فرادرس
هزینه آموزش
۳۵,۰۰۰ تومان

آموزش دینامیک سیالات محاسباتی ۱ (CFD)

آموزش دینامیک سیالات محاسباتی ۱ (CFD)

تعداد دانشجو
۲۷۶ نفر
مدت زمان
۶ ساعت و ۵۸ دقیقه
هزینه آموزش
۳۵,۰۰۰ تومان
محتوای این آموزش
۲ بازخورد (مشاهده نظرات)
آموزش دینامیک سیالات محاسباتی ۱ (CFD)

چکیده

یکی از شاخه های بسیار پرکاربرد در مهندسی، دینامیک سیالات است که با حل معادلات بقای جرم، ممنتوم، انرژی و گونه های شیمیایی به تحلیل رفتار جریان، انتقال حرارت و انتقال جرم در سیالات می پردازد. نکته قابل توجه این است که در این شاخه از مهندسی، تحلیل رفتار انتقال حرارت در جامدات، در غیاب سیال نیز مورد بررسی قرار می گیرد. در این فرادرس فرمول بندی های تفاضل محدود و حجم کنترلی آموزش داده می شود و تفاوت این دو نوع فرمول بندی بیان می گردد. در هر مورد ضمن آموزش روش استخراج معادلات و ترم های مختلف، تقریب ها و الگوریتم های حل نیز ارائه می شود. در این آموزش سعی کردیم که برای افزایش سهولت در فهم مطالب و نحوه پیاده سازی قواعد و الگوریتم ها، از مثال های کاربردی مهندسی استفاده کنیم.

   
مدرس
محمد مهدی نمازی

دکترای تخصصی مهندسی مکانیک

دکتر محمد مهدی نمازی، دکتری مهندسی مکانیک گرایش تبدیل انرژی در دانشگاه علم و صنعت ایران، در دوره دکتری به ادامه پژوهش در زمینه مطالعاتی دوره کارشناسی ارشد خود که منجر به ثبت اختراع هیترهای تابشی در ایران شد، پرداخته و پس از هدایت گروه احتراق کاتالیستی شامل سه دانشجوی کارشناسی ارشد و دو دانشجوی کارشناسی، موفق به دفاع از رساله دکتری با درجه عالی شدند.

چکیده آموزش


توضیحات تکمیلی

یکی از شاخه های بسیار پرکاربرد در مهندسی، دینامیک سیالات است که با حل معادلات بقای جرم، ممنتوم، انرژی و گونه های شیمیایی به تحلیل رفتار جریان، انتقال حرارت و انتقال جرم در سیالات می پردازد. نکته قابل توجه این است که در این شاخه از مهندسی، تحلیل رفتار انتقال حرارت در جامدات، در غیاب سیال نیز مورد بررسی قرار می گیرد.

حل معادلات مذکور به طور مستقیم در هندسه های بسیار ساده همراه با فرض های ساده کننده و به کمک روش های ریاضی، موضوع بحث درس ریاضیات مهندسی پیشرفته در دوره تحصیلات تکمیلی است، اما هندسه بسیاری از مسائل مهندسی، پیچیده بوده و استفاده از فرضیات ساده کننده ممکن نیست. در این شرایط حل عددی معادلات مطرح می شود. در رویکرد حل عددی ابتدا هندسه شبکه بندی شده و معادلات حاکم بر این شبکه، گسسته سازی می شوند. باید توجه داشت که یک روش یکسان برای حل معادلات در تمامی مسائل دینامیک سیالات موجود نیست و هر روش برای یک دسته از مسائل بوده و کمترین خطا را به دنبال خواهد داشت.

بنابراین، شناخت کامل معادلات حاکم، ترم های موجود در معادلات، روش های شبکه بندی و گسسته سازی معادلات، روش های حل عددی، شناسایی خطاهای موجود، روش های افزایش سرعت و دقت همگرایی حل، از اهمیت بالایی برخوردار است. از این رو، فراگیری موارد ذکر شده برای مهندسین مکانیک و شیمی که اغلب با این دست از مسائل روبرو هستند، حائز اهمیت بسیار است.

در این فرادرس فرمول بندی های تفاضل محدود و حجم کنترلی آموزش داده می شود و تفاوت این دو نوع فرمول بندی بیان می گردد. در هر مورد ضمن آموزش روش استخراج معادلات و ترم های مختلف، تقریب ها و الگوریتم های حل نیز ارائه می شود. در این آموزش سعی کردیم که برای افزایش سهولت در فهم مطالب و نحوه پیاده سازی قواعد و الگوریتم ها، از مثال های کاربردی مهندسی استفاده کنیم.

 
فهرست سرفصل ها و رئوس مطالب مطرح شده در این مجموعه آموزشی، در ادامه آمده است:
  • درس یکم: مقدمه ای بر دینامیک سیالات محاسباتی (CFD)
    • تعریف دینامیک سیالات محاسباتی
    • چند نمونه از کاربردها (ابزاری برای تحقیق و طراحی)
  • درس دوم: دسته بندی معادلات دیفرانسیل با مشتقات جزئی
    • مرور کلی معادلات با مشتقات جزئی خطی و غیرخطی
    • مرور کلی فرم کلی معادلات با مشتقات جزئی مرتبه دوم و دسته‌ بندی آن‌ ها
    • معادلات سهموی
    • معادلات بیضوی
    • معادلات هذلولوی
    • مرور کلی تعبیر فیزیکی معادلات بقا
      • معادلات بقا به فرم انتگرالی
      • معادلات بقا به فرم دیفرانسیلی
    • مرور کلی معادلات بقای جرم (پیوستگی)، ممنتوم (ناویر- استوکس)، انرژی و گونه‌ های شیمیایی
      • مرور کلی معادله اویلر
        • یک حالت خاص و پرکاربرد از معادله ناویر - استوکس
    • شرایط مرزی و شرایط اولیه
  • درس سوم: فرمول بندی تفاضل محدود
    •  معرفی فرمول بندی اختلاف محدود
    • تقریب تفاضلی تابع f
    • استفاده از بسط سری تیلور
    • استفاده از یک چند جمله ای درجه n ام
  • درس چهارم: معادلات دیفرانسیل سهموی
    • تعریف معادله سهموی
    • تقریب تفاضل محدود برای معادله حرارت غیرپایای یک بعدی
    • تقریب تفاضل محدود به روش صریح (Explicit)
    • تقریب تفاضل محدود به روش ضمنی (Implicit)
    • فرمول بندی های مختلف روش صریح
      • روش پیش رو نسبت به زمان و تفاضل مرکزی نسبت به مکان
      • روش ریچاردسون
      • روش دوفورت فرانکل
    • فرمول بندی های مختلف روش ضمنی
      • روش لاسونن (Lassonen)
      • روش کرانک نیکلسون
      • فرمول بندی بتا
    • یک مثال کاربردی و مقایسه نتایج
    • معادلات سهموی در فضای دو بعدی (روش ADI)
    • سازگاری در تقریب تفاضل محدود (Consistency)
    • خطی سازی (Linearization)
  • درس پنجم: تحلیل پایداری
    • مفهوم همگرایی
    • تحلیل پایداری اغتشاش گسسته (Discrete Perturbation)
    • تحلیل پایداری فون – نویمان
  • درس ششم: معادلات دیفرانسیل بیضوی
    • تعریف معادله بیضوی (معادلات لاپلاس و پوآسون)
    • فرمول بندی‌ های تفاضل محدود
    • حل سیستم معادلات ۵ قطری
    • الگوریتم‌ های حل
      • روش تکرار ژاکوبی (The Jacobi Iteration Method)
      • روش گوس سایدل نقطه‌ به نقطه (The Point Gauss - Seidel Method)
      • روش گوس سایدل خط به خط (The Line Gauss - Seidel Method)
      • روش فوق تخفیف پی در پی نقطه به نقطه ((Point Successive Over - Relaxation Method (PSOR)
      • روش فوق تخفیف پی در پی خط به خط ((Line Successive Over - Relaxation Method (LSOR)
      • روش ضمنی با جهت متغیر ((The Alternating Direction Implicit Method (ADI)
  • درس هفتم: معادلات دیفرانسیل هذلولوی
    • تعریف معادله هذلولی
    • فرمول بندی های صریح
      • روش اف تی اف اس اویلر (Euler’s FTFS)
      • روش اف تی سی ای اویلر (Euler’s FTCS)
      • روش تفاضل بالا دست مرتبه اول
      • روش لاکس (LAX)
      • روش جهشی نقطه میانی (Midpoint Leapfog)
      • روش صریح لاکس – وندرف (Lax- Wendroff)
    • فرمول بندی‌ های غیرصریح یا ضمنی
      • روش بی تی سی اس اویلر (Euler’s BTCS)
      • روش کرانک نیکلسون (Crank–Nicolson)
    • روش‌ های انشعابی (Splitting Methods)
    • روش‌ های چند گامی
      • روش چند گامی ریچ مایر – لاکس – وندرف
      • روش مک کورمک (Mac Cormack)
    • روش مشخصه برای حل معادلات هذلولی درجه 2
    • کاربرد در مساله خطی
    • مسائل غیرخطی
  • درس هشتم: فرمول بندی حجم کنترلی
    • تفاوت با فرمول بندی اختلاف محدود
    • شبکه‌ بندی هم مکان برای کمیت های برداری و اسکالر
    • شبکه‌ بندی جابجا شده برای کمیت های برداری و اسکالر
    • روش حجم محدود برای مسائل نفوذ یک بعدی دائم
    • مثال: نفوذ یک بعدی دائم
    • روش حجم محدود برای مسائل نفوذ دو بعدی دائم
    • روش حجم محدود برای مسائل نفوذ سه بعدی دائم
  • درس نهم: گسسته سازی حجم محدود برای جملات جابجایی و نفوذ - بخش یکم
    • نفوذ و جایجایی یک بعدی پایا (مساله نفوذ یک بعدی دائم)
    • روش اختلاف مرکزی
    • خواص روش های گسسته سازی
      • شرط بقایی
      • شرط همگرایی
      • شرط نسبت انتقالی به نفوذی
    • روش آپویند
    • روش ترکیبی آپویند و مرکزی
    • روش قانون توانی
    • روش Quick
  • درس دهم: گسسته سازی حجم محدود برای جملات جابجایی و نفوذ - بخش دوم
    • الگوریتم سیمپل (SIMPLE) برای مسائل دائم
    • الگوریتم سیمپل سی (SIMPLEC) برای مسائل دائم
    • الگوریتم پیزو (PISO) برای مسائل دائم
  • درس یازدهم: گسسته سازی حجم محدود در جریان های غیر دائم
    • مسائل نفوذ غیردائم یک بعدی (هدایت یک بعدی گذرا)
      • روش صریح
      • روش کرنک نیکلسون
      • روش کاملا ضمنی (غیرصریح)
    • روش ضمنی (غیرصریح) برای مسائل دو بعدی و سه بعدی
    • گسسته‌ سازی معادله نفوذ و جابجایی گذرا (غیردائم)
    • الگوریتم سیمپل (SIMPLE) برای مسائل گذرا (غیردائم)
    • الگوریتم پیزو (PISO) برای مسائل گذرا (غیردائم)
 
مفید برای رشته های
  • مهندسی مکانیک
  • مهندسی شیمی

آنچه در این آموزش خواهید دید:

آموزش ویدئویی مورد تائید فرادرس
فایل PDF یادداشت‌ های ارائه مدرس



پیش نمایش‌ها

پیش‌نمایش ۱: مقدمه و اهمیت مباحث

توجه: اگر به خاطر سرعت اینترنت، کیفیت نمایش پایین‌تر از کیفیت HD ویدئو اصلی باشد؛ می‌توانید ویدئو را دانلود و مشاهده کنید (دانلود پیش‌نمایش - حجم: ۴ مگابایت -- (کلیک کنید +))

پیش‌نمایش ۲: دسته بندی معادلات دیفرانسیل با مشتقات جزئی

توجه: اگر به خاطر سرعت اینترنت، کیفیت نمایش پایین‌تر از کیفیت HD ویدئو اصلی باشد؛ می‌توانید ویدئو را دانلود و مشاهده کنید (دانلود پیش‌نمایش - حجم: ۶ مگابایت -- (کلیک کنید +))

پیش‌نمایش ۳: فرمول بندی تفاضل محدود

توجه: اگر به خاطر سرعت اینترنت، کیفیت نمایش پایین‌تر از کیفیت HD ویدئو اصلی باشد؛ می‌توانید ویدئو را دانلود و مشاهده کنید (دانلود پیش‌نمایش - حجم: ۹ مگابایت -- (کلیک کنید +))

پیش‌نمایش ۴: معادلات دیفرانسیل سهموی

توجه: اگر به خاطر سرعت اینترنت، کیفیت نمایش پایین‌تر از کیفیت HD ویدئو اصلی باشد؛ می‌توانید ویدئو را دانلود و مشاهده کنید (دانلود پیش‌نمایش - حجم: ۹ مگابایت -- (کلیک کنید +))

پیش‌نمایش ۵: تحلیل پایداری
مشاهده این پیش‌نمایش، نیازمند عضویت و ورود به سایت (+) است.
پیش‌نمایش ۶: معادلات دیفرانسیل بیضوی
مشاهده این پیش‌نمایش، نیازمند عضویت و ورود به سایت (+) است.
پیش‌نمایش ۷: معادلات دیفرانسیل هذلولوی
مشاهده این پیش‌نمایش، نیازمند عضویت و ورود به سایت (+) است.
پیش‌نمایش ۸: فرمول بندی حجم کنترلی
مشاهده این پیش‌نمایش، نیازمند عضویت و ورود به سایت (+) است.
پیش‌نمایش ۹: گسسته سازی حجم محدود برای جملات جا به جایی و نفوذ - بخش یکم
مشاهده این پیش‌نمایش، نیازمند عضویت و ورود به سایت (+) است.
پیش‌نمایش ۱۰: گسسته سازی حجم محدود برای جملات جا به جایی و نفوذ - بخش دوم
مشاهده این پیش‌نمایش، نیازمند عضویت و ورود به سایت (+) است.
پیش‌نمایش ۱۱: گسسته سازی حجم محدود در جریان های غیر دائم
مشاهده این پیش‌نمایش، نیازمند عضویت و ورود به سایت (+) است.

راهنمای تهیه آموزش ها

آیا می دانید که تهیه یک آموزش از فرادرس و شروع یادگیری چقدر ساده است؟

راهنمایی بیشتر ( +)

در مورد این آموزش یا نحوه تهیه آن سوالی دارید؟
  • با شماره تلفن واحد مخاطبین ۵۷۹۱۶۰۰۰ (پیش شماره ۰۲۱) تماس بگیرید. - تمام ساعات اداری
  • با ما مکاتبه ایمیلی داشته باشید (این لینک). - میانگین زمان پاسخ دهی: ۳۰ دقیقه


اطلاعات تکمیلی

نام آموزش آموزش دینامیک سیالات محاسباتی ۱ (CFD)
ناشر فرادرس
کد آموزش FVTIMEC120
مدت زمان ۶ ساعت و ۵۸ دقیقه
زبان فارسی
نوع آموزش آموزش ویدئویی     (کیفیت HD - مورد تایید فنی فرادرس)
حجم دانلود ۳۹۵ مگابایت     (کیفیت ویدئو HD‌ با فشرده سازی انحصاری فرادرس)


نظرات

تا کنون ۲۷۶ نفر از این آموزش استفاده کرده اند و ۲ نظر ثبت شده است.
توحید
توحید

بسیار دوره خوبی هست و من جدا لذت بردم از تدریس استاد
فقط میخواستم بدونم در دوره دوم آموزشی هم وجود خواهد داشت؟
چون این دوره عنوانش آموزش دینامیک سیالات محاسباتی 1 (CFD) هست

شروین
شروین

خوب بود، کاملا سرفصل هاش مطابقت داشت با جلد یک کتاب. من واقعا از نظر علمی این آموزش رو تایید می کنم.


برچسب‌ها: ADI | Alternating Direction Implicit Method | BTCS | CFD | Computational fluid dynamics | Consistency | consistency equations | Crank–Nicolson | Differential Form | Discrete Perturbation | Dufort-Frankel | Elliptic Equations | Euler’s BTCS | Euler’s FTCS | Euler’s FTFS | EXPLICIT | Explicit Methods | Finite Difference | Finite Volume | Fluid Dynamics | FTFS | Hyperbolic Equations | Implicit | Integral Form | Jacobi | Jacobi Iteration Method | Lassonen | LAX | Lax- Wendroff | Line Successive Over | Linearization | LSOR | Mac Cormack | Midpoint Leapfog | Navier – Stokes | Numerical Calculations | Numerical Solution | Parabolic Equations | PISO | PISO Algorithm | Point Gauss - Seidel | Point Successive Over | PSOR | Relaxation Method | Reynolds-averaged | Simple | SIMPLE Algorithm | SIMPLEC Algorithm | Splitting Methods | Staggered Meshing | Sustainability Analysis | The Point Gauss - Seidel Method | upwind | Von-Neumann | اختلاف محدود | اغتشاش گسسته | الگوریتم پیزو | الگوریتم سیمپل | الگوریتم سیمپل سی | انتقال جرم | انتقال حرارت | بسط سری تیلور | بقای جرم | پوآسون | پیوستگی | تابع f | تحلیل پایداری | تحلیل پایداری ون – نیومن | تفاضل محدود | تفاضل محدود به روش صریح | تفاضل محدود به روش ضمنی | تفاضل مرکزی نسبت به مکان | تقریب تفاضل محدود | تقریب تفاضلی | حجم محدود | حرارت غیر پایای یک بعدی | حل عددی | حل عددی معادلات | خطی سازی | دیفرانسیل سهموی | دیفرانسیل هذلولوی | دینامیک سیالات | دینامیک سیالات محاسباتی | روش ADI | روش آپویند | روش اختلاف مرکزی | روش اف تی اف اس اویلر | روش اف تی سی ای اویلر | روش ای دی آی | روش بی تی سی اس اویلر | روش پیش رو نسبت به زمان | روش ترکیبی آپویند و مرکزی | روش تفاضل بالا دست | روش تفاضل بالا دست مرتبه اول | روش تکرار ژاکوبی | روش جهشی نقطه میانی | روش حجم محدود | روش ریچاردسون | روش صریح | روش صریح لاکس – وندرف | روش ضمنی | روش کاملا ضمنی | روش کرانک – نیکلسون | روش گسسته سازی | روش گوس سایدل | روش گوس سایدل خط به خط | روش لاسونن | روش لاکس | روش مک کورمک | روش‌ های انشعابی | روش‌ های چندگامی | روش های گسسته سازی | سیستم معادلات 5 قطری | شبکه‌ بندی جابجا شده | شبکه‌ بندی هم مکان | شرط بقایی | شرط نسبت انتقالی به نفوذی | شرط همگرایی | فرم انتگرالی | فرم دیفرانسیلی | فرمول بندی | فرمول بندی اختلاف محدود | فرمول بندی بتا | فرمول بندی تفاضل محدود | فرمول بندی حجم کنترلی | فرمول بندی‌ های تفاضل محدود | فرمول بندی های صریح | کرانک – نیکلسون | گسسته سازی | گوس سایدل نقطه‌ به نقطه | لاپلاس | محاسبات عددی | مسائل غیر خطی | مشتقات جزئی | مشتقات جزئی خطی | معادلات 5 قطری | معادلات بقا | معادلات بقای جرم | معادلات بیضوی | معادلات دیفرانسیل بیضوی | معادلات سهموی | معادلات لاپلاس و پوآسون | معادلات هذلولوی | معادله اویلر | معادله بیضوی | معادله حرارت | معادله حرارت غیر پایای یک بعدی | معادله سهموی | معادله ناویر استوکس | معادله هذلولی | مفهوم همگرایی | ممنتوم | مهندسی شیمی | مهندسی مکانیک | ناویر استوکس | نفوذ غیر دائم یک بعدی | نفوذ یک بعدی دائم | هدایت یک بعدی دائم | ون – نیومن