Name: کتاب دینامیک سیالات محاسباتی شجاعی فرد
Brand: دانشگاه علم و صنعت ایران
SKU: 7100
Price: 230000 IRR
Availability: InStock
Rating: 5 (1 reviews)

کتاب دینامیک سیالات محاسباتی شجاعی فرد

دینامیک سیالات محاسباتی یا CFD روشی برای شبیه سازی و تحلیل مسائل سیالات در مهندسی است و همچنین یکی از شاخه های مکانیک سیالات است که با استفاده از آنالیز عددی، مسائل مشتمل بر شاره های سیالاتی را تجزیه و تحلیل می کند. از کامپیوتر ها برای شبیه سازی بر هم کنش مایعات و گازها با سطوح شرایط مرزی استفاده می شود. این شاخه از مکانیک سیالات، مکانیک قدیم را به علوم رایانه و توانمندی های نوین محاسباتی آن در نیمه دوم قرن بیستم و در صده جدید میلادی وصل می کند. کتاب "دینامیک سیالات محاسباتی" در دوازده فصل به نگارش درآمده است. در فصل نخست، نویسنده مقدمه ای از اهداف علم CDF که طیف وسیعی از کاربردهای صنعتی و غیر صنعتی را دربر می گیرد، تشریح می کند. مولف در فصل دوم و سوم به بررسی قوانین بقاء در حرکت سیال، آشفتگی و مدل کردن آن می پردازد و سپس در فصل چهارم و پنجم، خواننده را با روش های حجم محدود برای مسائل نفوذ ناپذیر و جابجایی آشنا می سازد. پس از آن، الگوریتم های حل سرعت و فشار در جریان های دائم و حل معادلات گسسته که روش های گوناگونی دارد، در کتاب مزبور به تمامی آن ها اشاره شده است که در فصل های ششم و هفتم مورد مطالعه قرار می گیرد. روش حجم محدود برای جریان های ناپایدار، اعمال شرایط مرزی، شبکه بندی و مدل سازی CFD برای سیستم های احتراق از مباحثی هستند که در فصول انتهایی به آن ها پرداخته شده است. همچنین بخش پایانی کتاب "دینامیک سیالات محاسباتی" به مراجع و واژه نامه اختصاص دارد.

برشی از متن کتاب

فهم مناسب الگوریتم حل عددی نیز یک مسئله مهم است. سه ایده ریاضی در مشخص کردن کارایی یا عدم کارایی هر یک از الگوریتم ها مفید است. همگرایی، سازگاری و پایداری. همگرایی خاصیتی از روش عددی برای بدست آوردن جوابی است که به حل دقیق نزدیک باشد. به طوری که فاصله شبکه، اندازه حجم کنترل یا المان به صفر میل می کند. طرح های عددی سازگار دستگاهی از معاملات جبری را ایجاد می کنند که می توان نشان داد با معادله حاکم اصلی زمانی که فاصله شبکه به صفر میل می کند، معادل می باشد. پایداری در روش عددی با میرایی خطاها همراه می باشد. اگر یک روش پایدار نباشد حتی با گرد کردن خطاها در داده های اولیه، می تواند موجب واگرایی یا نوسانات زیاد گردد. از نظر تئوری ایجاد همگرایی خیلی سخت بوده و در عمل معمولا از قضیه هم ارز «لکس» استفاده می نماییم و بیان می کند، در مسائل خطی شرط لازم و کافی همگرایی آن است که هر دو شرط دوام و پایداری وجود داشته باشد. در روش های CFD استفاده از این قضیه محدودیت هایی دارد زیرا چنان چه در فصل دو خواهیم دید معادلات حاکم خطی نمی باشند. در چنین مسئله ای دام و پایداری از شرایط لازم برای همگرایی بوده ولی کافی نمی باشند. با وجود عدم توانایی ما برای تایید قطعی اینکه طرح عددی همگراست و اینکه ممکن است تا اندازه ای بدتر از نقطه اتکا تئوری باشد، نیازی بررسی نداریم زیرا در فرایند ساختن شبکه نزدیک به صفر روی ماشین های محاسب با نمایش محدود اعداد، گرد کردن خطاها موجب طولانی شدن حل قبل از اینکه فاصله شبکه ها واقعا به صفر برسد خواهد شد. دیدگاه حجم محدود، بقا محلی هر خاصیت از سیال را برای هر حجم کنترل تضمین می کند. طرح های عددی دارای خاصیت بقا نیز بقا عمومی خواص سیال را برای تمام ناحیه تضمین می کنند. اهمیت این مسئله از نظر فیزیکی کاملا آشکار می باشد، لذا به وسیله عوامل مشخص کننده ای برای شاره های عبوری از وجوه سلول حجم های کنترل مجاور بدست آمده است. خاصیت محدویت، از نوع پایداری بوده و لازم است که در مسائل خطی بدون چشمه حل مسائل به وسیله مرز های مقادیر حداکثر و حداقل متغیر های جریان مسئله محدود گردد.