Computational fluid dynamics

Från Rilpedia

Texten från svenska Wikipedia

CFD-beräkning av en landning av Space Shuttle

Computational fluid dynamics (CFD) är en gren av fluidmekaniken där numeriska metoder används för att analysera strömningsproblem. Populära kommersiella programvaror är till exempel FLUENT, CFX och Star-CD.

Matematisk modell

Den grundläggande matematiska modellen som CFD vilar på är Navier-Stokes ekvationer, vanligtvis med vissa förenklingar. Beroende på vilket problem man vill analysera så arbetar man med olika komplexa modeller. Dessa modeller uttrycks som system av partiella differentialekvationer.

• Navier-Stokes ekvationer
• Eulers ekvationer
• potentialströmning

Metodik

Diskretisering

Eftersom de partiella differentialekvationer som beskriver flödet vanligtvis är olinjära och mycket sällan eller aldrig har en analytisk lösning måste ekvationerna lösas numeriskt. Ett första steg är att dela upp det fysiska strömningsfältet i diskreta delar, där man sedan löser ekvationerna numeriskt.

• Finita volymmetoden
• Finita elementmetoden
• Finita differanser

Turbulensmodellering

I de fall man väljer att lösa Navier-Stokes ekvationer måste man välja en modell för att behandla turbulensen i strömningen.

• Direkt numerisksimulering DNS
• Large eddy simulation LES
• Reynolds-averaged Navier-Stokes RANS
• Lamminär strömning

 Denna mekanikartikel är bara påbörjad. Du kan hjälpa till genom att utöka den.