جریان سیال رو می‌شه به دو دسته اصلی تقسیم کرد: جریان آرام (لمینار) و جریان آشفته (توربولانس). تقریباً همه‌مون یه درک کلی از تفاوت این دو داریم، ولی تعریف دقیق و واحدی برای جریان توربولانس وجود نداره. این نوع جریان،...
آموزش مدلسازی جریان توربولانس با نرم افزار Fluent
معرفی دوره و ضرورت یادگیری
جریان سیال رو می‌شه به دو دسته اصلی تقسیم کرد: جریان آرام (لمینار) و جریان آشفته (توربولانس). تقریباً همه‌مون یه درک کلی از تفاوت این دو داریم، ولی تعریف دقیق و واحدی برای جریان توربولانس وجود نداره. این نوع جریان، ناپایداره، بی‌قاعده‌ست و نوساناتی هم در بعد زمان و هم در بعد مکان داره. جالبه بدونید که اکثر جریان‌های صنعتی و حتی جریان‌های سیالی که هر روز باهاشون سر و کار داریم، از نوع توربولانسی هستن.
شبیه‌سازی کامل جریان توربولانس به خاطر پیچیدگی زیادش تقریباً غیرممکنه. به همین دلیل برای پیش‌بینی اثرات این جریان، از مدل‌سازی‌های ریاضی و آماری استفاده می‌شه. توی پکیج‌های CFD مثل Fluent، تعدادی از این مدل‌ها گنجانده شدن. این مدل‌های توربولانسی، معادلات ساده‌سازی شده‌ای هستن که با منابع محاسباتی نسبتاً کم، تخمین خوبی از مشخصات جریان توربولانس در بسیاری از مسائل به ما می‌دن.
توی این دوره چی یاد می‌گیرید؟
توی مدل‌های توربولانسی، هر پارامتر به صورت یه مقدار متوسط و یه مقدار نوسانی در نظر گرفته می‌شه. با بازنویسی معادلات حاکم بر جریان سیال به این شکل، به معادلات ناویر-استوکس به روش میانگین‌گیری رینولدز یا همون RANS می‌رسیم. توی این معادلات، به دلیل وجود ترم‌های نوسانی، یه ترم جدید به اسم رینولدز استرس توی معادلات مومنتوم ظاهر می‌شه. هدف مدل‌های توربولانسی هم مدلسازی همین ترم با کمک پارامتری به نام ویسکوزیته توربولانسی هست. این پارامتر خاصیتی از جریانه و باید مقدارش در سراسر جریان محاسبه بشه. توی معادلات نهایی، این پارامتر با ویسکوزیته سیال جمع می‌شه.
سرفصل‌های دوره
فصل اول – مقدمه: آشنایی با جریان توربولانس و ضرورت مدلسازی
فصل دوم – معادلات RANS: بررسی معادلات و نحوه محاسبه ترم رینولدز استرس
فصل سوم – مدل‌های توربولانسی در فلوئنت: معرفی انواع مدل‌ها و شرایط استفاده از هرکدوم
فصل چهارم – مدلسازی جریان لایه مرزی توربولانسی: بررسی رفتار جریان نزدیک دیواره و wall function
فصل پنجم – حل مثال، شرایط مرزی و نکات باقی‌مانده: مرور مطالب با مدلسازی جریان در یک دیفیوزر
چرا این دوره رو انتخاب کنیم؟
توی فصل دوم با معادلات RANS و نحوه محاسبه ترم رینولدز استرس با کمک مدلسازی اون با ویسکوزیته توربولانسی آشنا می‌شید. بعد توی فصل سوم انواع مدل‌های توربولانسی رو یاد می‌گیرید که همون‌طور که گفته شد، این مدل‌ها مسئول محاسبه ویسکوزیته توربولانسی هستن. چون هر کدوم از این مدل‌ها برای شرایط خاصی توسعه پیدا کردن و هیچ‌کدوم نمی‌تونن در تمامی شرایط تخمین درستی از مشخصات جریان توربولانسی بدن، داشتن اطلاعات اولیه درباره همه این مدل‌ها لازم به نظر می‌رسه.
نکته جالب اینکه جریان‌های توربولانسی نزدیک دیواره رفتار یکسانی دارن. از این رفتار توی مدل‌های توربولانسی تحت عنوان wall function استفاده می‌شه که توی فصل چهارم بهش پرداخته می‌شه. در نهایت توی جلسه آخر با مدلسازی جریان توربولانس در یه دیفیوزر، موضوعات جلسات گذشته مرور می‌شه و نکات باقی‌مونده مربوط به شبیه‌سازی جریان توربولانس از جمله شرایط مرزی در Fluent ذکر می‌شه.
این دوره برای چه کسانی مناسبه؟
این دوره مناسب افرادی هست که آشنایی مقدماتی با مکانیک سیالات و دینامیک سیالات محاسباتی در قالب نرم‌افزار Fluent دارن. توی این دوره بحث نسبتاً کاملی روی معادلات و شرایط لازم برای استفاده از هر یه از مدل‌های توربولانسی انجام می‌شه. به همین دلیل می‌تونه منبع کاملی برای کسانی باشه که قصد دارن پایان‌نامه یا مقاله خودشون رو در زمینه مدلسازی جریان توربولانس بنویسن. همچنین به خاطر ماهیت تئوری این دوره، آموزش برای مدلسازی توربولانس در سایر نرم‌افزارها مثل CFX و COMSOL هم مفیده.
📋 مشخصات دوره در یک نگاه
ویژگی
توضیح
عنوان دوره
آموزش مدلسازی جریان توربولانس با نرم افزار Fluent
سطح
مقدماتی تا متوسط
پیش‌نیاز
آشنایی مقدماتی با مکانیک سیالات و Fluent
مدت زمان کل
حدود ۱ ساعت و ۲۱ دقیقه
تعداد فصل‌ها
۵ فصل + پروژه نهایی
ارزیابی
۳ کوییز + ۱ پروژه پایانی
گواهی
گواهینامه پایان دوره
قیمت
دارای تخفیف ویژه
محتوای تفصیلی دوره
شماره
عنوان فصل
تعداد جلسات
مدت زمان
۱
فصل اول – مقدمه
۱ جلسه
۰۰:۰۹ ساعت
۲
فصل دوم – معادلات RANS
۲ جلسه
۰۰:۱۰ ساعت
۳
فصل سوم – مدل‌های توربولانسی در فلوئنت
۴ جلسه
۰۰:۲۶ ساعت
۴
فصل چهارم – مدلسازی جریان لایه مرزی توربولانسی
۳ جلسه
۰۰:۲۲ ساعت
۵
فصل پنجم – حل مثال، شرایط مرزی و نکات باقی‌مانده
۱ جلسه
۰۰:۱۴ ساعت
۶
پروژه نهایی
۱ جلسه
—
پروژه پایانی و ارزیابی
توی این دوره سه کوییز به همراه یه پروژه پایانی مربوط به شبیه‌سازی جریان توربولانس روی ایرفویل گنجانده شده. برای دریافت گواهی، باید حد نصاب قبولی رو از این کوییزها و پروژه کسب کنید.
این دوره چطور به کارتون میاد؟ 💡
فرض کنید توی پروژه پایانیتون باید جریان هوا روی یه ایرفویل رو شبیه‌سازی کنید. انتخاب مدل توربولانسی مناسب، تعیین شرایط مرزی درست و تفسیر نتایج، دقیقاً همون چیزیه که این دوره بهش می‌پردازه. خیلی از دانشجوها توی مرحله انتخاب مدل توربولانسی گیر می‌کنن و نمی‌دونن کدوم مدل برای مسئله‌شون مناسبه. این دوره با توضیح معادلات پایه و شرایط استفاده از هر مدل، این مشکل رو حل می‌کنه.
از طرفی چون مباحث تئوری ارائه شده، اگه بعداً بخواید با CFX یا COMSOL کار کنید، همون مفاهیم پایه رو می‌تونید به‌کار ببرید. یعنی یه بار یاد می‌گیرید و توی چند نرم‌افزار
مدلسازی جریان توربولانس با Fluent؛ ثبت‌نام با تخفیف
