دینامیک سیالات محاسباتی

دوره‌های دانشگاهی
25 جلسه

سرفصل‌ها

دینامیک سیالات محاسباتی یا سی‌اِف‌دی (به انگلیسی: (Computational fluid dynamics (CFD) یکی از شاخه های مکانیک سیالات است که با استفاده از آنالیز عددی و الگوریتم های عددی، مسائل مشتمل بر شاره های سیالاتی را تجزیه و تحلیل می کند. از کامپیوترها برای شبیه سازی بر هم کنش مایعات و گازها با سطوح شرایط مرزی استفاده می شود. 

در این روش با تبدیل معادلات دیفرانسیل پاره ای حاکم بر سیالات به معادلات جبری امکان حل عددی این معادلات فراهم می‌شود. با تقسیم ناحیه مورد نظر برای تحلیل به المان‌های کوچک‌تر و اعمال شرایط مرزی برای گره‌های مرزی با اعمال تقریب‌هایی یک دستگاه معادلات خطی بدست می‌آید که با حل این دستگاه معادلات جبری، میدان سرعت ، فشار و دما در ناحیة مورد نظر بدست می‌آید. با استفاده از نتایج بدست آمده از حل معادلات می‌توان برآیند نیروهای وارد بر سطوح، ضرایب برا و پسا و ضریب انتقال حرارت را محاسبه نمود.
در دینامیک سیالات محاسباتی از روشها و الگوریتمهای مختلفی جهت رسیدن به جواب بهره می‌برند، ولی در تمامی موارد، دامنه مسئله را به تعداد زیادی اجزاء کوچک تقسیم می‌کنند و برای هر یک از این اجزاء مسئله را حل می‌کنند. پس از رسم یک ۱۰۰ ضلعی منتظم مشاهده خواهیم نمود که شکل حاصل مشابه دایره است. با افزایش تعداد اضلاع این شباهت بیشتر خواهد شد. در حقیقت این پدیده در مبحث سی‌اِف‌دی نیز مفهوم خواهد داشت.

اکنون روش دینامیک سیالات محاسباتی جای خود را در میان روش‌های آزمایشگاهی و تحلیلی برای تحلیل مسائل سیالات و انتقال حرارت باز کرده‌است و استفاده از این روش‌ها برای انجام تحلیل‌های مهندسی امری عادی شده‌است.

دینامیک سیالات محاسباتی بصورت گسترده در زمینه‌های مختلف صنعتی مرتبط با سیالات، انتقال حرارت و انتقال مواد به کمک سیال بکار گرفته می‌شود. از جمله این موارد می‌توان به صنایع خودرو سازی ، صنایع هوافضا ، توربو ماشین ها ، صنایع هسته ای ، صنایع نظامی ، صنایع نفت و گاز و انرژی و بسیاری موارد گسترده صنعتی دیگر اشاره نمود که دانش دینامیک سیالات محاسباتی به عنوان گره گشای مسائل صنعتی مرتبط تبدیل شده است.

مدرس دوره
آزاده جعفری

تحصیلات

  • کارشناسی , 1382 , دانشگاه یزد
  • کارشناسی ارشد, 1385, مهندسی مکانیک (تبدیل انرژی), دانشگاه تهران
  • دکتری, 1390, مهندسی مکانیک ( سیالات و تبدیل انرژی), دانشگاه پلی تکنیک فدرال لوزان (EPFL)

 

1

فیلم های آموزشی

25 جلسه    26:18 ساعت   
جلسه اول - معرفی CFD
22:56 دقیقه
جلسه دوم - معرفی مقدماتی معادلات PDE و تقسیم بندی معادلات PDE از دیدگاه ریاضی
55:40 دقیقه
جلسه سوم - فرم کانونیکی معادلات Hyperbolic و Elliptic
76:48 دقیقه
جلسه چهارم - فرم کانونیکی معادلات Elliptic و حل عمومی معادلات
69:58 دقیقه
جلسه پنجم - ادامه بحث تقسیم بندی معادلات از نظر فیزیکی / مسائل خوش وضع
68:23 دقیقه
جلسه ششم - شروع فصل3:گسسته سازی به روش سری تیلور
66:43 دقیقه
جلسه هفتم - ادامه بحث گسسته سازی به روش سری تیلور
72:16 دقیقه
جلسه هشتم - استفاده از چند جمله ای ها
61:18 دقیقه
جلسه نهم - عملگرها - سازگاری ، پایداری ، همگرایی
69:52 دقیقه
جلسه دهم - آنالیز پایداری Fourier or Von - Neumann Analysis
71:16 دقیقه
جلسه یازدهم - آنالیز پایداری برای معادلات hyperbolic
55:28 دقیقه
جلسه دوازدهم - شروع فصل 4-معادله مسائل parabolic
70:12 دقیقه
جلسه سیزدهم - ادامه نحوه تشکیل ماتریس های ضمنی (روش مرز مجازی)
61:41 دقیقه
جلسه چهاردهم - جعبه کلر
49:29 دقیقه
جلسه پانزدهم - ADI
64:15 دقیقه
جلسه شانزدهم - ادامه ADI - معادلات لاپلاس
69:16 دقیقه
جلسه هفدهم - ادامه معادلات لاپلاس - itenative methods (Jacobi , Gauss-seide) - SOR
68:47 دقیقه
جلسه هجدهم - Block ADI-Intenative Method
68:30 دقیقه
جلسه نوزدهم - Multi grid method-Conjugate-gradient method
59:40 دقیقه
جلسه بیستم - مقدمه ای بر روش حجم محدود (Control Volume)
79:05 دقیقه
جلسه بیست و یکم - حل معادلات حرار در مش غیر متعامد به روش حجم محدود (Control Volume)
45:49 دقیقه
جلسه بیست و دوم - حل معادله پخش-جابجاییبه روش Hybrid , Upwind , Quick
65:03 دقیقه
جلسه بیست و سوم - الگوریتم SIMPLE
68:10 دقیقه
جلسه بیست و چهارم - ادامه الگوریتم SIMPLE
61:53 دقیقه
جلسه بیست و پنجم - الگوریتم SIMPLER و SIMPLEC
55:53 دقیقه