اهمیت استفاده از شبیه‌سازی جریان به روش CFD به‌ اندازه‌ای است که نرم‌‌افزارهای بسیاری در این زمینه طراحی و توسعه یافته است. کمپانیهای متعددی در زمینه طراحی و توسعه نرم‌افزارهای دینامیک سیالات محاسباتی فعالیت می‌کنند. سعی شده که تا حد امکان این کمپانیها و نرم‌افزارهایی آنالیز جریان که توسط آنها توسعه یافته، گردآوری گشته تا به علاقمندان معرفی گردد.

بطور کلی نرم‌افزارهای آنالیز جریان براساس سه روش تفاضل محدود، حجم محدود و المان محدود توسعه‌یافته است. در روش تفاضل محدود علی رغم اینکه الگوریتمهای محاسبات عددی مربوطه ساده‌تر است، اما لازمست که قلمرو فیزیکی با استفاده از متریکها و ژاکوبینها به قلمرو محاسباتی تبدیل شود. بنابراین تولید شبکه براساس قلمرو محاسباتی از پیچیدگی بسیاری برخوردار است و حتی برای اجسام پیچیده غیر ممکن نیز می‌باشد. اما در روشهای حجم محدود و المان محدود بدلیل ماهیت انتگرالی بودن روشها، تبدیل قلمرو فیزیکی به قلمرو محاسباتی ضروری نبوده و معادلات روی همان شبکه تولید شده حل می‌شود. مهمترین نرم‌افزارهای موجود بر پایه سه روش مذکور عبارتند از:

 

نرم‌افزارهای CFD مبتنی بر روش تفاضل محدود

نرم‌افزارهای اندکی برپایه روشهای تفاضل محدود برای آنالیز جریان توسع یافته است. علت این امر نیز مشکلات خاص روش تفاضل محدود در شبیه‌سازی جریان برای اجسام پیچیده است. نرم‌افزارهای FLOW_3D و SINDA/FLUINT از مهمترین نرم‌افزارهای تفاضل محدود می‌باشد.

 

 

نرم‌افزار FLOW-3D

در ابتدا Atomic Energy Authority انگلستان، نرم‌افزار آنالیز جریان FLOW-3D را در سال 1970 توسعه داده است. این نرم‌افزار بر اساس روش تفاضل محدود بنا شده و روی سیستمهای DOS، WINDOWS 95,NT، UNIX و MAINFRAMES قابل اجرا بود. این نرم افزار صرفاً برای شبیه‌سازی مسائل هیدرولیکی تهیه شده و توانایی شبیه‌سازی سطوح آزاد، نواحی متخلخل با‌سازمان و بی‌سازمان، مسائل شیمیایی، انجماد، اجسام شناور و حرکت حبابها را داشته است. البته در دهه 1980 این نرم افزار به نرم افزار CFX تغییر نام داده است که در حال حاضر یکی از بهترین‌های دنیای CFD است. 

 

نرم‌افزار SINDA/FLUINT

نرم‌افزار SINDA/FLUINT توسط کمپانی C&R Technologies برای شبیه‌سازی مسائل هیدرولیک/ترمودینامیک به بازار عرضه شده است. این نرم‌افزار تفاضل محدود یک ابزار مناسب برای شبیه‌سازی سیستمهای سیال/حرارتی و بویژه انتقال حرارت بوده که در مراحل طراحی مقدماتی و حتی تفصیلی بکار گرفته می‌شود. از اهمیت این نرم افزارها همین بس که تا 15 سال پیش که نرم افزارهای تجاری CFD خیلی مطرح نبودند از این نرم افزار فوق العاده تخصصی در بیش از 400 مرکز تحقیقاتی هوافضایی، انرژی، الکترونیک، پزشکی و خودروسازی استفاده می‌شد. نرم‌افزار SINDA/FLUINT توانایی شبیه‌سازی جریانهای پایا و انتقالی، انتقال حرارت بصورت هدایت، جابجایی و تشعشع، جریانهای تک فازی و دوفازی، ترکیب سیال، جریانهای ناپایا و متغیر دمایی را دارا می‌باشد. علاوه بر این در این نرم‌افزار می‌توان مدلها را بصورت پارامتری تعریف کرد. همچنین نرم‌افزار مذکور به سیستم کنترل کننده اطلاعات و بهینه‌ساز نیز مجهز است. 

 

نرم‌افزارهای CFD مبتنی بر روش حجم محدود

در اکثر نرم‌افزارهای CFD از روش حجم محدود استفاده می‌شود. معروفترن این نوع نرم‌افزارها و کمپانیهای تولید کننده آن عبارتند از:

 

اسم نرم‌افزار

اسم کمپانی

FLUENT

FLUENT Inc

STAR-CD

Computational Dynamics  Ltd

CFD-FASTRAN/CFD-ACE+

CFD Research Corporation

FLO27, FLO28, FLO57, FLO59, INS3D, ARC3D

Directory of CFD codes on IBM super computer invierment

BANFF/GALCIER

Reaction Engineering International

FIRE

AVL List Gmbh

FLOTHERM

Flomercis Inc

COOLIT

Daat Research Corp

Flo++

Softflo

VISCOUS

Airflow Science Corporation

SHIPFLOW

Flowtech Int. AB

نرم‌افزارهای FLUENT و  CFX

نرم‌افزار FLUENT و CFX شناخته شده ترین نرم‌افزار CFD در ایران است. تقریباً تمامی دانشجویان، محققان و مهندسانی که در زمینه CFD فعالیت می‌کنند از این نرم‌افزار استفاده کرده و حداقل با آن آشنایی دارند. این نرم‌افزار یک نرم‌افزار جامع برای شبیه‌سازی اکثر رژیمهای جریان است. جزئیات بیشتر این نرم‌افزار در صفحات مختص به خود بطور کامل معرفی شده است.

 

نرم‌افزارهای خانواده (Siemens(cd-adapco شامل STAR-CD و +STAR-CMM

کمپانی CD adapco با ارائه نرم‌افزار STAR-CD در بین صنایع درگیر در مسائل سیالاتی جایگاه خاصی را به خود اختصاص داده است. نرم‌افزار مذکور یک نرم‌افزار چند منظوره برای شبیه‌سازی اکثر رژیمهای جریان می‌باشد. اما کاربرد اصلی این نرم افزار در شبیه سازی مسائل احتراق موتورهای درون سوز بویژه موتورهای پیستونی می‌باشد.

با بکارگیری معادلات ناویر-استوکس و سایر بهمراه پیشرفته‌ترین تکنیکهای حل عددی، الگوریتمها و آخرین مدلهای شبیه‌سازی جریان، این نرم‌افزار را از سایر نرم‌افزارهای دیگر متمایز ساخته است. براساس همین ویژگیها نرم‌افزار STAR-CD در تمامی صنایع کارایی قابل قبولی از خود نشان داد. صنایع هوافضا، خودروسازی، کشتی‌سازی، تأسیسات، پتروشیمی، مهندسی پزشکی، ماشین‌سازی و بسیاری صنایع دیگر از این نرم‌افزارها استفاده می‌کنند. بطور کلی کاربردهای این نرم‌افزار عبارتست از:

الف- رژیمهای جریان

  • جریانهای پایا، گذرا، آرام، نیوتنی و غیر نیوتنی
  • جریانهای آشفته (با استفاده از انواع مدلهای آشفتگی و همچنین روش شبیه‌سازی گردابه‌های بزرگ1 (LES).
  • جریانهای چرخشی و دورانی
  • جریانهای پریودیک همراه و یا بدون انتقال حرارت.
  • جریانهای ناپایا ناشی از حرکت مرزها همانند تقابل بین روتور و استاتور
  • جریانهای تراکم‌ناپذیر و تراکم‌پذیر

ب- انتقال حرارت و جرم

  • انتقال حرارت بصورت جابجایی (با اثر بویانسی) و هدایت (حرارت در نواحی جامد و تیغه‌ها)، تشعشع و انتقال جرم

ب- احتراق و واکنشهای شیمیایی

  • واکنشهای شیمیایی همگن و غیر همگن‌ نظیر‌ ‌
  • الگوریتمهای جدید برای محاسبه موازنه ترکیبهای شیمیایی
  • احتراق گازها و همچنین سوختهای مایع و جامد (همانند زغال)
  • احتراق در موتورهای احتراق داخلی (همانند موتورهای گازوئیلی و بنزینی)

ج- جریانهای چندفازی

  • شبیه‌سازی نواحی متخلخل
  • شبیه‌سازی جریانهای چند فازی نظیر گاز-جامد، گاز-مایع، مایع-جامد و مایع-مایع
  • جریانهای دوفازی اولری
  • شبیه‌سازی سطح آزاد و کاویتاسیون

د- مولتی فیزیک

  • ه- ائروآکوستیک

در صنعت هوافضا، جریانهای زیر‌ صوت، گذر صوتی، مافوق صوت و ماوراء صوت با استفاده از نرم‌افزار STAR-CD و +STAR-CCM قابل شبیه‌سازی است. بررسی آئرودینامیکی جریانهای خارجی حول تمامی وسائل پرنده نظیر هواپیماها، بالگردها، موشکها و غیره براحتی با استفاده از این نرم‌افزار امکان پذیر است. نرم‌افزار مذکور توانایی شبیه‌سازی ائروآکوستیک، کنترل فضای داخل کابین، جریان در داخل توربینها، کمپرسورها، محفظه‌های احتراق را دارا می‌باشد. آئرودینامیک خودرو، تهویه مطبوع داخل خودرو، احتراق موتور خودرو، شبیه‌سازی جریان حول کشتی، بررسی پدیده‌ کاویتاسیون، جریان در داخل توربینها، کمپرسورها، پمپها، تهویه مطبوع، جریان مذاب در داخل اکستروژنها و تمامی مسائل سیالاتی با استفاده از این نرم‌افزار قابل شبیه‌سازی است.

 

نرم‌افزارهای CFD-FASTRAN/CFD-ACE+

نرم‌افزار CFD-FASTRAN عمدتاً در صنایع هوایی کاربرد دارد. این نرم‌افزار براساس متغیر چگالی1 و روش حجم محدود با دقتهای مرتبه بالاتر، توسعه یافته است. با استفاده از این نرم‌افزار می‌توان جریانهای زیرصوت، گذر صوت، مافوق و ماورا صوت را شبیه‌سازی کرد. بطور کلی توانائیهای این نرم‌افزار عبارتست از:

  • استفاده از حلگر چگالی مبنا (Roe’s Flux Difference Splitting (FDS) scheme or a Van Leer’s Flux Vector Splitting (FVS
  • شبیه‌سازی جریانهای پایا و ناپایا
  • گسسته‌سازی معادلات حاکم بصورت تفاضل پیشرو شارها و با روش رو-ونلیر2
  • روشهای دقت مرتبه دوم و سوم با استفاده از تقریب MUSCL
  • استفاده از مدلهای آشفتگی، ، بالدوین-لومکس، اسپالارت-آلماراس و SST مدل (باید توجه داشت که در این نرم‌افزار از مدلهای‌‌ و SST تنها در شبکه‌های باسازمان استفاده می‌شود.)
  • توانایی حل دامنه‌های محاسباتی متشکل از شبکه‌های چند بلوکی

این نرم‌افزارها توسط کمپانی CFD Research Corporation تهیه شده‌اند. طراحان این نرم‌افزار مدعی هستند که نمونه‌های بسیاری از مسائل مختلف را شبیه‌سازی نموده که صحت آنرا تضمین می‌کند. با توجه به این موضوع که این نرم‌افزار یک نرم‌افزار چگالی-پایه است، بنابراین می‌تواند جریانهای تراکم‌پذیر را با دقت شبیه‌سازی کند. بطور خلاصه دامنه کاربرد این نرم‌افزار عبارتست از:

  • آئرودینامیک هواپیما
  • بافت و فلاتر در هواپیما
  • شبیه‌سازی سیستم صندلی نجات هواپیما
  • آئروترمودینامیک
  • پرتاب و مانورپذیری هواپیما
  • آئرودینامیک بالگردها
  • جدایی مخزن سوخت، بمب و یا موشک از هواپیما

نرم‌افزار CFD-ACE+ بدون شک یکی از نرم‌افزارهای کاربردی CFD در زمینه مولتی فیزیک می‌باشد. این نرم‌افزار توانایی شبیه‌سازی پدیده‌های مختلف جزیان سیال، انتقال حرارت، شیمیایی، بیولوژی، الکتریکی و مکانیکی را دارا بوده و در بیش از 40 مرکز تحقیقاتی معتبر دنیا مورد استفاده قرار گرفته است. بطور کلی توانمندیهای عمده نرم‌افزارهای یاد شده در زمینه‌های مختلف عبارتست از:

الف- شبکه‌بندی

  • شبکه‌بندی باسازمان چند بلوکی در سیستم مختصات منحنی‌الخط
  • شبکه‌بندی بی‌سازمان
  • اینترفیس دلخواه شبکه‌ها
  • حرکت دادن، تغییر شکل و دوران دادن شبکه‌ها
  •  

ب- روشهای عددی

  • استفاده از روش ضمنی با فرمولاسیون قدرتمند گسسته‌سازی معادلات حاکم
  • روشهای گسسته‌سازی فرانک-نیکولسون و اولر
  • روشهای گسسته‌سازی تفاضل پیشرو و مرکزی مرتبه اول، دوم و سوم و حتی روشهای گسسته‌سازی هوشمند ]8[.
  • استفاده از تقریبهای FVM، FEM و BEM برای دامنه‌های فیزیکی مختلف (بعنوان مثال از تقریب FEM برای محاسبه تنشها و از تقریب BEM برای مسائل الکترواستاتیک استفاده می‌گردد.)
  • قابل اجرا روی سیستمهای پردازش موازی
  •  

ج- مدلهای جریان

  • استفاده از حلگر فشار-مبنابرای حل معادلات ناویر-استوکس
  • جریانهای تراکم‌ناپذیر و تراکم‌پذیر و جریانهای آرام و آشفته
  • جریانهای نیوتنی و غیر نیوتنی
  • کاویتاسیون
  • جریان در نواحی متخلخل
  • و بسیاری موارد دیگر]8[

د- مدلسازی آشفتگی

  • انواع مدلهای
  • مدل
  • مدل اسپالارت-آلماراس
  • شبیه‌سازی گردابه‌های بزرگ (LES).

علاوه بر موارد یاد شده روشهای مختلفی برای شبیه‌سازی اسپری، سطح آزاد، انتقال حرارت، فرایندهای شیمیایی، بیوشیمیایی و الکتروشیمیایی در این نرم‌افزار در نظر گرفته شده است. 

 

نرم‌افزارهای سری Flo

مهمترین نرم‌افزارهای سری Flo شامل نرم‌افزارهای FLO27, FLO28, FLO57, FLO59, INS3D, ARC3D از جمله‌ نرم‌افزارهای توسعه یافته برای ابر کامپیوترهای IBM بود. البته نسخه‌های اجرا روی کامپیوترهای شخصی این نرم‌افزارها نیز موجود می‌باشد. این نرم‌افزارهای عمدتا برای شبیه‌سازی جریانهای پتانسیل، غیر لزج، لزج و آشفته خارجی کاربرد دارد. بطور کلی کاربردهای این نرم‌افزارها در جدول زیر درج شده است. 

 

اسم نرم‌افزار

کاربرد

Flo27

شبیه‌سازی جریان پتانسیل گذر صوتی غیرلزج و غیر چرخشی حول بال هواپیما با استفاده از روش حجم محدود

Flo28

شبیه‌سازی جریان پتانسیل گذر صوتی غیرلزج و غیر چرخشی حول بال و بدنه هواپیما با استفاده از روش حجم محدود

Flo57

شبیه‌سازی جریان گذرصوتی غیر لزج حول بال هواپیما با استفاده از شبکه‌های باسازمان

Flo59

شبیه‌سازی جریان گذرصوتی غیر لزج حول هواپیما با استفاده از شبکه‌های باسازمان

INS3D

شبیه‌سازی جریان تراکم‌ناپذیر آشفته حول اجسام سه بعدی.

ARC3D

شبیه‌سازی جریان تراکم‌پذیر آشفته حول اجسام سه‌بعدی.

 

نرم‌افزار BANFF/GLACIER

نرم‌افزار BANFF/GLACIER صرفاً برای شبیه‌سازی فرآیند احتراق در فضای سه بعدی توسعه یافته است. نرم‌افزار GLACIER نسخه پیشرفته نرم‌افزار BANFF می‌باشد که انتشار ذرات پراکنده و واکنش شیمیایی را نیز شبیه‌سازی می‌کند. این‌نرم‌افزار براساس تقریب حجم محدود برای معادلات جریان و فرمولاسیون توده لاگرانژی برای انتشار ذرات بنا شده است. با استفاده از این نرم‌افزار می‌توان هندسه‌های پیچیده به همراه کوپلینگ کامل بین سیال اشفته و ذرات پراکنده شده، انتقال حرارت جابجایی و تشعشع، واکنشهای شیمیایی در جریانهای چند فازی را شبیه‌سازی کرد. کاربردهای خاص این نرم‌افزار شامل طراحی محفظه‌های احتراق و کوره‌ها، دیگهای بخار صنعتی، اتلاف خاکسترسازی، محفظه احتراق زغال پودر شده وده و همچنین می‌توان موارد یاد شده را بهمراه انتقال ذرات پراکنده نیز شبیه‌سازی کرد. 

 

نرم‌افزار FIRE

نرم افزار FIRE بر اساس تقریب حجم محدود توسعه یافته و با استفاده از مدل اصلاح شده الگوریتم SIMPLE از توانایی زیر برخوردار است:

  • جریانهای تراکم‌ناپذیر و تراکم‌پذیر
  • جریانهای پایا و ناپایا
  • روشهای گسسته‌سازی مرتبه بالاتر
  • ریز کردن محلی شبکه‌ها
  • مدلهای آشفتگی و RSM
  • شبیه‌سازی انژکتورها
  • مدل Wallfilm
  • مدلهای احتراق نظیر انحلال گردابه‌ها3، PDF، احتراق خودکار دیزل4
  • مسائل همراه با انتقال حرارت
  • هندسه‌های متحرک
  • استفاده از شبکه‌های باسازمان و بی‌سازمان
  • و بسیاری موارد دیگر

استفاده از FIRE بسیار راحت است. همچنین این نرم‌افزار توانایی پیش‌پردازش و پس پردازش بالایی دارد. این نرم‌افزار در محدوده جریانهای مربوط به خودروهای ترابری تا مهندسی پزشکی کاربرد دارد.

 

نرم‌افزار FLOTHERM

نرم‌افزار FLOTHERM برای بررسی انتقال حرارت ناشی از تجهیزات الکترونیکی تهیه شده است. با استفاده از این نرم‌افزار می‌توان انتقال حرارت ناشی از خنک‌سازی فضای دربرگیرنده تجهیزات الکترونیک که عمدتاً توسط هوا صورت می‌گیرد را شبیه‌سازی نمود. بطور کلی توانائی‌های این رنم‌افزار عبارتست از:

  • شبیه‌سازی جریانهای دو بعدی و سه بعدی.
  • شبیه‌سازی جریانهای پایا و گذرا.
  • شبیه‌سازی جریانهای آرام و آشفته.
  • شبیه‌سازی انتقال حرارت به روشهای هدایت، جابجایی و تشعشع.
  • شبیه‌سازی انتقال حرارت ترکیبی.

نتایج بدست آمده از این نرم‌افزار شامل مولفه‌های سرعت، فشار استاتیک، دمای سیال و نواحی جامد و همچنین تمامی متغیرهای جریان که تابعی از مولفه‌های سرعت و دما است، می‌باشد. 

 

 

نرم‌افزار COOLIT

نرم‌افزار COOLIT همانند نرم‌افزار FLOTHERM انتقال حرارت ناشی از تجهیزات الکترونیکی را شبیه‌سازی می‌کند. این نرم‌افزار بر‌اساس تقریب حجم محدود توسعه یافته و قابل نصب و اجرا روی سیستمهای WINDOWS95/NT قابل نصب و اجراست. از مهمترین خصوصیت این نرم‌افزار می‌توان به محیط گرافیکی قدرتمند آن اشاره کرد. نرم‌افزار مذکور توسط شرکت Daat Research Corp ارائه شده است. 

 

نرم‌افزار Flo++

Flo++ یک نرم‌افزار آنالیز جریان می‌باشد که براساس روش حجم محدود توسعه یافته و روی سیستمهای عامل WINDOWS  قابل نصب و راه‌اندازی است. بطور کلی کاربردهای این نرم‌افزار عبارتست از:

  • شبیه‌سازی جریانهای تراکم‌ناپذیر و تراکم‌پذیر
  • شبیه‌سازی جریانهای آرام و آشفته (با استفاده از مدل آشفتگی)
  • شبیه‌سازی جریانهای پایا و ناپایا؛ این نرم‌افزار از الگوریتمهای تصحیح شده SIMPLE و PISO برای شبیه‌سازی جریانهای پایا و ناپایا استفاده می‌کند.
  • شبیه‌سازی انتقال حرارت بصورت هدایت و جابجایی و همچنین انتقال حرارت ترکیبی مایع-جامد.
  • انتقال جرم؛ ترکیب گازها و یا مایعات که هر کدام از گونه‌های شیمیایی متفاوتی تشکیل شده است.
  • شبیه‌سازی جریان در نواحی متخلخل
  • شبیه‌سازی جریانهای فاز گسسته و چند فازی نظیر گاز-ذره، گاز-قطره و مایع-حباب
  • تعریف توابع خاص برای پارامترهایی نظیر چگالی و ثابت حرارتی توسط کاربر
  • شبیه‌سازی سطح آزاد بین دو سیال
  • و موارد دیگر

همچنین نرم‌افزار مذکور از توانائیهای بالایی در مراحل پیش پردازش و پس پردازش برخوردار است. محیط گرافیکی قدرتمند این نرم‌افزار به کاربر اجازه می‌دهد که براحتی پارامترهای جریان و شبکه‌های تولید شده را با کیفیت مناسبی مشاهده نماید.

 

نرم‌افزار VISCUS

با استفاده از نرم‌افزار VISCOUS می‌توان جریانهای پایا و ناپایا، آرام و آشفته، انتقال حرارت هدایت و جابجایی را شبیه‌سازی کرد. این نرم‌افزار که براساس تقریب حجم محدود می‌باشد توسط کمپانی Airflow Science Corporation توسعه یافته است. همچنین با استفاده از این نرم‌افزار می‌توان انتقال حرارت بصورت تشعشع، احتراق، جریان‌های چند فازی و چندین پدیده دیگر سیالاتی را نیز شبیه‌سازی کرد. صنایع تبدیلی، ساخت، غذایی و نیروگاه‌ها از جمله کاربران نرم‌افزار مذکور می‌باشد. 

 

نرم‌افزار SHIPFLOW

نرم‌افزار SHIPFLOW نرم‌افزار بسیار مناسبی برای تحلیل جریان حول کشتیها می‌باشد. این نرم‌افزار از روشهای پنل متد سطحی آزاد غیر خطی، لایه مرزی و متوسط گیری زمانی رینولدز استفاده می‌کند. با استفاده از این نرم‌افزار می‌توان نیروهای ناشی از امواج، اصطکاک سطح، فرورفتگی و غیره را با دقت بسیار خوبی محاسبه کرد. 

 

نرم‌افزارهای CFD مبتنی بر روش المان محدود

در شبیه‌سازی جریان به روش CFD عمدتاً از تقریب حجم محدود استفاده می‌شود. با اینحال طی دو دهه اخیر استفاده از تقریب المان محدود نیز در شبیه‌سازی جریان بکمک CFD مد نظر قرار گرفته و روند رو به رشدی داشته است. بطوریکه در حال حاضر نرم‌افزارهای CFD بسیاری مبتنی بر روش المان محدود توسعه یافته است. مهمترین این نرم افزارها عبارتند از:

 

نرم‌افزار FIDAP

نرم‌افزار FIDAP یک نرم‌افزار CFD است که بر اساس تقریب المان محدود طراحی و توسعه یافته است. این نرم‌افزار توانایی شبیه‌سازی جریانهای تراکم‌ناپذیر، تراکم‌پذیر، جریانهای تک فازی و دو فازی، جریان سیالهای نیوتنی و غیر نیوتنی. انتقال حرارت بصورت، هدایت جابجایی و تشعشع، چشمه‌ها و چاه‌های حرارتی، انجماد و ذوب و بسیاری موارد دیگر را دارا می‌باشد. 

 

نرم‌افزار POLYFLOW

نرم‌افزار  POLYFLOW یک نرم‌افزار خاص برای آنالیز فرآیندهای پلیمری و شکل دهی شیشه‌ها می‌باشد. با استفاده از این نرم افزار می‌توان جریان داخل اکستروژنها، مدلسازی دمش، تزریق لاستیک و کلاً مسائل مربوط به مدلهای سیال ویسکوالاستیک را شبیه‌سازی کرد.

 

نرم‌افزار CAMRAD

صنعت ساخت بالگردها مجموعه‌ای از پیشرفته‌ترین فناوریها از جمله دینامیک‌ اجزا، المانهای محدود غیر خطی، دینامیک سازه‌ای و ائرودینامیک بالگردها را در خود اختصاص داده است.  یکی از مناسبترین نرم‌افزارها برای طراحی، تست و ارزیابی بالگردها، نرم‌افزار CAMRAD می‌باشد. این نرم‌افزار یک نرم‌افزار مناسب برای آنالیزهای ائرومکانیکی بالگردها می‌باشد. با استفاده از این نرم‌افزار می‌توان عملکرد، بارهای وارده، ارتعاشات، پاسخها و پایداری بالگردها را محاسبه نمود.

 

نرم‌افزار ADINA-F

نرم‌افزار ADINA-F یک نرم‌افزار CFD از سری نرم‌افزارهای ADINA می‌باشد. این نرم‌افزار براساس تقریبهای المان محدود و حجم محدود توسعه یافته است. شبیه‌سازی جریانهای تراکم‌ناپذیر و تراکم‌پذیر، جریانهای همراه با انتقال حرارت، جریان در مرزهای متحرک و با تقابل بین مرزها و همچنین مسائل مولتی فیزیک با استفاده از این نرم‌افزار قابل شبیه‌سازی است.

 

سایر نرم‌افزارهای المان محدود

بعلت پراکندگی اطلاعات موجود در مورد نرم‌افزارهای CFD که بر اساس تقریب المان محدود توسعه‌یافته‌اند، از تشریح جزئیات بیشتر در این زمینه خودداری شده است. بطور خلاصه مهمترین این نوع نرم‌افزارها در جدول زیر معرفی شده‌اند.

 

اسم نرم‌افزار

اسم کمپانی

FIDAP, POLYFLOW

FLUENT Inc

CAMRAD

Analytical Method Inc

FLOTRAN

Ansys Inc

N3S

Simulog

COMCO

Computational Mechanics Company Inc

LS_DYNA3D

Livermore Software Technology Corporation

PHASES

PHASES Engineering Solutions

TURB3

Swansa NS Codes

PAM-FLUID

Engineering Systems International S.A.

COSMOS/M

Blue Ridge Numerics, Inc.

ADINA-F

ADINA-F

YFLOW

YFLOW

Tdyn

Compass

‍POLYFLOW

Polyflow S.A

 

خلاصه

با نگاهی گذرا به فعالیتهای انجام شده در زمینه توسعه نرم‌افزارهای CFD مشخص می‌شود که فعالیتهای انجام شده بسیار زیاد است. بعلت تعداد بسیار زیاد نرم‌افزارهای دینامیک سیالات محاسباتی، مهمترین آنها در جدول زیر آورده شده است. در این جدول نام کمپانی‌های اولیه تولید کننده و نرم‌افزارهای تولیدی آنها و همچنین آدرس اینترنتی و یا پست الکترونیکی آنها درج شده است. 

 

 فهرست کلی نرم‌افزارهای دینامیک سیالات محاسباتی (محصولات تجاری).

 

نام نرم‌افزار(های) تولیدی

نام کمپانی

ANSWER, PORFLOW, TIDAL, RADM

ACRI

TEP

ARSoftware

FLUENT, FIDAP, POLYFLOW, GAMBIT, Tgrid, Icepak, Airpak, Mixsim

FLUENT Inc

SHIPFLOW

Flowtech Int. AB

CFX

AEA Technology

ICEM CFD, Icepak

ICEM CFD

Reactive Flows (KIVA) d

KIVA

CFD-ACE+, CFD-FASTRAN

CFD Research Corporation

 STAR-CCM+ , STAR-CD

Computational Dynamics  Ltd

VSAERO, USAERO, OMNI3D

Analytical Methods, Inc

GASP, GUST

AeroSoft, Inc

FLOW3D

Flow Science, Inc

CFD2000

Adaptive Research Crop

ALGOR

ALGOR, Inc

NISA

Engineering Mechanics Research Corp

BANFF/GLACIER

Reaction Engineering International

SuperSTATE

Combustion Dynamics Ltd

FIRE

AVL List Gmbh

N3S, ESTET-ASTRID

Simulog

FLO27, FLO28, FLO36, FLO52, FLO53, FLO57, FLO59, FLO67, FLO82, FLO83, FLO103, INS3D, ARC3D, VSAERO, TAIR, FIDAP,

Directory of CFD codes on IBM super computer invierment

FLOTRAN

ANSYS, Inc

FLOTHERM

Flomercis Inc

COMCO

Computational Mechanics Company Inc

Shock tube simulation program

KASIMIR

LS-DYNA3D

Livermore Software Technology Corporation

PCGC, FBED

Advanced Combustion Eng. Research Center

FINE, FINE/Turbo, FINE/Aero, IGG, IGG/Autogrid

NUMECA International s.a.

HEAT2, HEAT3

Blocon Software Agency

CFD2000

Adaptive Research Corp

VORSTAB-PC

Unicom Technology Systems

ICI

Incinerator Consultants Incorporated

Multi-phase flow, N-S, Combustion

PHOENICS/CHAM

SPLASH

South Bay Simulation, Inc

PHASES

PHASES Engineering Solution

INCA, Tecplot

Amtec Engineering, Inc

UNIC

Engineering Sciences, Inc

TIGER

Catalpa Research, Inc

LAM2D, TURB

Swansea NS codes

PAM-FLOW, PAM-FLUID

Engineering   System International  S.A

COOLIT

Daat Research Corp

FLOVENT

Flomerics Inc

————–

Innovative Research, Inc

SPECTRUM

Centric Engineering Systems, Inc

COSMOS/M

Blue Ridge Numeric, Inc

WinePipeD

NeoSoft, Inc

PowerFLOW

Exa Corporation

POLYFLOW

Polyflow s.a

Flow Pro

Flow Pro

Aeroshape-3d

Computational Aerodynamics System Co

N/A

Taho Design Software

ADINA

ADINA

YFLOW

YFLOW

++Flo

Softflo

FLOWCODE

FLOWCODE

Concert

Numeritec Corporation

SMARTFIRE

Fire Safety Engineering Group

VISCOUS

Airflow Science Corporation

POLYDYNAMIC

Polydynamic

SINDA/FLUINT, SINAPS

Cullimore and Ring Technology, Inc.

ANKER-ZEMER ENGINEERING

Lineflow

PFDR

PFDReaction

++CFD

++CFD

MAYA-ESC

MAYA Simulation

همانطور که اشاره گردید نرم افزارهای فوق صرفا براساس زمان تولید و کمپانی اولیه سازنده آن‌ها فهرست گردید. بسیاری از این نرم افزار‌ها از زده خارج شده، توسعه نیافته و یا در هم ادغام شده‌اند. کمپانی ANSYS INC. به عنوان غول توسعه نرم افزارهای CAD و CAE بسیاری از این نرم افزارها را بلعیده است و به راحتی می‌توان گفت نرم افزارهای پکیج این کمپانی تقریبا تمامی نیازهای مهندسی را پوشش می‌دهد. در نمودار زیر فرایند تبدیل شدن ANSYS از یک شرکت کوچک به یک اَبَر کمپانی محاسبات و طراحی مهندسی نشان داده شده است. 

تاریخچه پکیج محاسبات مهندسی ANSYS

مهمترین قابلیت‌های نرم افزارهای CFD کمپانی Ansys Inc در شکل زیر نشان داده شده است. از آنجائیکه نرم افزارهای ANSYS FLUENT و ANSYS CFX به عنوان جامع‌ترین و کاربردی‌ترین نرم‌افزارهای شناخته شده در داخل کشور هستند این سایت قصد معرفی کامل این دو نرم افزار همراه با آموزش آن‌ها را دارد.

قابلیت‌های نرم افزارهای CFD متعلق به کمپانی Ansys Inc در سال 2019.

معرفی نرم افزار Ansys Fluent

معرفی نرم افزار ANSYS CFX

بازگشت

نویسنده: محمدرضا کلیچ