Membangun simulasi cfd

Membangun simulasi CFD. Contoh-contoh dalam bab ini bertujuan untuk menunjukkan prinsip-prinsip umum CFD yang dijelaskan dalam bab-bab sebelumnya. Mereka juga menyoroti aspek penting lainnya dari CFD, misalnya pembuatan mesh. Sebagai penutup, berikut beberapa saran dalam membuat simulasi CFD.

Sebelum melakukan simulasi, penting untuk menentukan tujuannya, termasuk informasi yang ingin diperoleh. Data awal tentang masalah harus dikumpulkan, termasuk domain solusi dan batasannya, kondisi aliran, serta model dan properti yang mungkin digunakan. Aliran $persamaan$ harus diperkirakan untuk mengetahui apakah aliran tersebut laminar atau turbulen (Bab 6).

Penting untuk menyadari bahwa simulasi CFD yang efektif tidak dibuat dalam satu upaya. Sebaliknya, mereka mengikuti proses desain yang khas, seperti yang ditunjukkan di bawah ini.

$GAMBAR\santai \khusus {t4ht=$

Prosesnya berulang, dimulai dengan simulasi prototipe .Prototipe harus dibuat sesederhana mungkin agar pengujian pertama berhasil dilakukan dengan cepat. Setelah tercapai, siklus desain dijalankan dan, setelah itu, simulasi dapat dievaluasi dan ditingkatkan secara bertahap, mengikuti siklus di atas. Masalah apa pun dapat dikaitkan dengan perubahan terbaru, yang lebih mudah didiagnosis jika perubahannya kecil.

Simulasi perlu dijalankan dengan cepat sehingga perubahan kecil yang sering terjadi dapat diuji secara efisien. Mereka berjalan dalam beberapa menit pada jaring $persamaan$ sel, yang merupakan ukuran awal yang baik untuk prototipe. Solusi keadaan tunak (Bab 5) berjalan sangat cepat.

Bidang, misalnya $persamaan$ , harus diinisialisasi dan kondisi batas diterapkan (Bab 4) di awal proses desain. Prototipe dapat mencakup kondisi sederhana, misalnya nilai tetap untuk $persamaan$ , sebelum beralih ke kondisi yang lebih kompleks, misalnya fluks panas untuk $persamaan$ .

Jika alirannya bergejolak, model RAS yang kuat harus diterapkan terlebih dahulu (Bab 7). Ukuran jaring prototipe menentukan bahwa lapisan batas pasti dimodelkan menggunakan fungsi dinding.

Jika simulasi prototipe gagal dijalankan, penyebab numerik harus diselidiki, dimulai dengan kualitas mesh, misalnya non-ortogonalitas. Permasalahan dalam skema diskritisasi dapat diatasi dengan menerapkan skema yang paling stabil terlebih dahulu, misalnya melawan arah angin (Bab 3).

Simulasi awal mungkin hanya menetapkan aliran dasar, memecahkan masalah kekekalan massa dan momentum (Bab 2) dengan menyederhanakan asumsi, misalnya kondisi incompressibility. Model fisiknya harus sederhana, menggunakan properti konstan.

Perubahan tambahan pada simulasi kemudian memasukkan model dan persamaan tambahan. Seringkali hal ini memerlukan kolom tambahan, kondisi batas, skema diskritisasi, dan lain-lain.

Selain itu, simulasi ini mungkin juga mencakup bidang pemodelan CFD yang lebih kompleks, termasuk aliran multifase, perpindahan panas konjugasi, aliran kompresibel, reaksi, metode partikel, dan simulasi pusaran arus besar – di luar cakupan buku ini.

Namun prinsip umum yang disajikan dalam buku ini tetap berlaku baik simulasi CFD sederhana maupun kompleks. Dan ketika simulasi lebih kompleks, simulasi tersebut sering kali gagal karena kurangnya kepatuhan terhadap prinsip-prinsip ini seperti halnya alasan lainnya.