شبیه‌سازی CFD خودرو تسلا (Tesla Car CFD Simulation)
شبیه‌سازی CFD تسلا (Tesla CFD Simulation) در راستای فعالیت‌های تحقیقاتی و آموزشی انجام شده است. مهمترین اهداف این شبیه سازی عبارتند از:
- فراخوانی مدلهای هندسی پیچیده و ساده سازی آن جهت استفاده در نرم افزارهای CFD
- تولید شبکه بی‌سازمان همراه با لایه مرزی حول اجسام پیچیده برای رسیدن به +Y کمتر از 10
- حل میدان جریان آشفته همراه با انتقال حرارت در اطراف خودرو (بررسی انتقال حرارت لنت ترمز)
- شبیه سازی نویز آیرودینامیکی (آکوستیک) با روش Broad Band حول خودرو
- محاسبه ضریب درگ خودرو
- نمایش نتایج مناسب برای اهداف مهندسی و تبلیغاتی
نرم افزارهای مورد استفاده
در این شبیه سازی از نرم افزارهای زیر استفاده شده است:
- نرم افزار Gambit برای تولید فایل ورودی مناسب به Ansys Workbench
- ساده سازی مدل و تولید دامنه محاسباتی در ماژول Design Modeler در محیط Ansys Workbench
- تولید شبکه بی سازمان همراه با لایه مرزی در ماژول Ansys Mesh در محیط Ansys Workbench
- حل مسئله در نرم افزار Fluent
- نمایش نتایج در نرم افزار Fluent و همچنین ماژول Ansys Results در محیط در محیط Ansys Workbench
روش انجام کار
پس از فراخوانی فایل در در نرم افزار Design Modeler، به دلیل وجود صفحات بسیار زیاد ابتدا تا حدا امکان صفحات با هم یکی (Merge) شد. سپس صفحات باقیمانده با استفاده از دستور Name Selection نامگذاری شده تا برای تعریف شرایط مرزی و همچنین نمایش نتایج مهیا شوند. قابل توجه است هرچه صفحات با عناوین بیشتری نامگذاری شوند (مثال بجای بدنه خودرو، سقف، شیشه، در ، صندوق عقب و … نام گذاری شوند) پس پردازش (Post-Processing) و نمایش نتایج متنوع‌تر، زیباتر و چشم نوازتر خواهد شد هر چند دردسر بیشتری هم دارد.
با فراخوانی فایل در ماژول Ansys Mesh شبکه لایه مرزی برای آن تعریف شده و براساس پیش فرض خود نرم افزار شبکه بندی انجام شد. البته لازم به ذکر است برخی از مقادیر پیش فرض نرم افزار تغییر داده شد.
با تولید شبکه مناسب و ارسال آن به نرم افزار Fluent فرآیند حل انجام شد. مدل آشفتگی K-W SST، معادله انرژی و همچنین مدل Broad Band مهمترین مدلهای ریاضی هستند که برای شبیه سازی پدیده‌های فیزیکی مرتبط مورد استفاده قرار گرفتند. پایایی و تراکم ناپذیری نیز دو مشخه بارز دیگر این مدلسازی به شمار می‌رود. به دلیل عدم همگرا شدن حل (که مهمترین دلیل آن شبکه پیچیده لایه مرزی می‌باشد) میدان جریان طبق فرآیند زیر حل شد:
فرآیند حل:
- حل میدان جریان غیر لزج
- حل میدان جریان آرام
- حل میدان جریان آشفته با مدل K-W SST
- حل میدان جریان همراه با معادله انرژی
- حل میدان جریان همراه با مدل Broad Band
پس از حل نهایی جریان، نتایج با استفاده از ماژول پس پردازش (Post Proccessing) نرم افزار Fluent و همچنین ماژول Ansys Results در محیط Workbench استخراج گردید. لازم به توضیح است که نمایش نتایج در ماژول پس پردازش Fluent بسیار جامع تر و در عوض در ماژول Ansys Results بسیار چشم نوازتر است!
بخشی از نتایج گرافیکی در شکل‌های زیر نشان داده شده است. برای دیدن تصاویر با ابعاد اصلی ابتدا کلید سمت راست ماوس را بزنید و بعد گزینه Open image in new tab را انتخاب کنید.
مطالب مرتبط
آئرودینامیک جریان‌های تراکم ناپذیر
آئرودینامیک جریان‌های تراکم پذیر