформлении окончательного варианта проекта. Специальная среда изучения эксплуатационных характеристик проектных вариантов позволяет существенно повысить качество разрабатываемой продукции. Возможность применения технологии цифровых прототипов обеспечит значительный рост производительности в области архитектуры и строительства, при производстве товаров промышленного назначения и потребительской продукции, а также при разработке систем охлаждения электронной аппаратуры.

Источник: sapr.ru

XFlow CFD

XFlow — это программная система CFD следующего поколения, в которой используется запатентованная современная решетка .

XFlow — это программная система CFD следующего поколения, в которой используется запатентованная современная технология Lattice Boltzmann, и она специально разработана для компаний, которым требуется точная обратная связь по моделированию потока, переходной аэродинамике, управлению водой и взаимодействию структуры жидкости.

Источник: progsoft.net