Computational Fluid Dynamics (CFD)

Autore: Monica Porter
Data Della Creazione: 21 Marzo 2021
Data Di Aggiornamento: 1 Luglio 2024
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WHAT IS CFD:  Introduction to Computational Fluid Dynamics
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Contenuto

Definizione - Che cosa significa fluidodinamica computazionale (CFD)?

La fluidodinamica computazionale (CFD) è una branca della fisica che si occupa dello studio della meccanica del fluido: liquido, plasmi e gas e forze che agiscono su di essi. Il CFG si basa sulle equazioni di Navier-Stroke che descrivono il rapporto tra pressione, velocità, densità e temperatura di un fluido in movimento. Si avvale di metodi numerici, modelli matematici e strumenti software per risolvere e analizzare i problemi che coinvolgono i flussi di fluidi e utilizza le ultime tecnologie hardware e tecniche di programmazione per modellare e simulare le interazioni di liquidi e gas con le superfici, come definito dalle condizioni al contorno. Ciò fornisce una visione degli schemi di flusso che sarebbe difficile, costoso o impossibile da studiare usando le tecniche tradizionali.


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Techopedia spiega la fluidodinamica computazionale (CFD)

La fluidodinamica computazionale è una branca della meccanica dei fluidi che si avvale di diversi algoritmi e analisi numeriche per analizzare e risolvere i problemi che coinvolgono i flussi di fluidi. L'obiettivo principale è l'uso di computer e modellazione di dati al fine di simulare e analizzare il modo in cui un fluido scorre rispetto a una superficie. Le applicazioni del mondo reale includono l'analisi del flusso d'aria per la progettazione di un aerodinamico o l'analisi delle proprietà idrodinamiche di uno scafo di una barca, la progettazione industriale di tubazioni di olio e acqua e molto altro.

Una simulazione CFD, tuttavia, non produce un risultato affidabile al 100% a causa di imprecisioni o congetture inverosimili dei dati immessi. Anche i modelli matematici del problema potrebbero essere inadeguati e l'accuratezza dei risultati è limitata dalla potenza di calcolo disponibile.


Metodologia:

  • Limiti fisici del problema definito
  • Volume definito dai limiti divisi in celle o mesh
  • Definizione di modelli fisici: le equazioni di movimento, radiazione, entalpia e conservazione delle specie
  • Condizioni al contorno definite
  • La simulazione è iniziata
  • Analisi e visualizzazione dei dati eseguite

I componenti principali di un ciclo di progettazione CFD sono i seguenti:

  • Analista: indica il problema da risolvere
  • Modello e metodi - espressi matematicamente
  • Software: incarna la conoscenza e fornisce algoritmi
  • Hardware del computer - per i calcoli effettivi e un analista deve ispezionare e interpretare i risultati della simulazione