چكيده

این خودآموز استفاده از فلوئنت در محیط ورک‌بنچ (Workbench) را با شبیه‌سازی انتقال حرارت و جریان سه‌بعدی آشفته در یک زانویی مخلوط‌کننده (Mixing Elbow) نشان می‌دهد. در این خودآموز شما با استفاده از یک هندسه ساده با امکانات و ابزارهای ورک‌بنچ آشنا خواهید شد. با انجام قدم‌به‌قدم آموزش‌های این خودآموز، شما تولید هندسه زانویی و مش محاسباتی آن را با استفاده از ابزارهای گنجانده‌شده در ورک‌بنچ یاد خواهید گرفت. سپس تنظیمات و حل مسئله را در فلوئنت و نمایش نتایج را در فلوئنت و CFD-Post انجام خواهید داد. علاوه بر موارد ذکرشده، شما در این خودآموز برخی دیگر از قابلیت‌های ورک‌بنچ شامل کپی کردن یک سیستم تحلیل، ارتباط دادن سیستم‌ها و مقایسه چند سری نتایج را خواهید آموخت.

این خودآموز به شما یاد می‌دهد که چگونه:

♦ ورک‌بنچ را باز کنید،

♦ یک سیستم تحلیل جریان فلوئنت را در ورک‌بنچ ایجاد کنید،

♦ هندسه زانویی را با استفاده از دیزاین‌مادلر (DesignModeler) ایجاد کنید،

♦ مش محاسباتی را با استفاده از انسیس مشینگ (Ansys Meshing) ایجاد کنید،

♦ تنظیمات شبیه‌سازی CFD را که شامل موارد زیر می‌شود، در فلوئنت انجام دهید:

♦ تنظیمات خواص مواد و شرایط مرزی را برای یک مسئله انتقال حرارت همرفت اجباری آشفته انجام دهید،

♦ رسم باقی‌مانده‌ها را فعال کنید،

♦ محاسبات را با استفاده از حل‌گر (Solver) فشار-مبنا (Pressure-based) انجام دهید،

♦ میدان‌های دما و جریان را با استفاده از فلوئنت و CFD-Post بررسی کنید،

♦ یک کپی از سیستم اولیه تحلیل جریان فلوئنت در ورک‌بنچ ایجاد کنید،

♦ هندسه را در دیزاین‌مادلر در سیستم تحلیل جریان ثانویه تغییر دهید،

♦ مش محاسباتی را بازتولید کنید،

♦ حل را دوباره در فلوئنت انجام دهید،

♦ نتایج دو حل را در CFD-Post مقایسه کنید.

واژه‌های کلیدی

زانویی مخلوط‌کننده، ورک‌بنچ، فلوئنت، انتقال حرارت همرفت، جریان آشفته، CFD-Post، دیزاین‌مادلر، انسیس مشینگ

پیش‌نیازها

در این خودآموز فرض می‌شود که تجربی قبلی شما در ارتباط با ورک‌بنچ، دیزاین‌مادلر، انسیس مشینگ، فلوئنت و CFD-Post صفر یا بسیار اندک است. بنابراین تمام مراحل به‌صورت کامل و جزئی شرح داده خواهد شد.

شرح مسئله

در شكل ‏زیر شکل شماتیک مسئله‌ای که قرار است در این خودآموز شبیه‌سازی شود، نشان داده شده است. جریان سرد در دمای 293.15 کلوین وارد مجرای اصلی و سپس با یک جریان گرم‌تر در دمای 313.15 کلوین مخلوط می‌شود.  زانویی مخلوط‌کننده در سیستم‌های لوله‌کشی نیروگاه‌ها و صنایع فرآوری استفاده می‌شود. گاهی اوقات پیش‌بینی میدان جریان و دما در محل اختلاط به‌منظور طراحی صحیح زانویی اهمیت پیدا می‌کند.