دینامیک سیالات محاسباتی چیست؟ دینامیک سیالات محاسباتی (Computational Fluid Dynamics) یا به اختصار CFD، یک روش عددی برای مدلسازی و تحلیل جریان سیالات است. در این روش، معادلات جریان سیالات به صورت عددی حل میشوند تا بتوان به تحلیل و بررسی جریان سیالات در سیستمهای مختلف، مانند خودروها، هواپیماها، سازههای دریایی، ماشینآلات صنعتی پرداخت. اهمیت یادگیری دینامیک سیالات محاسباتی ۱ چیست؟ یکی از شاخههای بسیار پرکاربرد در مهندسی، دینامیک سیالات است که با حل معادلات بقای جرم، ممنتوم، انرژی و گونههای شیمیایی به تحلیل رفتار جریان، انتقال حرارت و انتقال جرم در سیالات میپردازد. نکته قابل توجه این است که در این شاخه از مهندسی، تحلیل رفتار انتقال حرارت در جامدات، در غیاب سیال نیز مورد بررسی قرار میگیرد. حل معادلات مذکور به طور مستقیم در هندسههای بسیار ساده همراه با فرضهای ساده کننده و به کمک روشهای ریاضی، موضوع بحث درس ریاضیات مهندسی پیشرفته در دوره تحصیلات تکمیلی است، اما هندسه بسیاری از مسائل مهندسی، پیچیده بوده و استفاده از فرضیات ساده کننده ممکن نیست. در این شرایط حل عددی معادلات مطرح میشود. در رویکرد حل عددی ابتدا هندسه شبکهبندی شده و معادلات حاکم بر این شبکه، گسستهسازی میشوند. باید توجه داشت که یک روش یکسان برای حل معادلات در تمامی مسائل دینامیک سیالات موجود نیست و هر روش برای یک دسته از مسائل بوده و کمترین خطا را به دنبال خواهد داشت. بنابراین، شناخت کامل معادلات حاکم، ترمهای موجود در معادلات، روشهای شبکهبندی و گسستهسازی معادلات، روشهای حل عددی، شناسایی خطاهای موجود، روشهای افزایش سرعت و دقت همگرایی حل، از اهمیت بالایی برخوردار است. از این رو، فراگیری موارد ذکر شده برای مهندسین مکانیک و شیمی که اغلب با این دست از مسائل روبرو هستند، حائز اهمیت بسیار است. در این فرادرس چه چیزی یاد میگیریم؟ در این فرادرس فرمولبندیهای تفاضل محدود و حجم کنترلی آموزش داده میشود و تفاوت این دو نوع فرمولبندی بیان خواهد شد. در هر مورد ضمن آموزش روش استخراج معادلات و ترمهای مختلف، تقریبها و الگوریتمهای حل نیز ارائه میشود. در این آموزش سعی کردیم که برای افزایش سهولت در فهم مطالب و نحوه پیادهسازی قواعد و الگوریتمها، از مثالهای کاربردی مهندسی استفاده کنیم.
