ما خرسندیم که از نقی الابباسی از Veryst Engineering به عنوان یک وبلاگ نویس مهمان استقبال می‌کنیم. در ادامه بخوانید که این مشاور تأیید شده ی COMSOL درباره برهم کنش سازه و سیال (FSI) چه می‌گوید؟
دو هفته پیش یک وبینار راجع به برهمکنش سازه و سیال (FSI) با استفاده از COMSOL Multiphysics ارائه دادم. FSI به مطالعه برهمکنش میان برخی از سازه‌های متحرک یا تغییرشکل‌پذیر با جریان سیال داخلی یا حول آن جسم می‌پردازد. قابل ذکر است که تعداد رو به رشدی از مسائل مهندسی و علمی وجود دارد که حل دقیق آن با یک آنالیز صرفاً ساختاری یا صرفاً CFD امکانپذیر نیست. برای حل چنین مشکلاتی هر دو آنالیز (ساختاری و CFD) باید به طور همزمان انجام شوند. در این خصوص می‌توان به مواردی همچون سوپاپ سریع یا لغزشی، میرایی در MEMS، مدل سازی قلبی عروقی و کمک فنر اشاره کرد.
قابلیت تجزیه و تحلیل برهمکنش سازه و سیال (FSI) در COMSOL Multiphysics
در وبینار ارائه شده، ویژگی‌ها و قابلیت‌های مهمی برای تجزیه و تحلیل FSI در COMSOL Multiphysics ارائه شد مانند: انواع جفت شدگی FSI، الگوریتم‌های راه حل مورد استفاده، حل کننده‌های موجود و کار با مش سیال متحرک. COMSOL طیف گسترده ای از قابلیت‌ها را برای کاربران سطح بالا فراهم کرده، اما از طرفی بسیاری از مراحل مورد نیاز برای تجزیه و تحلیل FSI را اتوماتیک کرده است تا هم برای کاربران تازه کار و هم برای کاربران سطح بالا قابل دسترس باشد.
COMSOL برای حل مشکلات برهم کنش سازه و سیال (همچنین سایر مشکلات مولتی فیزیک) دو نوع حلگر پیشنهاد می‌کند. اولی، حلگر کامل و یکدست یا حلگر یکپارچه است و دومی، حلگر جزءبندی شده (یا حلگر تقسیم شده) است. داشتن این دو مورد، امکان انتخابی بهینه برای حل طیف گسترده ای از مشکلات FSI را فراهم می‌کند. تنظیمات پیش فرض حلگر برای اکثر مشکلات به خوبی کاربرد دارد، اما قابلیت‌های حل برای مشکلات سخت‌تر که در حیطه کاری کاربران سطح بالا است، نیز وجود دارد. برای مثال الگوریتم حرکت مش سیال نیز می‌تواند تغییر شکل شدید مش را انجام دهد، همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است.
همچنین نشان دادیم که چگونه در Veryst Engineering از COMSOL Multiphysics برای تنظیم دو مشکل FSI “غیر استاندارد” و ایجاد ساده ی سازی های مهندسی با هدف کاهش زمان راه حل، استفاده می‌شود. برای مثال در مورد برداشت انرژی از کف دریا، قسمت جامد مدل به یک درجه آزادی (چرخش پره) کاهش می‌یابد و در مورد کشش در شیلنگ حاوی سیال، منطقه سیال محصور به یک محدودیت جهانی کاهش می‌یابد.
مدل پمپ پریستالتیک
بعد از بررسی دو مشکل FSI غیر استاندارد، یک مثال جالب FSI نشان داد شد که شامل یک پمپ پریستالتیک سه بعدی است. پمپ‌های پریستالتیک با فشار دادن لوله، مایع را جابجا می‌کنند و باعث حرکت مایع در داخل لوله می‌شوند. تغییر شکل لوله به شدت به جریان سیال داخل آن بستگی دارد، بنابراین تجزیه و تحلیل FSI لازم است. این مدل همچنین به این دلایل: 1-چرخش زیاد غلتک، 2-پاسخ مواد غیرخطی لوله‌ها و 3-تماس بین غلطک ها و لوله، غیرخطی است. بنابراین ما می‌توانیم از این مدل برای پیش بینی تنش‌های موجود در لوله و شرایط جریان، از جمله نوسانات جریان استفاده کنیم. شکل زیر تنش‌های von Mises را به شکل یک لوله نشان می‌دهد. می‌توانید جزئیات بیشتری در مورد این مدل پمپ را در مقاله ای که در COMSOL Conference 2011 ارائه کردیم، بیابید.
نمایش لایو از نسخه آزمایشی FSI با استفاده از COMSOL Multiphysics
ما همچنین یک نمایش لایو برگزار کردیم، که مراحل مهم اجرا و تنظیم مربوط به تجزیه و تحلیل FSI در COMSOL نشان داده شد. در طی این نمایش نسخه ساده دو بعدی از مدل پمپ پریستالتیک تنظیم شد که برخی از ویژگی‌های جریان مدل 3 بعدی کامل را بدست آورد.
آیا علاقه مند به کسب اطلاعات بیشتر در مورد تجزیه و تحلیل‌های FSI هستید؟ نسخه بایگانی شده از وبینار FSI برای مشاهده شما در دسترس است.
درباره نویسنده مهمان
دکتر نقی الابباسی، دکترای مهندس، مدیر عامل شرکت Veryst Engineering LLC. است. حوزه اصلی تخصص دکتر نقی الابباسی مدل سازی و شبیه سازی سیستم‌های مولتی فیزیکی است. وی تجربه گسترده ای در مدل سازی المان محدود، CFD، انتقال گرما و سیستم‌های همراه دارد، از جمله برهمکنش سازه و سیال، انتقال گرما مزدوج، و اتصال سازه ای-آکوستیکی. مهندسی Veryst Engineering خدماتی در زمینه توسعه محصول، آزمایش مواد و مدل سازی و تجزیه و تحلیل شکست را ارائه می‌دهد و یکی از اعضای برنامه تاییده شده ی COMSOL است.
این متن از وبسایت comsol به فارسی با عنوان برهمکنش سازه و سیال (FSI) با استفاده از COMSOL Multiphysics برگردان شده است، استفاده از ترجمه با ذکر نام کامسولفا مجاز است. مشاهده متن اصلی
