شبیه سازی سیالات و انتقال حرارت، پروژه HVAC CFD، تحلیل تنش و سیمولیشن حریق و دود
شبیه سازی و سیمولیشن مکانیکی چیست و چه کاربردی دارد؟
شبیه سازی، سیمولیشن/Simulation و تحلیل های مکانیکی بر خلاف باور بسیاری از افراد که تصور می کنند تنها باعث ایجاد هزینه های اضافی می شود، در حقیقت روش هایی مدرن برای کاهش هزینه کلی طراحی، کم کردن قیمت تمام شده تولید محصول و جلوگیری از سعی و خطاهای زیاد و از بین رفتن سرمایه های شرکت است. ما به عنوان یک شرکت فنی مهندسی دارای تجربه، در طول مدت فعالیت خود با موارد زیادی روبرو شدیم که یک سرمایه گذار یا شرکت خصوصی، به خاطر قیمت تمام شده زیاد، اشکالات فنی محصول، ضعف قطعات و طراحی نامناسب، در تولید خود به مشکل خوردند یا طرح آنها به شکست انجامید. البته این مشکل مخصوص ایران نیست و در سالیان گذشته، شرکت های اروپایی و آمریکایی هم با این مسائل درگیر بوده اند. نمونه های فراوانی را می توانید ببینید که به خاطر مشکلات فنی محصولات شرکت های بزرگ خودروسازی از سراسر دنیا جمع آوری شدند و ضرر های مالی بسیار زیادی به تولید کنندگان وارد شد. به همین دلیل این سوال در ذهن مدیران کارخانجات و تولید کنندگان شکل گرفت که چگونه می شود قبل از تولید انبود محصول، به اشکال های احتمالی آن پی برد و یا طراحی را با هدف کاهش هزینه های تولید و ایجاد مزیت رقابتی در بازار، بهینه کرد؟
این نیاز شرکت های تولیدی و صنایع بزرگ باعث شد تولید کنندگان نرم افزار، ایده تولید برنامه های شبیه سازی و سیمولیشن را اجرا کنند. سیمولیشن، شبیه سازی یا تحلیل در واقع یک آزمایش کم هزینه است که در آن محیط واقعی و شرایط عملکرد دستگاه یا محصول تا حد امکان به صورت مجازی ایجاد می شود. در ادامه با استفاده از قابلیت های این نرم افزار ها(CFD simulation, FEM simulation, FEA analysis) با دقت خوبی مشکلات احتمالی محصول و یا طرح را می توانیم پیدا کنیم و با اصلاح طراحی، از هزینه بسیار بالای مالی و اعتباری تولید انبوه محصولی که از نظر فنی مشکل دارد، جلوگیری کنیم.
بعضی از انواع شبیه سازی ها عبارتند از :
سیمولیشن سیالات و تهویه
شبیه سازی تهویه و آتش سوزی
تحلیل تنش و شبیه سازی دینامیک
شبیه سازی حرکت آب و مایع در کانال باز
در واقع شبیه سازی و سیمولیشن سیالات و انتقال حرارت و تحلیل تنش یک سرمایه گذاری مطمئن برای کاهش قیمت تمام شده، بهینه کردن محصول و جلوگیری از ایراد ها و خرابی های برنامه ریزی نشده و در نتیجه کسب سود بیشتر برای تولید کنندگان در بازار رقابتی است.
با این توضیحات از مهمترین نیازهای شرکت های تولیدی و صنعتی، طراحی محصولات جدید و بروز رسانی و ارتقای محصولات قدیمی می باشد. امروزه با وجود نرم افزارهای مدلسازی این امکان وجود دارد که کلیه مراحل طراحی با سرعت و کیفیتی مناسب و به وسیله این نرم افزار ها صورت گیرد. در حین انجام پروسه طراحی می توان به کمک نرم افزارهای تحلیل و شبیه سازی المان محدود،کلیه تحلیل های مورد نیاز از قبیل: تحلیل استاتیکی، دینامیکی، سیمولیشن خستگی، انتقال حرارت، سیالات(CFD) و تحلیل حرکتی مکانیزم را بر روی مدل و مجموعه انجام داد، به نقاط ضعف و قدرت طرح پی برد و آنرا بهبود بخشید.
شرکت آراکو با سابقه انجام تحلیل و شبیه سازی مکانیک (FEM, FEA)، سیالات (CFD)، انتقال حرارت، و آئرودینامیک صنعتی آمادگی دارد پروژه های مورد نیاز را در کوتاهترین زمان ممکن و با بهترین کیفیت به انجام رساند. خدمات ما در حوزه سیمولیشن های مکانیکی صنعتی عبارت است از :
شبیه سازی و سیمولیشن مایع با سطح آزاد
شماره های تماس
09124780268
02166561974
02166129745 مکانیک شاره‌ها یا مکانیک سیالات به انگلیسی(Fluid mechanics) یکی از شاخه‌های وسیع در مکانیک محیط‌های پیوسته را تشکیل می‌دهد. مکانیک سیالات هم با همان اصول مربوط به مکانیک جامدات آغاز می‌شود، ولی آن‌چه که سرانجام آن دو را از هم متمایز می‌سازد، این است که سیالات بر خلاف جامدات قادر به تحمل تنش برشی نیست. با دانستن این مسئله معادله‌هایی برای تحلیل حرکت سیالات طرح‌ریزی شده است. این معادلات به احترام ناویه و استوکس دو ریاضی‌دان بریتانیایی و فرانسوی به نام معادلات ناویه-استوکس نامیده می‌شوند. تحلیل و شبیه سازی های سیالات و انتقال حرارت یا - CFD - Computational Fluid Dynamics در حقیقت حل معادله ناویر استوکس برای حجم های کوچک از مدل اصلی می باشد. در این روش کل حجم مورد نظر ابتدا به حجم های بسیار کوچکی در عملیات مش بندی تقسیم می شود و پس از اعمال شرایط مرزی، معادلات مذکور برای کلیه المان ها حل می شود.
شبیه سازی های سیالاتی یا CFD از لحاظ روال کلی مشابه تحلیل های استاتیکی و دینامیکی FEM می باشد. در هر دو روش برای حل از المان های بسیار کوچک تری نسبت به مدل اصلی استفاده می شود.
امروزه با بالا رفتن سرعت پردازش رایانه ها، تحلیل های CFD و FEM جایگاه ویژه ای در بخش طراحی و تحلیل خرابی پیدا کرده اند. موارد مهمی که در تحلیل های سیالاتی و انتقال حرارت می توان محاسبه کرد عبارت است از: - پلات سرعت، دما و فشار سیال در هر نقطه از مدل
- پلات ها و کانتر های سرعت، دما و فشار سیال در سطوح داخلی و خارجی
- دیاگرام مسیر جریان سیال
- پلات ها و نمودارهای انتقال حرارت در سطوح خارجی و مرزی
- محاسبات مربوط به سرعت، دما و فشار در سطوح و احجام مختلف
تحلیل و شبیه سازی سیالات و انتقال حرارت که با نرم افزارهایی مانند : فلوئنت Fluent ، انسیس Ansys و فلو ورکز Flow works انجام می پذیرد در بخش های مختلفی از صنایع کاربرد دارد که برخی از این موارد عبارتند از: - تحلیل و شبیه سازی تهویه صنعتی و تهویه مطبوع
- تحلیل و شبیه سازی توربین و کمپرسور
- تحلیل و شبیه سازی تهویه تونل
- تحلیل و شبیه سازی مبدلهای حرارتی
- تحلیل و شبیه سازی دودکش
- تحلیل و شبیه سازی پمپ
شبیه سازی جریان هوا و تحلیل عملکرد تهویه، سیمولیشن CFD HVAC
سیمولیشن جریان هوای تهویه یا شبیه سازی HVAC CFD یکی از انواع تحلیل های سیالات و انتقال حرارت است که به صورت ویژه، وضعیت سیستم تهویه را بررسی می کند. در شبیه سازی تهویه، مانند تهویه پارکینگ، تهویه دیتا سنتر، تهویه هتل و ... ، در مرحله اول مدل سه بعدی از فضای مورد نظر برای سیمولیشن ساخته می شود. در ادامه و با استفاده از اطلاعات و محاسبات سیستم تهویه موجود، ورودی ها و خروجی های هوا و شرایط دما و فشار مشخص می شود. نتیجه شبیه سازی تهویه HVAC، مشخص شدن مسیر حرکت جریان هوا، وضعیت انتقال حرارت تجهیزات و مشخص شدن مقدار دما در نقاط مختلف است.
در واقع سیمولیشن سی اف دی، کیفیت طراحی تهویه مطبوع یا تهویه صنعتی را در مکان هایی مانند دیتا سنتر، اتاق سرور، سالن اجتماعات، لابی هتل، پارکینگ طبقاتی و شرکت ها و کارخانه ها مشخص می کند.
تصویر ویژگی ها و مزیت های سیمولیشن تهویه مطبوع و تهویه صنعتی - HVAC CFD
در این حوزه شرکت آراکو با تجربه پروژه های صنعتی و با استفاده از نرم افزارهای ذکر شده آمادگی دارد پروژه های مورد نظر را به صورت داخلی و یا خارجی طبق نظر کارفرما به انجام رساند.
روش اجزاء محدود یا روش المان محدود (به انگلیسی Finite Element Method) که به اختصار FEM نامیده می‌شود، روشی عددی برای حل تقریبی معادلات دیفرانسیل جزئی و نیز حل معادله‌های انتگرالی می باشد. کاربرد عملی اجزای محدود معمولا با نام تحلیل اجزا محدود (FEA) خوانده می‌شود. اساس کار این روش حذف کامل معادلات دیفرانسیل یا ساده سازی آنها به معادلات دیفرانسیل معمولی، که با روشهای عددی مانند اویلر حل می‌شوند، می‌باشد. در حقیقت در روش اجزا یا المان محدود، جسم یا مجموعه مورد نظر، به المان های بسیار کوچک تقسیم می شود و معادلات مربوط برای هر یک از المان ها حل می گردد. باید توجه داشت که دقت تحلیل المان محدود به شدت به کیفیت مدل سازی، در نظر گرفتن شرایط مرزی و تخصیص متریال صحیح و نیز مش بندی مناسب مدل وابسته است. تحلیل و شبیه سازی اجزاء یا المان محدود برای بارگذاری استاتیک و دینامیک تجهیزات مکانیکی و سازه ها به کار می رود.
http://solidworks-iran.blog.ir/post/Solidworks-CFD-FEA-FEM-Project-On-line-Middle-east 
تفاوت سیمولیشن استاتیک و دینامیک چیست؟
در مکانیک جامدات، تحلیل استاتیک بر اساس بارگذاری ثابت انجام می شود. در شبیه سازی استاتیک، فرض می شود وضعیت نیرو، فشار و یا بارگذاری در طول زمان ثابت است. برای مثال نیرویی که به شاسی یک بخش از خط تولید بر اثر وزن دستگاه ها وارد می شود، با تقریب خوبی مطابق با بارگذاری استاتیک است. در سیمولیشن استاتیک که به FEM و FEA هم معروف است، نیرو و فشار مشخصی به دستگاه یا قطعه وارد می شود و رفتار مکانیکی آن توسط نرم افزار مشخص می شود.
اما تحلیل دینامیک، بررسی وضعیت ضریب اطمینان، استحکام و عملکرد یک دستگاه یا قطعه، تحت تاثیر بارگذاری و نیرو هایی است که در زمان های مختلف تغییر می کند. مثلا اجزای مربوط به جلوبندی ماشین در حال حرکت، نیروهای مختلف و در برخی از موارد معکوسی را تحمل می کنند. و یا شاسی یک کشنده یا تریلر، معمولا در معرض بار دینامیکی قرار دارد. سیمولیشن و تحلیل خستگی مکانیکی از نمونه های شبیه سازی دینامیک است.
تحلیل و شبیه سازی های آئرودینامیک یا آیرودینامیک، به بررسی رفتار یک محصول، مجموعه و یا قطعه در مقابل جریان هوا گفته می شود. هدف اصلی این شبیه سازی ها، مشخص کردن مسیر جریان هوا بر روی یک محصول است. این نوع شبیه سازی در بسیاری از تولیدات از جمله خودرو، قطار، هواپیما و حتی موشک کاربرد دارد. در این موارد طراحان تلاش می کنند فرم هندسی محصول را به گونه ای طراحی کنند که کمترین مقاومت آئرودینامیکی را در مقابل جریان هوا داشته باشد.
شبیه سازی و تحلیل هیدرو دینامیک دقیقا مانند شبیه سازی آئرودینامیک می باشد با این تفاوت که آب به عنوان سیال اصلی در نظر گرفته می شود. این نوع شبیه سازی برای طراحی کشتی، ناو، قایق های تندرو، زیر دریایی و اژدر استفاده می گردد.
شرکت آراکو با تجربه پروژه های مختلف امکان انجام پروژه شبیه سازی آیرودینامیک را طبق نظر کارفرمای محترم و با کیفیت بسیار بالا دارد. 
یکی از فعالیت هایی که با نرم افزار های شبیه سازی سیالاتی می توان انجام داد، شبیه سازی حریق و آتش سوزی است. به کمک شبیه سازی حریق می توان سناریو های مختلف وضعیت بحرانی را در هنگام آتش سوزی در مکان های مختلف مانند: تونلهایی راه آهن و مترو، تونلهای جاده ای، کارخانجات، کارگاهها، مجتمع های مسکونی و تجاری، پل ها و سایر موارد بررسی نمود.
برای انجام شبیه سازی آتش سوزی باید ابتدا مدلی سه بعدی از محل مورد نظر تهیه نمود، سپس با مراجعه به اطلاعات ایستگاهها هواشناسی مجاور، اطلاعاتی از قبیل دمای متوسط هوا و سرعت و جهت باد غالب را به دست آورد. در نهایت با مشخص کردن متریال های موجود در محیط و موقعیت و شدت حریق فرضی، شبیه سازی را اجرا کرد. خروجی های شبیه سازی آتش سوزی عبارتند از نحوه حرکت گستردگی گازهای ناشی از حریق، نحوه گسترش آتش به مرور زمان، وضعیت دمایی نقاط مختلف در هنگام آتش سوزی و ....
تولید بردها و مدارات الکتریکی (مدار ها و تجهیزات کنترلی، مخابراتی،موتورها، تجهیزات ذخیره سازی و ...) یکی از بخش های مهم صنایع امروزی است. این تولیدات که با پیشرفت های حوزه IT روز به روز گسترده تر می شوند در حوزه طراحی الزامات خاصی دارند.
پس از طراحی مدار و اجزا الکتریکی، یکی از موارد مهم در این حوزه، طراحی و شبیه سازی انتقال حرارت خواهد بود. این نوع شبیه سازی ها به شما کمک خواهد نمود تا با توجه به مشخصات قطعات و المانهای الکتریکی موجود(پردازنده، مقاومت، حافظه، خازن و ...) و با در نظر گرفتن دمای مطلوب کارکرد قطعات و مدار، میزان انتقال حرارت و وضعیت جریان هوا در داخل برد یا تجهیز الکتریکی را رصد نمایید. به این ترتیب می توان پیش بینی های لازم برای جلوگیری از بالا رفتن بیش از حد دمای تجهیز را در هنگام استفاده، لحاظ نمود و روش مناسبی برای خنک کردن المان ها در نظر گرفت.
http://solidworks-iran.blog.ir
http://tunnel-industrial-ventilation.blog.ir سیمولیشن حرکت سیال در کانال باز
Free surface modeling
تحلیل و مدلسازی نحوه حرکت مایع مانند آب در داخل کانال ها و محفظه هایی که سطح مایع با هوا در ارتباط است به شبیه سازی جریان دو فازی یا سطح آزاد - free surface simulation معروف است. پیچیده بودن این نوع سیمولیشن بیشتر به خاطر این است که فرم هندسی سطح آب یا سیال های دیگر بر اثر حرکت، جابجایی و سایر عوامل تغییر می کند. تصویر شبیه سازی و سیمولیشن حرکت آب در داخل کانال
به این ترتیب سیمولیشن و شبیه سازی نحوه حرکت سیال به زمان وابسته است و به این نوع شبیه سازی ها Time transient simulation گفته می شود. در این روش سیمولیشن، زمان شبیه سازی مشخص می شود و بر خلاف شبیه سازی های Steady State، نتیجه سیمولیشن مربوط به شرایط پایدار نیست. به عنوان مثال در شبیه سازی نحوه تخلیه آب از پشت یک مخرن، می توان هندسه سطح آب را در مدت زمان مشخص شبیه سازی کرد. یکی دیگر از موارد سیمولیشن مایعات و سیالات در این حالت، شدت و نحوه ضربه و تکانه مایع بر دیواره های مخزن در تکان های جانبی است. نمونه این نوع شبیه سازی، نیروی وارد از مایع و سیال به داخل بدنه تانکر حمل است.
بعضی از نمونه های سیمولیشن جریان مایع با سطح آزاد عبارت اند از : - شبیه سازی جریان آب داخل کانال
- سیمولیشن نحوه حرکت مایع در داخل مخزن
- شبیه سازی حرکت ناوچه، قایق و کشتی در داخل آب
- مدلسازی حرکت سیال داخل مخزن
- شبیه سازی و سیمولیشن سیل و سیلاب
- شبیه سازی و مدلسازی موج
نمونه سیمولیشن تاثیر موج بر روی سکوی نفتی اجرا شده توسط شرکت آراکو
شرکت آراکو با تجربه زیاد در شبیه سازی و سیمولیشن های صنعتی آمادگی دارد انواع شبیه سازی های جریان دو فازی و مایعات را با سطح باز انجام دهد.
برای سفارش پروژه شبیه سازی و سیمولیشن سطح آب و موج با ما تماس بگیرید.
09124780268
02166561974
http://solidworks-iran.blog.ir
مقاله های مرتبط در بخش شبیه سازی و سیمولیشن
سیمولیشن جریان هوای خشک کن و کوره آجر
تهویه موضعی صنعتی
سیمولیشن و شبیه سازی با نرم افزار Pyrosim - پایروسیم
شبیه سازی سطح آب در کانال، مخزن و مدلسازی موج
