کتاب شبیه سازی پدیده های فیزیکی و شیمایی با FLUNT GAMBIT با هدف طراحی تجهیزات فرآیندی

هرچند در اوایل توسعه علم ریاضیدانان به جای پیشگویی به دنبال یافتن روابط حاکم بر عملکرد سیستم های موجود بودند اما امروزه با پیشرفت های انجام شده، نسبت به دانشمندان علوم تجربی پیش قدم هستند. دانشمندان علوم تجربی گرچه با حل ریاضی پدیدهها آشنا هستند ولی برای آزمایش های خود با مشکلات زیادی مواجه میباشند. مهم ترین مساله مربوط به دینامیک سیالات از نظر ریاضی مدتهاست حل نشده و آنهایی که حل شده اند نیز با مشکلات زمان زیاد برای انجام عملیات ریاضی مواجه هستند. با توسعه رایانه ها روز به روز این مشکل آسان و آسان تر میشود و اینک پیچیده ترین این مسائل که بحث های مهم انتقال حرارت و سیالات می باشند از طریق رایانه قابل حل است. امروزه علم دینامیک سیالات محاسباتی به صورت یک ابزار پرقدرت و توانا برای تحلیل رفتار جریان سیال و انتقال حرارت در سیستم های با هندسه پیچیده و معادلات حاکم پیچیده برای محققین و مهندسین در آمده است. پیچیدگی معادلات حاکم بر مسأله، تأثیر متقابل پدیده های فیزیکی مختلف، گذرا بودن اغلب مسائل مهندسی، بالا بودن هزینه های مربوط به تجهیزات آزمایشگاهی و محدودیت استفاده از دستگاههای اندازه گیری در بسیاری از مسائل علمی، از جمله دلایلی می باشد که استفاده از روش های تحلیلی و آزمایشگاهی را در مقایسه با روش های عددی محدود می کند جهت مدلسازی راکتور تعیین پارامترهای هیدرودینامیکی آن امری ضروری به نظر می رسد. هیدرودینامیک این راکتورها به شدت متاثر از مقیاس عملکرد آنها می باشد. به دلیل کاربردهای وسیع این رآکتورها در صنعت، تلاش های زیادی جهت ارائه یک روش قابل اطمینان برای افزایش مقياس صورت گرفته است. در گذشته محققین جهت دستیابی به هیدرودینامیک این رآکتورها به تجارب آزمایشگاهی می پرداختند. نتایج حاصل از این آزمایش ها لزوما در مقیان های بزرگ صحت نداشتند و لذا به عنوان قوانین افزایش مقياس قابل کاربرد نبودند. به طور مثال تأثيرات دیوارهای یک راکتور کوچک بر حرکت. تشکیل و شکستن حبابها مشخص است. همچنین واضح است که این تأثیر در راکتورهای بزرگ تر متفاوت می باشد. لکن میزان و چگونگی این تفاوت معلوم نیست و لذا بهترین راه دستیابی به هیدرودینامیک قطرهای بزرگ انجام آزمایش در رآکتورهایی با همان قطر است که البته بسیار هزینه بر میباشد که به کمک CFD می توان راکتور را در اندازه واقعی شبیه سازی کرد و با توجه به نتایج حاصل به Configuration و شرایط مناسب راکتور رسید.

CFD

دینامیک سیالات محاسباتی با CFD عبارت از تحلیل سیستم های شامل جریان سیال، انتقال حرارت و پدیدههای همراه نظیر واکنش های شیمیایی، بر اساس شبیه سازی کامپیوتری است. CFD روش بسیار توانایی میباشد به طوری که طیف وسیعی از کاربردهای صنعتی و غیر صنعتی را در بر می گیرد برخی منالها عبارتند از: - نیروگاه: احتراق دستگاههای I

. C و توربین های گاز - توربو ماشین جریان های داخل گذرگاههای دوار، پخش کننده و غیره - مهندسی دریا بارهای روی ساختمان های ساحل - مهندسی فرآیند شیمیایی: اختلاط، جداسازی، راکتور، شکل گیری پلیمر

CFL په صورت یک جزء اساسی در طراحی تولیدات صنعتی و فرآیندها در آمده است هدف نهایی توسعه و پیشرفت در زمینه CFD رسیدن به توانایی قابل مقایسه با ابزارهای CAE (مهندسی به کمک کامپیوترنظیر برنامه های تحلیل تنش می باشد. دلیل اصلی این که چرا CFD به کندی پیشرفت کرده است در حقیقت پیچیدگی زیاد رفتار اساسی آن و عدم بحث جریان سیال در رابطه با مسائل اقتصادی و مقرون به صرفه بودن آن است توضی جریان که همزمان اقتصادی و کامل باشد و نیز وجود سخت افزارهای با عملکرد بسیار خوب محاسباتی و واسطیما با استفاده ساده منتقل به رشد جالبی شده و CFD موفق شد که در دهه ۱۹۹۰ در حد گسترده تری وارد جن ارتباطات صنعتی شود