دینامیک سیالات محاسباتی

دینامیک سیالات محاسباتی cfd (Computational fluid dynamics)یکی از شاخه‎‌های آموزش مکانیک سیالات و آموزش مهندسی مکانیک است که با استفاده از آنالیز عددی و الگوریتم‌های عددی، مسائل مشتمل بر شاره‌های سیال(سیالاتی) را تجزیه و تحلیل می‌کند. از کامپیوترها برای شبیه‌ سازی عددی برهم‌کنش مایعات و گازها با سطوحِ شرایط مرزی استفاده می‌شود. 

در این روش با تبدیل معادلات دیفرانسیل پاره‌ای حاکم بر سیالات و جریان سیال 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 دوره آموزش دینامیک سیالات محاسباتی ضمن آشنایی کلی با مفاهیم مربوط به دینامیک سیالات محاسباتی با موارد و موضوعات زیر آشنا خواهید شد:

• آشنایی با مفاهیم پایه و ضروری دینامیک سیالات محاسباتی 
• آشنایی با تاریخچه دینامیک سیالات محاسباتی
• بررسی و آشنایی با معادلات حاکم بر جریان های سیال مانند معادله پیوستگی، ناویر استوکس و انرژی
• بررسی یک حل عددی درست و آشنایی با کاربرد معادلات دیفرانسیل با مشتقات جزئی در دینامیک سیالات محاسباتی
• آشنایی با شیوه گسسته سازی معادلات و روش‌های گسسته
• آشنایی با پارامترهای مهم برای انتخاب یک شبکه مطلوب و نحوه تولید شبکه مطلوب
• نحوه رسیدن به یک حل مستقل از شبکه و همگرایی درست
• آشنایی با نرم‌افزارهای مربوط به دینامیک سیالات محاسباتی و روش کار این نرم‌افزارها مانند روش تفاضل محدود و روش حجم محدود
• آشنایی با روش‌های تحلیل یک جریان مانند روش تابع جریان نیز در سیالات و سایر روش های عددی

مباحث دوره آموزش دینامیک سیالات محاسباتی در درس‌های زیادی مثل درس تهویه مطبوع رشته مهندسی مکانیک یا درس ترمودینامیک و مباحث حرارت و انتقال حرارت کاربردی و لازم است.

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 cfd 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 (ترمودینامیک) باز کرده‌ است و استفاده از این روش‌ها برای انجام تحلیل‌های مهندسی امری عادی شده‌است.

هدف از برگزاری دوره آموزش دینامیک سیالات محاسباتی چیست؟

اهمیت درس دینامیک سیالات محاسباتی در اندازه‌ای است که مباحث این درس به صورت گسترده در روش‌های 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.

اصلی‌ترین هدف موجود در برگزاری دوره آموزش دینامیک سیالات محاسباتی آشنایی با همه ابعاد این درس بسیار مهم است که در همه دانشگاه‌های برتر کشورمانند دانشگاه صنعتی شریف، دانشگاه صنعتی اصفهان، دانشگاه پلی تکنیک، دانشگاه تهران و... تدریس می‌شود. برای آموزش مکانیک سیالات پیشرفته نیاز است تا مباحث درس دینامیک سیالات محاسباتی را به خوبی فرا بگیرید.

مخاطب دوره آموزش دینامیک سیالات محاسباتی چه کسانی هستند؟

محتوای درس دینامیک سیالات محاسباتی به گونه‌ای است که همه دانشجویان و فارغ‌التحصیلان رشته‌های مهندسی شیمی و مهندسی مکانیک ودانشجویان سایر رشته‌های مهندسی که در چارت درسی خود با دینامیک سیالات محاسباتی مواجه هستند می‌توانند از این دوره استفاده کنند و به کمک این دوره اطلاعات بسیار مفیدی به دست آورند.