계산 유체 역학 (CFD)은
CFD (Computational Fluid Dynamics)는 컴퓨터 시뮬레이션을 사용하여 공기, 물 또는 오일과 같은 유체의 동작을 분석하고 예측하는 유체 역학의 분기입니다. 그것은 분석적으로 해결하기가 어렵거나 불가능한 복잡한 유체 흐름 문제를 해결하기 위해 수학적 방정식과 수치 방법을 사용합니다.
다음은 핵심 요소의 고장입니다 :
* 유체 역학 : 압력, 속도, 밀도, 점도 및 온도를 포함하여 유체의 거동을 지배하는 기본 원리.
* 수학적 방정식 : 유체 운동의 통치 방정식 인 Navier-Stokes 방정식은 유체의 거동을 설명하는 데 사용됩니다.
* 수치 방법 : 유한 부피, 유한 한 차이 또는 유한 요소와 같은 이러한 방법은 유체 영역을 작은 볼륨 또는 지점의 그리드로 분해하여 방정식의 수치 근사를 허용합니다.
* 컴퓨터 시뮬레이션 : 강력한 컴퓨터는 수치 방법을 실행하여 방정식을 해결하고 유체 흐름에 대한 데이터를 생성합니다.
* 시각화 : 그런 다음 다양한 소프트웨어 도구를 사용하여 시뮬레이션 결과를 시각화하여 유체 흐름 패턴, 압력 분포, 힘 및 기타 매개 변수에 대한 통찰력을 제공합니다.
다음은 CFD의 주요 응용 프로그램입니다.
* 공기 역학 : 최적의 성능 및 연료 효율을위한 항공기, 자동차 및 기타 차량 설계.
* 기상학 : 날씨 패턴과 기후 변화 예측.
* 토목 공학 : 강, 댐 및 다리의 흐름을 분석합니다.
* 생물 의학 공학 : 인체의 혈류 연구.
* 화학 공학 : 정유소 및 화학 플랜트의 프로세스 설계 및 최적화.
* 환경 공학 : 대기 오염 분산 및 물 흐름 모델링.
* 자동차 공학 : 자동차 엔진, 서스펜션 시스템 및 냉각 시스템 설계.
CFD의 장점 :
* 비용 효율성 : 값 비싼 물리적 실험의 필요성을 줄입니다.
* 유연성 : 다른 디자인과 시나리오를 빠르게 테스트 할 수 있습니다.
* 상세한 통찰력 : 유체 흐름 거동에 대한 포괄적 인 데이터를 제공합니다.
* 안전 : 가상 환경에서 잠재적으로 위험한 상황을 분석 할 수 있습니다.
CFD의 한계 :
* 계산 비용 : 복잡한 시뮬레이션은 시간이 많이 걸릴 수 있으며 강력한 컴퓨터가 필요합니다.
* 모델 정확도 : 결과의 정확도는 선택한 모델의 품질과 수치 방법에 크게 의존합니다.
* 전문 지식이 필요합니다 : CFD의 기본 원리와 한계를 이해하는 것은 결과를 올바르게 해석하는 데 중요합니다.
전반적으로 CFD는 유체 역학 연구에 혁명을 일으켜 다양한 산업에 대한 귀중한 통찰력을 제공하는 강력한 도구입니다. 컴퓨터 기술과 수치 적 방법의 발전으로 계속 발전하여 더욱 복잡하고 현실적인 시뮬레이션을 가능하게합니다.
