پدیده انتقال حرارت آزاد یک پدیده مهم در طبیعت است. خنک‌سازی برخی از وسایل از قبیل لوله توپ، اسلحه‌های سبک، لانچر موشک، چیپ‌های کامپیوتری و موتورهای هواخنک و همچنین گرمایش محیط‌های خانگی، اداری و صنعتی در بسیاری از موارد بدین روش صورت می‌پذیرد. بدین جهت داشتن درک درستی از این پدیده و مدل‌سازی آن امری بسیار مهم به حساب می‌آید. هدف از انجام این پروژه توسعه یک حلگر برای شبیه‌سازی عددی این پدیده با استفاده از نرم افزار FLUENT ( فلوینت ) است.

هندسه انتخاب شده برای مدل سازی این فرآیند، دسته‌ای از لوله‌های داغ با دمای متغیر در طول لوله است که در معرض هوای آزاد قرار گرفته‌اند، همچنین، به منظور اعمال دمای متغیر در طول لوله‌ها از تکنیک کدنویسی در نرم افزار فلوئنت یعنی UDF استفاده شده است. مدل‌سازی در دستگاه مختصات کارتزین سه بعدی انجام می‌شود. به عنوان یک هندسه مشابه با مدل‌سازی حاضر، می‌توان به لوله‌های شلیک گلوله کاتیوشا اشاره کرد که پس از شلیک با هوا خنک می‌شوند. حلگر بصورت فشار مبنا انتخاب می‌شود و در این حالت تغییرات چگالی بدلیل تغییرات دما خواهد بود که بدین منظور از مدل بوزینسک برای چگالی سیال استفاده می‌شود. مسئله بصورت فرمول‌بندی ضمنی و به دو صورت پایا و گذرا حل می‌شود و رژیم جریان آرام است. در نهایت نتایج بصورت ارائه چند کانتور و گزارش برخی پارامترهای مهم از قبیل دبی و دمای خروجی ارائه می‌گردد. در ضمن به منظور تسریع در فرآیند حل می‌توان از چند هسته پردازنده بصورت موازی استفاده کرد.

آنچه در این کد خواهید آموخت:

1- نحوه تنظیم حلگر فلوئنت در جریان های جابجایی آزاد

2- شرایط مرزی مناسب در اینگونه جریان ها

3- نحوه تنظیم شرایط اولیه مناسب

4- تنظیم خواص مناسب سیال

5- نحوه udf نویسی برای اعمال دمای متغیر در شرایط مرزی 

6- بکارگیری time step مناسب در حل های گذرا در نرم افزار FLUENT ( فلوینت )

7- شیوه رسم کانتور در نرم افزار فلوئنت

نکات و الزامات:

1- این  برنامه در نسخه 6.3 نرم افزار فلوئنت قابل اجراست.

2- به دلیل حجم بالای شبکه در مدل سازی های سه بعدی، در صورت استفاده از فایل شبکه چگال تر لازم است تا سیستم کامپیوتری قوی تری نیز داشته باشید

3- آشنایی اولیه با مفاهیم CFD و انتقال حرارت آزاد

4- آشنایی مقدماتی با منوهای نرم افزار فلوئنت

برای آشنایی با نرم افزار Fluent  می توانید با کلیک بر روی عنوان های زیر به مقاله های مورد نظر هدایت شوید. لازم به ذکر است که نرم افزار Fluent از پرکاربردترین نرم افزار های مهندسی در مقطع کارشناسی ارشد در رشته مهندسی مکانیک می باشد که بسیاری از دانشجویان با استفاده از نرم افزار Fluent  به ارایه پایان نامه های کارشناسی ارشد, پروژه های صنعتی و علمی می پردازند.

- آشنایی با نرم افزار Fluent

- آموزش نصب نرم افزار Fluent