Ansys Fluent 2024 R1 تغییرات جدید نرم افزار 

با رابط کاربری جدید، امکانات تازه ای در واحد پردازش کننده گرافیکی، پیشرفت های در جریان های کاری هوا فضا، احتراق الکتروشیمیایی به وجود آمده است. قصد داریم تغییرات جدید Ansys Fluent 202 R1 را به اشتراک بگذاریم که سبب بهبود شبیه سازی دینامیک محاسباتی سیالات CFD شده است. شما میتوانید جهت آموزش سالیدورک وارد لینک  و برای آموزش Ansys Fluent  وارد لینک شوید.

آپدیت های حلگر محاسباتی (GPU): مدل و ساختار جدید و سازگاری سخت افزاری

حلگری که در اوایل سال 2023 ارائه شد در نسخه 2024 تغییرات زیادی کرده است که شامل ساختار جدید، بهبود مدل سازی  و سازگاری سخت افزاری می شود.

در این نسخه می توانید از مدل سرعت و فشار ، کوپل شده یا مجزا برای شبیه سازی استفاده کنید.

به دلیل اینکه الگوریتم، معادلات تکانه و پیوستگی را در سیستم مشابه حل می کند، سبب شده است که نرخ همگرایی بهبود یابد که برای جریان های پایدار کاربرد دارد.

علاوه بر این، شرایط مرزی برای حالت های کوپل شده  و مجزا در دسترس است که سبب می شود شبیه سازی آیرو دینامیک خارجی، به صورت بهینه قابل تنظیم باشد.

عملکرد شاخص ۵۰ میلیون سلول DrivAer نشان می دهد که پردازنده گرافیکی NVIDIA A100  ۱۱ برابر سریعتر از حلگر ۴۸ هسته ای برای حالت مجزا است، و ۹ برابر سریعتر از حلگر حالت کوپل می باشد.

رابط ها و مش های غیر منطبق در این آپدیت در نظر گرفته شده اند، که به این معنا می باشد که مدل شامل قطعات متحرک از جمله چرخ ها، توربو ماشین ها و کاربرد های دیگر قابل بررسی هستند.

نسخه جدید بسیار هیجان انگیز است و کاربرد های زیادی در صنایع دارد که شامل خودرو سازی، هوا فضا و دارو سازی می شود.

با قابلیت جدید در مورد رابط ها و مش های غیرمنطبق، شما می توانید جریان سیال مدل های متحرک از جمله ملخ زیردریایی را مورد بررسی قرار می دهید .

بررسی احتراق با استفاده از حلگر شیمی در آپدیت جدید امکان پذیر شده است.

حلگر شیمی به شما امکان می دهد که واکنش های چند مرحله ای و چند تکه ای را بررسی کنید که قابل استفاده برای نیروی واکنش بین مایع – مایع و آلاینده ها را دارد.

اگر شما در زمینه موتور های خودرو، توربین های گازی، پیل های سوختی یا فناوری های مشابه کار می کنید آپدیت جدید به شما این امکان را می دهد که محاسبات را به سرعت بالاتر انجام دهید.

حلگر شیمی بر روی پردازنده گرافیکی بهینه شده است که مش های بزرگ و مکانیزم واکنش ها را امکان پذیر می کند. برای مثال در اجرای مدل با جریان آرام ۲٫۶ میلیون سلولی احتراق در دماهای بالا با ۲۳ قسمت و ۱۰۲ مکانیزم واکنش، نتایج یکسانی در حلگرهای CPU و GPU بدست آوردیم اما حلگر GPU  9 برابر سریعتر بود.

باید اعلام کنیم ( هیجان زده ایم) که پشتیبانی بتا برای پردازنده گرافیکی AMD ارائه شده است. پشتیبانی بتا برای سیستم عامل های لینوکس در دسترس و مطالعات مورد نیاز برای صحت سنجی عملکرد کارت های ADM انجام شده است.

موارد ذکر شده تعدادی از آپدیت های نسخه جدید Ansys 2024 R1  می باشند برای اطلاعات بیشتر می توانید  به قسمت آپدیت وبسایت مراجعه کنید.

رابط کاربری وب در آپدیت جدید، به روز شده است و دارای ویژگی ها و قابلیت های است که به شما اجازه می دهد نتایج شبیه سازی را کنترل کنید، هم چنین با استفاده از هر مرورگر و ودستگاه، شبیه سازی را متوقف، ویرایش و راه اندازی کنید.

رابط کاربری وب جدید، به شما این امکان را می دهد که به صورت مستقیم و با استفاده از مرورگر که به سرور وصل است از هر مکانی فرآیند را کنترل کنید. هم چنین این قابلیت را دارد که شبیه سازی را در حین کار و از دور نظارت، تنظیمات را انجام دهید و به نتایج بدون نیاز به انتقال آنها به محل کار یا لپ تاپ دسترسی داشته باشید و برای زمانی که از یک مکان دیگر فرآیند را انجام می دهید کاربرد دارد. برای مثال در زمان اجرای نرم افزار برای یک قطعه، شما می توانید به راحتی فرآیند را نظارت و تغییرات مورد نظر خود ر اعمال کنید.

ویژگی های رابط کاربری جدید شامل موارد زیر می شود:

1- قابلیت قطع و وصل از سرور

2- قابلیت اتصال هم زمان از دستگاه یا مرورگر مشابه یا متفاوت

3- بررسی از راه دور

4-توانایی توقف و شروع مجدد

5- منوی با قابلیت بالا که به صورت گرافیکی است

6- توانایی تغییر شرایط مرزی و راه حل در حین انجام محاسبات

7- توانایی ایجاد، ویرایش و نمایش گرافیکی اجزا در حین محاسبات

8- قابلیت کنترل بهینه که در آن هر آنچه نمایش داده می شود را آپدیت کند

9- قابلیت اتصال به پایتون

10- قابلیت پشتیبانی از صفحه های شفاف

پیشرفت در زمینه هوا و فضا

با نرم افزار انسیس فلوئنت می توانید بالابردن، کشش، برش، جریان آشفته را برای شرایط پرواز شبیه سازی کنید. این نرم افزار حلگر های قدرتمندی در صنعت هوا و فضا دار، برای مثال در زمینه آیرودینامیک با سرعت های بالا و پایین، در نسخه جدید اقداماتی برای بهبود عملکرد، مش بندی و فضای کاری صورت گرفته است.

برای کاربرانی که در زمینه برنامه های فضایی از جمله ماهواره ها و تجهیزات آن فعالیت دارند، جزئیات جدید برای برای مواد و مکانیزم های واکنش جو زهره و تیتان اضافه شده است که سبب بهبود دقت شبیه سازی در محیط های سیاره ای غیر زمینی شده است. 

دقت بسیار مهم است زیرا شبیه سازی تنها راه حل برای پیش بینی اینکه یک طرح به چه صورت در خارج از جو زمین عمل می کند می باشد.

بهبود در زمینه مش بندی از جمله مش بندی دو بعدی صورت گرفته است.

المان های چهار گانه با لایه های منشوری پشتیبانی شده و پارامترهای Hessian  برای انطباق شبکه بدون ساختار چند وجهی بهبود یافته اند. به روز رسانی جدید دقت شبیه سازی را با توجه و حل ویژگی های جریان متداول که شامل شوک ها، امواج و گرداب می شوند را در طیف وسیعی از اعداد ماخ افزایش داده است. 

PUMA با پارامترهای از پیش تعریف شده ی Hessian در عدد ماخ 19 در مقایسه با مش اولیه پیچیدگی و صحت بالاتری نشان می دهد. قابلیت اعتبار در زمینه دمای مربوط به ارتعاش الکترونی به دلیل وجود شوک های متعدد افزایش یافته است.

 در نهایت به روز رسانی شامل بهبود ابزارهای استخراج آیرودینامیکی برای پردازش تیغه های مجازی که شامل طراحی به کمک کامپیوتر CAD، ایجاد ایرفویل، مش بندی مجدد، قرار دادن نوار ابزار برای دسترسی به دستورات مورد نظر می باشد. 

علاوه براین انتقال خودکار از فرضیه پیوستگی به ایده حرکت آزاد مولکولی برای دسترسی به بهترین شیوه وجود دارد، این ویژگی برای شرایط با سرعت بالا بسیار مهم است. در آخر نیرو های آیرودینامیکی و ضرایب در چهار چوب مرجع باد ثابت و یا جسم ثابت نمایش داده می شوند.

مطالعات مربوط به احتراق

سمت چپ مربوط به شعله هیدروژن و سمت راست مربوط به شعله هیدروژن با ارتفاع بیشتر است که در نرم افزار شبیه سازی شده اند

حل دقیق کاربردهای جریانی می تواند چالش برانگیز باشد زیرا دارای ساختار پیچیده ای می باشند و انتقال حرارت وجود داشته و ناپایدار هستند.

در نسخه جدید بهترین شیوه برای حل به کار گرفته شده است تا به کاربران اجازه دهد مسایل پیچیده احتراق را مدل سازی و حل نماید.

بهترین روش برای احتراق هیدروژن و مخلوط آن با گاز های دیگر، توسعه داده شده است که به صورت دقیق محل شعله، پس زدگی شعله و انتشار آن پیش بینی می شود. این ویژگی برای مهندسین فعال در حوزه احتراق بدون کربن مفید است. بهترین روش برای احتراق آمونیاک و مخلوط آن به وجود آمده است، این روش با استفاده از آزمایشات متعارف ایجاد و در نمونه های صنعتی صحت سنجی شده است. مشابه این روش ها، روشی برای افزایش قابلیت مش بندی خودکار به کار گرفته شده است. علاوه بر این مدل شعله ضخیم  TFM در حلگر Chemkin CFD Ansys پشتیبانی می شود و به شما اجازه می دهد که برای هر مکانیزم گرفته شده از کتابخانه مدل سازی سوخت، روش شعله TFM  را به کار ببرید.

آپدیت های مربوط به شبیه سازی و مدل سازی گرمایی 

فرار حرارتی مدل سازی شده با نرم افزار فلوئنت

فرار حرارتی یک مسأله ی مهم برای باتری های لیتیوم یونی است . از آنجایی که این باتری ها در صدها هزار سلول مورد استفاده قرار می گیرد، بسیار مهم است که بفهمیم گرمای ایجاد شده چگونه منتشر می شود و طراحی های مورد نیاز در این زمینه را انجام دهیم.

مدل های دقیقی برای شبیه سازی انتقال حرارت بین سلول ها مورد نیاز می باشند که در نسخه جدید انسیس بهبود یافته تا شبیه شازی و آنالیز این مدل ها را انجام داد.

در نسخه جدید دو حلگر گرمایی برای مدل های سنتیتیکی اضافه شده است.

 جدول: کاربران را قادر می سازد داده های مربوط به کالری سنجی شتاب دهنده، به صورت مستقیم به نرم افزار وارد شوند که برای موقعیت هایی که مدل Arrhenius به خوبی با داده های ARC مطابقت ندارد بسیار مفید است.

تابع های تعریف شده توسط کاربر UDF به کاربر بالاترین سطح کنترل را روی مدل های سنتتیکی می دهد که برای مثال می توانید برای پیاده سازی مدل Arrhenius به صورت تکه ای به کار ببرید، علاوه بر این یک باتری با مقاومت داخلی و جریان مستقیم در نرم افزار ارائه شده است که این ویژگی برای شبیه سازی شارژ سریع خودرو های برقی بسیار مفید است.