Сочинение на тему Вычислительная гидродинамика
- Опубликовано: 24.08.2020
- Предмет: Наука
- Темы: Механическая инженерия, Технологии, физика
Пролог в CFD
Вычислительная прогрессия жидкости – это раздел механики жидкости, который использует числовые исследования и информационные структуры для решения и устранения проблем, которые включают потоки жидкости. Это составляет еще один «третий подход» в философском исследовании и продвижении всего учения о движении жидкости. Вычислительная жидкостная прогрессия дополняет две другие методологии неизменной гипотезы и неизменного анализа, однако она никогда не заменяет их обоих. Важной предпосылкой всех проблем CFD являются условия Навье-Стокса, которые характеризуют многостадийные потоки жидкости.
Подлинное продвижение CFD
Наиболее пунктуальные записи, сделанные после сегодняшних CFD-фигурок, были выполнены Льюисом Фраем Ричардсоном. Эти вычисления использовали ограниченные контрасты и разделяли пространство на разделители. В конечном счете, эта стратегия взорвалась определенно. Ранние вычисления CFD в 1940-х годах с использованием ENIAC, взятые после стратегий Ричардсона. Основная работа с использованием ПК для текущего потока жидкости, представленная условием Навье-Стокса, была произведена в Лос-Аламосской национальной лаборатории, в сборе Т-3. Этим собранием руководил Фрэнсис Х. Харлоу, считающийся одним из пионеров CFD. С 1957 до конца 1960-х годов эта группа собрала ряд численных стратегий, например, техника частиц в ячейке, стратегия жидкости в ячейке и т. Д.
Первичная статья с трехмерной моделью была распространена Джоном Хессом и А. М. Смитом в 1967 году. Этот метод разделил поверхность геометрии досками, которая называлась Panel Methods. Это было связано прежде всего с диспетчерскими сооружениями и фюзеляжами самолетов. Определенным центром продвижения были условия Навье-Стокса. Были созданы различные трехмерные коды, предлагающие различные бизнес-пакеты.
Использование CFD в различных областях.
Применение в автомобилях и двигателях.
В течение определенного периода, чтобы улучшить исполнение транспортных средств, побудило увеличение скорости его использования инновационных инструментов и конфигурационных аппаратов. CFD был одним из аппаратов. CFD заставляет специалистов по автомобилям лучше понимать формы физического потока и, следовательно, улучшать конфигурацию транспортных средств. CFD используется, чтобы рассмотреть исследование внешнего потока по кузову транспортного средства и, кроме того, движение внутрь через двигатель.
Сегодня огромная интенсивность CFD помогла дизайнерам автомобилей обдумать все части внутреннего зажигания, турбулентности и сцепления со сложными и дымовыми каналами.
Структурные инженерные приложения.
Проблемы, включая реологию ручьев, озер, лиманов и т. д., также являются предметом исследований с использованием CFD.
Естественные инженерные приложения.
Учение о потеплении, охлаждении и общем распространении воздуха через конструкции прошло под воздействием CFD.
Приложения для морской архитектуры.
Вычислительные жидкие элементы – это примечательное устройство для решения гидродинамических проблем, связанных с кораблями, подводными лодками, торпедами и т. д.
Вычислительная гидродинамика: что это?
Чтобы понять CFD в его центре, мы должны принять к сведению, что физические части любого потока жидкости управляются тремя стандартами:
- Масса жидкости нормируется.
- Второй закон Ньютона (ускорение = ускорение массы X).
- Энергия нормируется.
Эти центральные стандарты могут быть представлены как наполовину дифференциальные условия или фундаментальные условия. Вычислительные жидкие элементы – это особенность превращения этих условий в дискретизированные математические структуры, которые, таким образом, решаются для получения чисел для оценки поля потока при дискретных фокусах во времени и пространстве.
Соглашения CFD по большей части требуют скучного контроля большого числа, даже миллионов, чисел, назначение, которое является диковинным без руководства ПК. Быстро продвинутый ПК позволил освоить CFD.
В соответствии с этим, требования к продвижению новых суперкомпьютеров расширились в области группы людей CFD. Сегодня в дизайне суперкомпьютеров достигнут значительно более значительный прогресс.
Чтобы понять, почему CFD так важен при углубленном изучении и организации вопросов механики жидкости, как насчет того, чтобы подумать о случае.
Рассмотрим поле потока над ограниченным носом, движущимся со сверхзвуковой или гиперзвуковой скоростью. Энтузиазм в отношении таких тел обусловлен тем, что термодинамическое потепление в носу вообще уменьшается для предельных тел, контрастирующих с острыми носовыми телами. Это было причиной того, почему космические чемоданы Apollo были настолько ограничены, и почему у космического керри есть ограниченный нос и крылья с ограниченным краем движения. Подсчет этого поля потока, включая форму и площадь оглушающей волны, был выдающимся среди самых поразительных обтекаемых проблем в 1950-х годах, большое количество долларов было потрачено на решение этой проблемы.
Тем не менее, в 1966 году произошел скачок вперед в вопросе предельного тела из-за интенсивности CFD в то время и использования идеи, называемой временем, автономным способом борьбы с неизменным состоянием. Соглашение было ограничено, и оно было основным жизнеспособным, прямым соглашением, приобретенным до этого дня. После 1966 года предельное тело больше никогда не было испытанием.
Процедура
На фоне предварительной подготовки физические пределы проблемы характеризуются с помощью САПР. Используя это, информация обрабатывается, и жидкое пространство может быть разделено. Объем жидкости может быть разделен на маленькие ячейки, называемые работой. Работа может быть равномерной или неоднородной. Характеризуются физические проявления, такие как энтальпия, излучение, плавное движение и т. Д., А также предельные условия, которые представляют собой поведение и свойства жидкости на поверхности прыжков.
После предварительной обработки выполняется реконструкция, и условия объясняются тем, имеет ли она место с неустойчивым состоянием или переходным процессом. Ближе к концу используется препроцессор, а проверка и представление сделаны из схемы.
Модель потока
В момент, когда сильное тело находится в движении, скорость каждой части тела одинакова в каждой точке, хотя, когда жидкость находится в движении, скорость может быть различной в каждой области в жидкости.
Будучи такими, какие они есть, возникает вопрос: как мы можем представить себе движущуюся жидкость и применить к ней ключевые физические стандарты?
Для континуальной жидкости, которая подразумевает, что мы рассматриваем жидкость как безостановочно завершенный определенный объем, необходимо разработать любую из четырех моделей. Это:
- Техника конечных объемов.
- Метод конечных компонентов.
- Техника спектральных компонентов.
- Техника граничных компонентов.
Методы дискретизации
Метод ограниченного объема
Техника ограниченного объема – это наиболее часто используемая стратегия в кодах CFD, поскольку она почти не использует память и имеет потрясающую предпочтительную точку зрения по сравнению со скоростью выполнения, особенно для существенных проблем.
Условия потока жидкости, полученные путем применения центральных физических стандартов, будут в существенной структуре. Эти основные типы условий могут контролироваться для получения дифференциальных условий. Условия, приобретенные либо в основной структуре, либо в неполной дифференциальной форме, называются типом сохранения условий администрирования.
Метод ограниченных элементов
Стратегия с ограниченными компонентами по большей части используется как часть вспомогательного исследования твердых веществ, но, с другой стороны, подходит для жидкостей. Как бы то ни было, требуется особая осторожность, чтобы гарантировать традиционное устройство, но оно значительно более устойчиво, чем метод конечных объемов. В любом случае, это занимает значительно больше памяти, чем метод конечных объемов.
Метод ограниченной разницы
Техника ограниченных различий совсем не сложна в программировании и используется как часть нескольких отдельных кодов, которые обрабатывают сложные геометрии с высокой точностью и эффективностью.
Метод ужасных компонентов
Ужасная компонентная стратегия – это техника ограниченных компонентов. Это требует, чтобы числовая проблема была брошена за семь дней детализации. Это требует исключительно эффективных систем инкорпорации, так как количество выверок должно быть огромным. В то время, когда эта стратегия использовалась редко, она использовалась как часть всего лишь пары кодов, однако, поскольку есть инновация с подъёмом, некоторые еще разрабатываются.
Метод предельных элементов.
В этой стратегии предел, которым обладает жидкость, разделяется на работу.
Модели турбулентности
В вычислительной демонстрации потоков турбулентности, и основная интрига состоит в том, чтобы обнаружить такие величины, как скорость жидкости. Так как шкалы длин являются обширными, а непредсказуемость делает демонстрацию наиболее дорогостоящей, кроме того, определение, необходимое для определения всех шкал, в вычислительном отношении немыслимо.
Цель этого эксперимента – получить представление о полностью настраиваемой программе LabVIEW и понять, как инженеры используют программу в своих интересах, чтобы создать собственную лабораторию, которая
Есть несколько разных циклов, вокруг которых вращается Земля. Некоторые из циклов были затронуты катастрофой Фукусима-Дайхатсу. Завод в Фукусиме пострадал от землетрясения силой 9,0 балла. Растения,
Кибербезопасность или защита информационных технологий – это методы защиты компьютеров, сетей, программ и данных от несанкционированного доступа или атак, направленных на эксплуатацию. Существует четыре типа