Definição - O que significa Dinâmica de Fluidos Computacional (CFD)?
A dinâmica computacional dos fluidos (CFD) é um ramo da física que trata do estudo da mecânica dos fluidos: líquidos, plasmas e gases e as forças que atuam sobre eles. CFG é baseado nas equações Navier-Stroke que descrevem como a pressão, velocidade, densidade e temperatura de um fluido em movimento estão relacionadas. Faz uso de métodos numéricos, modelagem matemática e ferramentas de software para resolver e analisar problemas que envolvem fluxos de fluidos e usa o que há de mais moderno em hardware de computador e técnicas de programação elegantes para modelar e simular interações de líquido e gás com superfícies, conforme definido pelas condições de contorno. Isso dá uma ideia dos padrões de fluxo que seriam difíceis, caros ou impossíveis de estudar usando técnicas tradicionais.
Definirtec explica a dinâmica dos fluidos computacionais (CFD)
A dinâmica dos fluidos computacional é um ramo da mecânica dos fluidos que faz uso de diferentes algoritmos e análises numéricas para analisar e resolver problemas envolvendo escoamentos 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 do mundo real incluem a análise do fluxo de ar para um projeto aerodinâmico de aeronave ou análise das propriedades hidrodinâmicas do casco de um barco, projeto industrial de tubulações de óleo e água e muito mais.
Uma simulação CFD, no entanto, não produz um resultado 100% confiável devido à imprecisão ou suposições rebuscadas 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 definidos
- Volume definido pelos limites divididos em células ou malhas
- Modelagem física definida: as equações do movimento, radiação, entalpia e conservação das espécies
- Condições de limite definidas
- Simulação é iniciada
- Análise e visualização de dados realizada
Os principais componentes de um ciclo de design CFD são os seguintes:
- Analista - indica o problema a ser resolvido
- Modelo e métodos - expressos matematicamente
- Software - incorpora conhecimento e fornece algoritmos
- Hardware de computador - para cálculos reais, e um analista deve inspecionar e interpretar os resultados da simulação