CONVERGE Studio 5.1.1 شبیه سازی احتراق و جریان چندفازی

CONVERGE Studio یک نرم افزار پیشرفته در حوزه شبیه سازی دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) محصول شرکت Convergent Science است. این نرم افزار با هدف حذف محدودیت‌های مرتبط با تولید شبکه (Grid Generation) در فرآیند شبیه‌سازی، طراحی شده است. نرم افزار CONVERGE CFD Bundle قادر است به‌صورت خودکار یک شبکه ساختاریافته و کاملاً متعامد را در زمان اجرا بر اساس پارامترهای کنترل ساده‌ای که توسط کاربر تعریف می‌شوند، ایجاد کند. این ویژگی CONVERGE Studio نیاز به تولید دستی شبکه را کاملاً از بین می‌برد و فرآیند شبیه‌سازی را تسهیل می‌کند.

از جمله قابلیت‌های کلیدی نرم افزار ‌CONVERGE Studio می‌توان به شبیه‌سازی پیشرفته دینامیک سیالات محاسباتی، امکان تولید خودکار مش‌ها و شبکه‌سازی مدل‌ها، شبکه‌سازی کاملاً متعامد با زمان‌بندی دلخواه، مشاهده آنی تغییرات شبیه‌سازی با تغییر پارامترهای کنترل، توانایی تحلیل هندسه‌های پیچیده مانند کمپرسورها و توربین‌ها، تحلیل شرایط مرزی متغیر و اندرکنش بین سیال و ساختار، و همچنین قابلیت بهینه‌سازی انطباقی مش‌ها (AMR) اشاره کرد. این ویژگی‌ها، CONVERGE Studio را به ابزاری کارآمد و مؤثر برای مهندسان و محققان در حوزه شبیه‌سازی دینامیک سیالات محاسباتی تبدیل کرده است.

بیشتر بخوانید: TurbAero طراحی و تحلیل آئرودینامیکی توربین‌های محوری

این نرم افزار برای کاربردهایی نظیر موتورهای احتراق داخلی، توربین‌های گازی، باتری‌ها، سیستم‌های پس‌پردازشی اگزوز، انرژی بادی، بیومدیکال و حوزه نفت و گاز طراحی شده و می‌تواند فرآیندهای پیچیده چندفازی، احتراق، انتقال حرارت، جریان حول اجسام متحرک و تعامل سیال-سازه (FSI) را با دقت بالا شبیه‌سازی کند. از ویژگی‌های برجسته CONVERGE، وجود روش مش‌بندی خودمختار است که در آن کاربر نیازی به تعریف دستی مش پیچیده ندارد؛ این ویژگی باعث کاهش چشمگیر زمان راه‌اندازی مورد مدل می‌شود و امکان تمرکز بیشتر بر تحلیل مهندسی فراهم می‌گردد.
همچنین CONVERGE با بهره‌گیری از پلتفرم ابری CONVERGE Horizon امکان اجرای شبیه‌سازی‌های پردازش موازی بسیار گسترده، از پیش پردازش تا پس پردازش، را فراهم می‌آورد که برای رِندِر کردن مدل‌های بسیار بزرگ یا کار با منابع HPC بسیار مناسب است.

قابلیت‌های نرم افزار CONVERGE Studio

• مش‌بندی خودکار برای هندسه‌های متحرک | Autonomous Meshing for Moving Geometries
  سیستم محور مش ریزکلی (cut-cell) که هندسه‌های پیچیده و مرزهای در حال حرکت را بدون نیاز به بازسازی دستی مش، به‌صورت دقیق مدل می‌کند.

• تغییر مش تطبیقی (AMR) | Adaptive Mesh Refinement (AMR)
  امکان افزودن سلول‌ها در مناطقی که پدیده‌های دینامیکی یا حرارتی برجسته‌تری دارند تا دقت حل افزایش یابد و کارایی محاسباتی حفظ شود.

• مدل‌های فیزیکی جامع | Comprehensive Physical Models
  شامل مدل‌های جریان چندفازی، احتراق (combustion)، انتقال حرارت هم‌زمان، تعامل سیال با سازه، اسپری، تبخیر و میعان، و مدل‌های شیمیایی دقیق (مانند SAGE solver) برای شبیه‌سازی دقیق پدیده‌های مهندسی.

• سازگاری با محاسبات موازی و مقیاس‌پذیری بالا | High-Performance Parallel Computing & Scalability
  امکان اجرای تحلیل روی هزاران هسته پردازشی یا پلتفرم‌های ابری برای کاهش زمان شبیه‌سازی در مسائل بسیار بزرگ.

• یکپارچگی با پلتفرم ابری | Cloud Integration via CONVERGE Horizon
  راه‌حل ابری کامل برای راه‌اندازی، اجرا و مانیتورینگ شبیه‌سازی‌ها بدون نیاز به سخت‌افزار محلی بزرگ — شامل گزینه «Bring Your Own License» و اشتراک به‌صورت آنی.

• پشتیبانی از الگوریتم‌های یادگیری ماشین و بهینه‌سازی طراحی | Machine Learning and Design Optimization Integration
  ابزارهایی برای انجام طراحی آزمایش (DoE)، آموزش مدل‌های ML با استفاده از خروجی شبیه‌سازی و تولید مدل‌های متا برای بهینه‌سازی سریع‌تر.

• مدل‌سازی جریان‌های با شرایط بحرانی و فازهای سوپرسونیک | Real-Fluid, Multi-Component and High Mach Flow Modeling
  شامل معادله حالت واقعی (real-fluid models) برای سیالات در شرایط فوق بحرانی، خطوط جریان با ماخ بالا، و انتقال فاز در شرایط شدید.

• رابط کاربری تحلیلی و ابزارهای پس پردازش قدرتمند | Interactive Visualization and Post-Processing Tools
  امکاناتی برای نمایش سه‌بعدی جریان، انیمیشن، مسیر ذره‌ای، گرافیک بالای دقت و خروجی برای ارائه‌های مهندسی و گزارش.

کاربرد

• صنعت خودروسازی: مدل‌سازی و تحلیل موتورهای احتراق داخلی، توربین‌های گازی و سیستم‌های شعله­‌ور (combustors) در صنعت هوافضا و خودرو.
• صنعت هوایی: مدل‌سازی جریان‌های آیرودینامیکی و تحلیل سیستم‌های پیشرانه
• مهندسی انرژی: شبیه‌سازی سیستم‌های باتری، باتری‌های لیتیومی، واکنش‌های حرارتی، جریان‌های چندفازی و خطرات ریمی‌تر (runaway) در صنعت خودرو و انرژی و نیروگاه
• صنعت نفت و گاز: کاربرد در حوزه نفت و گاز برای تحلیل جریان چندفازی، خوردگی، سایش، فرآیندهای حفاری و بهینه‌سازی جریان تجهیزات مارپیچی.
• مهندسی پزشکی: مطالعه پدیده‌های بیومدیکال مانند جریان خون، عملکرد دریچه قلب، شبیه‌سازی بافت نرم و استفاده از coupling CFD-FEA برای تحلیل‌های پیچیده پزشکی.
• مهندسی انرژی‌های تجدیدپذیر و سیستم‌های توربوماشین: تحلیل جریان و انتقال حرارت در ژنراتورها، کمپرسورها، توربین‌های بادی، سیستم‌های انرژی تجدیدپذیر و جریان باد در مزارع بادی.

برای مشاهده اطلاعات کامل نرم افزار CONVERGE Studio جهت شبیه سازی دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) به اینجا مراجعه کنید. در ادامه عکس هایی از این نرم افزار نشان خواهیم داد.