Dinâmica de Fluidos Computacional (CFD)

Autor: Monica Porter
Data De Criação: 21 Marchar 2021
Data De Atualização: 1 Julho 2024
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Dinâmica de Fluidos Computacional (CFD) - Tecnologia
Dinâmica de Fluidos Computacional (CFD) - Tecnologia

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Definição - O que significa Computational Fluid Dynamics (CFD)?

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


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Techopedia explica Computational Fluid Dynamics (CFD)

A dinâmica computacional dos fluidos é um ramo da mecânica dos fluidos que utiliza diferentes algoritmos e análises numéricas para analisar e resolver problemas envolvendo fluxos 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 no mundo real incluem a análise do fluxo de ar para um projeto de aerodinâmica de aeronave ou a análise das propriedades hidrodinâmicas de um casco de barco, o design industrial de tubulações de óleo e água e muito mais.


Uma simulação de CFD, no entanto, não produz um resultado 100% confiável devido a imprecisões ou suposições exageradas 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 definido
  • Volume definido pelos limites divididos em células ou malhas
  • Modelagem física definida: as equações de movimento, radiação, entalpia e conservação de espécies
  • Condições de contorno definidas
  • Simulação iniciada
  • Análise e visualização de dados executadas

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

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