Dinâmica de fluidos computacional (cfd)

Definição – O que significa Dinâmica de Fluidos Computacional (CFD)?

A dinâmica computacional dos fluidos (CFD) é um ramo da física que trata do estudo da mecânica dos fluidos: líquidos, plasmas e gases e as forças que atuam sobre eles. CFG é baseado nas equações Navier-Stroke que descrevem como a pressão, velocidade, densidade e temperatura de um fluido em movimento estão relacionadas. Faz uso de métodos numéricos, modelagem matemática e ferramentas de software para resolver e analisar problemas que envolvem fluxos de fluidos e usa o que há de mais moderno em hardware de computador e técnicas de programação elegantes para modelar e simular interações de líquido e gás com superfícies, conforme definido pelas condições de contorno. Isso dá uma ideia dos padrões de fluxo que seriam difíceis, caros ou impossíveis de estudar usando técnicas tradicionais.

Definirtec explica a dinâmica dos fluidos computacionais (CFD)

A dinâmica dos fluidos computacional é um ramo da mecânica dos fluidos que faz uso de diferentes algoritmos e análises numéricas para analisar e resolver problemas envolvendo escoamentos de fluidos. O foco principal é o uso de computadores e modelagem de dados para simular e analisar como um fluido flui em relação a uma superfície. As aplicações do mundo real incluem a análise do fluxo de ar para um projeto aerodinâmico de aeronave ou análise das propriedades hidrodinâmicas do casco de um barco, projeto industrial de tubulações de óleo e água e muito mais.

Uma simulação CFD, no entanto, não produz um resultado 100% confiável devido à imprecisão ou suposições rebuscadas dos dados inseridos. Os modelos matemáticos do problema em questão também podem ser inadequados e a precisão dos resultados é limitada pelo poder de computação disponível.

Metodologia:

  • Limites físicos do problema definidos
  • Volume definido pelos limites divididos em células ou malhas
  • Modelagem física definida: as equações do movimento, radiação, entalpia e conservação das espécies
  • Condições de limite definidas
  • Simulação é iniciada
  • Análise e visualização de dados realizada

Os principais componentes de um ciclo de design CFD são os seguintes:

  • Analista – indica o problema a ser resolvido
  • Modelo e métodos – expressos matematicamente
  • Software – incorpora conhecimento e fornece algoritmos
  • Hardware de computador – para cálculos reais, e um analista deve inspecionar e interpretar os resultados da simulação