Аеродинамічна труба на ПК 2


Розмірковуючи про те, якого типу статті варто публікувати у блог, я прохопився, що трохи маю справу із комп’ютерним моделюванням течій рідин та газів (загалом у англійській мові різниці між цими агрегатними станами в даному випадку нема і їх називають єдиним словом “fluid”, що дослівно переводиться як “середовище, що тече”, або ж “плин”).

Якщо цікавить відповідне програмне забезпечення, то шукати слід за запитом Computational Fluid Dynamics (але ніяк не абревіатуру CFD, бо таке ж скорочення стосується і остогидлого лохотронського ринку Forex, тому більшість сайтів у видачі якраз про форекс, а не про гідрогазодинаміку).

Особисто я мав справу лише із двома більш-менш спеціалізованими пакетами цього класу: FloWorks (за суттю своєю надбудова до САПР SolidWorks) та російський FlowVision, враження від якого суттєво попсувала зовсім ніяка служба підтримки користувачів. Загалом же із лідерів у галузі можна відзначити ще ANSYS, COMSOL MultiPhysics та навіть безкоштовний і опенсорсний OpenFOAM, з якими я розібратися не зміг (та й не надто хотів).

Спочатку в двох словах розповім як влаштована така програма. Як правило, вона складається із трьох частин, які можуть бути як цілком окремими програмними продуктами, так і інтегрованими у один пакет. Може статися і так, що якийсь із елементів розробниками не передбачений взагалі і тоді доведеться шукати альтернативу зі схожим функціоналом.

Отож типова програма для комп’ютерного моделювання процесів гідрогазодинаміки складається із геометричного препроцесора, солвера (або чисельного вирішувача) та візуалізатора.

Геометричний препроцесор служить для побудови геометрії (моделі) того тіла, взаємодія з потоком якого нас цікавить. Тобто, якщо хочете здійснити “продувку” літака або свого авто, то спочатку слід отримати відповідну 3D-модель (ну або двовимірний контур, якщо цікавить тільки якийсь окремий аспект задачі). Наприклад, для зазначеного вище FloWorks роль геометричного препроцесора виконує SolidWorks, а от FlowVision взагалі не має такої функції і де робити моделі для нього думайте самі. Як варіант, той же SolidWorks вміє зберігати свої документи у форматі *.wrl, сумісному із ФлоуВіженом.

Солвер є найголовнішою частиною CFD-пакету, оскільки саме він реалізує власне “аеродинамічну трубу”. Якщо коротко, то потік рідини чи газу описується системою нелінійних рівнянь, які називаються рівняннями Нав’є-Стокса. Аналітично розв’язати їх поки не зумів ніхто (хоча за це і пропонують чималу премію – мільйон доларів), тому використовується чисельне наближене розв’язання – пошук рішень у конкретних точках часу та простору.

Візуалізатор служить для створення красивої картинки на екрані, тобто представляє отримані дані у зрозумілому для людини вигляді. Тобто малює отаку картинку:

 

 

Почитайте ще оце:


Залиште коментар

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *

2 thoughts on “Аеродинамічна труба на ПК