pobierz

Komentarze

Transkrypt

pobierz
Oprogramowanie CFD
Rodzaje oprogramowania:
●
zintegrowane oprogramowanie CAD
CATIA, ProEngineer, Solid Edge, AutoCAD, I-DEAs.
 definiowanie kształtu projektowanego obiektu
 generowanie rysunków wykonawczych.
 CAD-CAM – sterowanie numeryczne obrabiarkami.
●
pakiety do obliczeń rozkładów pól fizycznych
(CAE):
NASTRAN, ABAQUS, ANSYS, MARC, FLUENT, CFX, ADINA, OpenFoam.
Dane: geometria, warunki brzegowe (obciążenia), warunki początkowe,
właściwości materiałowe
Wynik: rozkład naprężeń, temperatur, prędkości płynu, koncentracji itp.
●
symulatory procesów przemysłowych
Aspen, Thermo Flow, Gate Cycle, Simulink
Analiza współpracy wielu urządzeń w instalacji.
Symulacje komputerowe
Symulacje komputerowe:
 Odwzorować zjawisk wrzeczywistości
wirtualnej
 Modelowanie procesów oraz zjawisk
fizycznych, dla których
przeprowadzenie eksperymentów jest
kosztowne bądź niemożliwe
 Mniejsze nakłady inwestycyjne w
porównaniu z badaniami
eksperymentalnymi
Modelowanie matematyczne
 analiza procesów (zjawisk)
 symulacji i wizualizacja procesów (zjawisk)
 projektowanie urządzeń oraz procesów
(minimalizacja liczby prototypów)
 sterowanie procesami
 optymalizacjw procesów
 w połączeniu z metodami odwrotnymi określanie przyczyn różnych procesów
(zjawisk)
Zastosowanie modelowania numerycznego
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
Aerodynamika
Inżynieria biomedyczna
Osprzęt
Technologie chemiczne
Hydraulika
Inżynieria morska
Przem. naftowy i gazowy
Produkcja energii
Sport
Pogoda i klimat
F18 Store Separation
Zastosowanie modelowania numerycznego
Zespół wspomagający pracę serca
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
Aerodynamika
Inżynieria biomedyczna
Osprzęt
Technologie chemiczne
Hydraulika
Pompa do krwi
Inżynieria morska
Przem. naftowy i gazowy
Produkcja energii
Sport
Pogoda i klimat
Temperatura i prądy
konwekcyjne w gałce ocznej w
terapii laserowej
Zastosowanie modelowania numerycznego
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
Aerodynamika
Inżynieria biomedyczna
Osprzęt
Technologie chemiczne
Hydraulika
Inżynieria morska
Przem. naftowy i gazowy
Produkcja energii
Sport
Pogoda i klimat
Zawór w reaktorze do polimeryzacji –
oderwanie strumienia
Linie prądu – wentylacja miejsca
pracy
Zastosowanie modelowania numerycznego
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
Aerodynamika
Inżynieria biomedyczna
Osprzęt
Technologie chemiczne
Hydraulika
Inżynieria morska
Przem. naftowy i gazowy
Produkcja energii
Sport
Pogoda i klimat
Przepływ masy
smarującej na
głowicy wiertniczej
Przepływy płynu nad
chłodniami kominowymi
Zastosowanie modelowania numerycznego
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
Aerodynamika
Inżynieria biomedyczna
Osprzęt
Technologie chemiczne
Hydraulika
Inżynieria morska
Przem. naftowy i gazowy
Produkcja energii
Sport
Pogoda i klimat
Zanieczyszczenia powietrza
Zastosowanie modelowania numerycznego
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
Aerodynamika
Inżynieria biomedyczna
Osprzęt
Technologie chemiczne
Hydraulika
Inżynieria morska
Przem. naftowy i gazowy
Produkcja energii
Sport
Pogoda i klimat
Kolarstwo
Wyścigi samochodowe
Wyścigi
motorowodne
Surfing
Zastosowanie modelowania numerycznego
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
Aerodynamika
Inżynieria biomedyczna
Osprzęt
Technologie chemiczne
Hydraulika
Inżynieria morska
Przem. naftowy i gazowy
Produkcja energii
Sport
Pogoda i klimat
Tornada
Klimat Globalny
Burza z wyładowaniami
Huragany
Model numeryczny:
 fizyka procesu (model fizyczny)
 model matematyczny
 warunki jednoznaczności
 algorytm rozwiązania i rozwiązanie
 wizualizacja wyników
 walidacja i weryfikacja
Model fizyczny
○
○
○
○
○
Model gazu
(ściśliwy, nieściśliwy, lepki, nielepki,
doskonały, rzeczywisty, ...)
Wymiana ciepła
Reakcje chemiczne
Przepływy wielofazowe
Zagadnienia sprzężone
–
–
–
–
–
cieplno-przepływowe
cieplno-chemiczne np. spalanie
przepływowo-wytrzymałościowe,
przepływowo-chemiczne np. emisja zanieczyszczeń,
aeroakustyka np. hałas generowany przez przepływ.
Model matematyczny
○
Równanie ciągłości


 u j   0

t x j
Równanie zachowania pędu
○


P  ij
 ui    u j ui    
 S ui
t
x j
xi x j
Równanie zachowania energii
○



 H  P)    u j H  
t
x j
x j
 T
k
 x
j

 

 u j ij   ST
 x
j

Etapy rozwiązania modelu numerycznego:
 model geometryczny, warunki
jednoznaczności
 dyskretyzacja modelu
 rozwiązanie równań modelu
 wizualizacja wyników
 walidacja i weryfikacja
Obiekt i model
Inkubator dla
noworodków
M. Ginalski
Domena obliczeniowa
Inkubator dla
noworodków
Modelowanie ruchu powietrza
wokół noworodka
Budowa modelu
geometrycznego
dziecka do symulacji
Uproszczenia na potrzeby symulacji numerycznej
Geometria budowana
z prostych elementów
Tworzenie siatki
numerycznej do
symulacji zjawiska
Dyskretyzacja modelu
Inkubator dla
noworodków
Dyskretyzacja modelu
Inkubator dla
noworodków
M. Ginalski
Dyskretyzacja modelu
Warunki jednoznaczności
profil
obudowa
wylot
powierzchnia cięcia
powierzchnia okresowa
wlot
podstawa
Obliczenia
○
○
○
Generacja rozkładu
początkowego
Ustawienie parametrów
procesu obliczeniowego
Śledzenie przebiegu
obliczeń
Wizualizacja wyników obliczeń
Wizualizacja wyników obliczeń
Inkubator dla
noworodków
Wizualizacja wyników
Weryfikacja i walidacja
Przykłady projektów
Modelowanie kotłów
fluidalnych
Modelowanie złożonego
ruchu cząstek
Produkcja energii elektrycznej
Obiegu elektrowni
węglowej
Turbina parowa
Generator prądu
Kocioł
węglowy
Węgiel
dostarczany z
kopalni
Dom
chłodnia
kominowa
wiatr
Produkcja energii elektrycznej
Projekt realizowany przez
studentów Politechniki Śląskiej
Silesian Greenpower – wyścigi
samochodów elektrycznych
www.sg.polsl.pl
Model bolidu oraz pole
ciśnień w wirtualnym
tunelu aerodynamicznym
Przemysł samochodowy
Optymalizacja
klimatyzacji
w samochodach
Symulacje silników spalinowych
Symulacje procesów
termicznych w organizmach
Matematyczny model dziecka
(duże uproszczenia)
transformator
pole temperatury w
wybranych przekrojach
inkubator
Przeprowadzenie eksperymentu
obrazującego unoszenie się
ciepłego powietrza nad ciałem
dziecka
Symulacje numeryczne
Piec anodowy do rafinacji miedzi
LI02
260,0°C
250
AR01
200
LI03
150
Temperatura w wybranym przekroju 100
LI01
miedzi
fazy gazowej
60,0°C
tłumik samochodowy
235,2°C
AR03*
AR02*
SP04*
LI01*
AR01*
SP02*
SP01*
SP03*
30,3°C
obraz termograficzny
°C
IR01
300
li01
280
260
240
220
Line
li01
Min
211,8°C
Max ...
306,5°C
profil temperatury wzdłuż tłumika
pole temperatury
Chłodnia kominowa
~100 m
20 km
~500 m
~130 m
ślad cząstki kolorowany
temperaturą
Instytut Techniki
Cieplnej
Symulacja chłodni kominowej
ślad cząstki kolorowany
temperaturą
temperatura
pole prędkości w okolicach zraszalnika
Proces Czochralskiego
hodowli kryształów
Proces Czochralskiego
predkosc
kryształ krzemu
tygiel
grzanie
płynny krzem
temperatura
Hamulec tarczowy
Hamulec tarczowy
geometria
cieplo
tarcia
r
tarcza
hamulcowa
z
klocek hamulcowy
5 sekund
30 sekund
100 sekund

Podobne dokumenty