بيت » طريقة الحجم المحدود (FVM)

طريقة الحجم المحدود (FVM)

1980
  • Suhas V. Patankar (popularized)
مساحة عمل ديناميكيات الموائع الحسابية التي تعرض محاكاة طريقة الحجم المحدود لهندسة الطيران.

طريقة الحجم المحدود (FVM) هي تقنية عددية مهيمنة في CFD لحل التفاضلية الجزئية المعادلات. وهي تقسم المجال إلى شبكة من أحجام التحكم وتطبق المعادلات الحاكمة في صورتها التكاملية على كل حجم. ومن خلال تحويل تكاملات الحجم إلى تكاملات سطحية باستخدام نظرية التباعد، يركز على حساب تدفق الخواص المحفوظة عبر أوجه الخلية.

تكمن قوة طريقة الحجم المحدود في نهجها في التجزئة، وهو نهج مناسب بشكل خاص لمشاكل ديناميكا الموائع التي تحكمها قوانين الحفظ. تبدأ العملية بتقسيم المجال الهندسي إلى مجموعة من أحجام التحكم غير المتداخلة، أو الخلايا، والتي تشكل مجتمعة شبكة. ثم يتم بعد ذلك دمج المعادلات التفاضلية الجزئية الحاكمة على كل من أحجام التحكم هذه.

تتمثل الخطوة الأساسية في تطبيق نظرية غاوس-التباعد، التي تحوّل تكاملات الحجم لحدود التباعد إلى تكاملات سطحية للتدفقات عبر حدود الخلية. بالنسبة إلى الكمية القياسية العامة المحفوظة [latex]\phi[/latex]، تكون معادلة الحفظ في صورة تكاملية هي [latex]\frac{\partial}{\partial t} \int_V \phi d\phi dV + \oint_S \mathbf{F} \cdot d\mathbf{S} = \int_V Q dV[/latex]، حيث [latex]\mathbf{F}[/latex] هو متجه التدفق و[latex]Q[/latex] هو حد المصدر. تُفصِّل معادلة التدفق الحر هذه المعادلة الدقيقة، مع تقريب تكاملات السطح والحجم. يتم حساب التدفق عبر كل وجه، وغالبًا ما يتم استخدام مخططات الاستيفاء لإيجاد قيمة [latex]\phi[/latex] عند وجه الخلية من القيم المخزنة في مراكز الخلايا.

يضمن هذا النهج القائم على التدفق أن الكمية [latex] \phi[/latex] محفوظة تمامًا على المستوى المنفصل، سواء على المستوى المحلي لكل خلية أو على المستوى العالمي للمجال بأكمله. تُعد خاصية الحفظ الدقيق هذه ميزة رئيسية على طرق مثل الفرق المحدود طريقة ويجعل FVM قويًا وواقعيًا فيزيائيًا، خاصةً عند التعامل مع الصدمات أو التدرجات الحادة في التدفق. كما أنها مرنة في التعامل مع الشبكات غير المهيكلة، وهي ضرورية لنمذجة الأشكال الهندسية المعقدة.

UNESCO Nomenclature: 1208
- التحليل العددي

النوع

البرنامج/الخوارزمية

الاضطراب

كبير

الاستخدام

الاستخدام الواسع النطاق

السلائف

  • حساب التكامل ونظرية تباعد جاوس
  • طريقة الفروق المحدودة (FDM)
  • مفهوم قوانين الحفظ في الفيزياء
  • الأعمال المبكرة حول الحلول العددية للمعادلات التفاضلية الجزئية التي أجراها كورانت وفريدريكس وليوي
  • تطوير تقنيات الشبكات غير المنظمة

التطبيقات

  • هندسة الطيران للديناميكا الهوائية الخارجية
  • تصميم السيارات لتقليل السحب والتبريد
  • تصميم وتحليل نظام التدفئة والتهوية وتكييف الهواء
  • عملية كيميائية هندسة نمذجة المفاعلات
  • الهندسة البيئية لتشتت الملوثات في الهواء والماء
  • تحليل انتقال الحرارة في الإلكترونيات

براءات الاختراع:

NA

أفكار ابتكارات محتملة

!!مستويات !!! العضوية مطلوبة

يجب أن تكون عضوًا !!! مستويات!!! للوصول إلى هذا المحتوى.

انضم الآن

هل أنت عضو بالفعل؟ سجّل الدخول هنا
له علاقة ب: طريقة الحجم المحدود، fvm، التجزئة، cfd، التحليل العددي، قانون الحفظ، نظرية التباعد، الشبكة.

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

متاح للتحديات الجديدة
مهندس ميكانيكي، مشروع، هندسة العمليات أو مدير البحث والتطوير
تطوير المنتج الفعال

متاح لتحدي جديد في غضون مهلة قصيرة.
تواصل معي على LinkedIn
تكامل الإلكترونيات المعدنية والبلاستيكية، التصميم مقابل التكلفة، ممارسات التصنيع الجيدة (GMP)، بيئة العمل، الأجهزة والمواد الاستهلاكية متوسطة إلى عالية الحجم، التصنيع المرن، الصناعات الخاضعة للتنظيم، شهادات CE وFDA، التصميم بمساعدة الحاسوب (CAD)، Solidworks، الحزام الأسود من Lean Sigma، شهادة ISO 13485 الطبية

نحن نبحث عن راعي جديد

 

هل شركتك أو مؤسستك متخصصة في التقنية أو العلوم أو الأبحاث؟
> أرسل لنا رسالة <

احصل على جميع المقالات الجديدة
مجاني، لا يوجد بريد عشوائي، ولا يتم توزيع البريد الإلكتروني ولا إعادة بيعه

أو يمكنك الحصول على عضويتك الكاملة -مجانًا- للوصول إلى جميع المحتويات المحظورة >هنا<

السياق التاريخي

(إذا كان التاريخ غير معروف أو غير ذي صلة، على سبيل المثال "ميكانيكا الموائع"، يتم تقديم تقدير تقريبي لظهوره الملحوظ)

الاختراع والابتكار والمبادئ التقنية ذات الصلة

انتقل إلى الأعلى

قد يعجبك أيضاً