ترسیم هندسههای متفاوت و مشبندی در گمبیت
در نرمافزار GAMBIT، کیفیت شبیهسازی CFD بهشدت به نحوه ترسیم هندسه و نوع مشبندی وابسته است. به همین علت، آشنایی با روشهای مختلف ایجاد هندسه و انتخاب مش مناسب برای هر شکل، یکی از مراحل کلیدی در مسیر یادگیری تحلیل جریان و انتقال حرارت محسوب میشود. در این محتوا، یک مرور جامع و ساختاریافته از ترسیم هندسههای متنوع و اصول مشبندی آنها در گمبیت ارائه میشود.
اهمیت ترسیم هندسه و مشبندی در GAMBIT
دلایل اصلی اهمیت این مرحله:
- تعریف دقیق دامنه محاسباتی
- کاهش خطاهای عددی
- بهبود همگرایی حل
- افزایش دقت نتایج CFD
هر هندسه نیازمند استراتژی مشبندی متناسب با فیزیک مسئله است.
انواع مش در گمبیت
مش سازمانیافته (Structured)
ویژگیها:
- نظم کامل سلولها
- دقت عددی بالا
- مناسب هندسههای منظم
کاربرد:
- کانالها
- نازلها
- ایرفویلها
- کوویتیها
مش غیرسازمانیافته (Unstructured)
ویژگیها:
- انعطافپذیری بالا
- مناسب هندسههای پیچیده
- تولید سریعتر
کاربرد:
- هندسههای پیچیده صنعتی
- دامنههایی با جزئیات زیاد
مراحل کلی ترسیم هندسه در گمبیت
روند استاندارد کار:
- تعریف ابعاد و پارامترهای هندسی
- ترسیم نقاط (Vertices)
- ایجاد خطوط (Edges)
- تشکیل سطوح (Faces)
- ایجاد حجمها (Volumes)
- بررسی صحت و پیوستگی هندسه
رعایت این ترتیب از بروز خطاهای بعدی جلوگیری میکند.
نمونه هندسههای متداول و روش مشبندی آنها
۱. مستطیل و کانال ساده
- پایه آموزش مشبندی Structured
- استفاده از المانهای Quad و Hex
- مناسب بررسی جریان آرام و آشفته
۲. کانال سهبعدی شیبدار
- ایجاد با چند حجم متصل
- بلوکبندی منطبق با زاویه شیب
- مش هگزاهدرال سازمانیافته
۳. نازل دوبعدی و سهبعدی
- تمرکز بر گلوگاه
- کنترل Growth Rate
- امکان استفاده از Sweep و Revolve
۴. ایرفویلها (NACA 0012 و 6409)
- ورود مختصات دقیق ایرفویل
- ایجاد دامنه C یا O شکل
- مش Structured با تمرکز بر لایه مرزی
۵. استوانه
- استفاده از Sweep Meshing
- مش منظم در راستای محور
- مناسب تحلیل جریان داخلی و خارجی
۶. کوویتی دوبعدی و سهبعدی
- بلوکبندی برای مش منظم
- ریزسازی در نواحی حساس
- کاربرد گسترده در CFD آموزشی
۷. حجمهای حفرهدار
- استفاده از Boolean Subtract
- دقت در پیوستگی سطوح داخلی
- مشبندی متناسب با هندسه داخلی
۸. زانویی (Elbow)
- ایجاد مسیر خمیده
- مش Sweep سازمانیافته
- ثبت دقیق جریانهای ثانویه
۹. صفحه سوراخدار
- مش حلقوی اطراف سوراخها
- Structured یا Hybrid
- مناسب تحلیل افت فشار
کنترل کیفیت مش در گمبیت
پارامترهای مهم بررسی:
- Skewness
- Aspect Ratio
- Orthogonality
- یکنواختی رشد سلولها
مش با کیفیت پایین حتی با مدل آشفتگی مناسب نیز نتایج نادرست تولید میکند.
تعریف شرایط مرزی
پس از مشبندی:
- ورودیها: Velocity Inlet / Mass Flow
- خروجیها: Pressure Outlet
- دیوارهها: Wall / Symmetry
تعریف صحیح مرزها مکمل مش مناسب است.
خطاهای رایج در ترسیم و مشبندی
اشتباهات متداول:
- دامنه بسیار کوچک
- تغییر ناگهانی اندازه مش
- عدم تطابق تقسیمات لبهها
- انتخاب نادرست نوع مش
پرهیز از این خطاها نقش مهمی در موفقیت شبیهسازی دارد.
جمعبندی نهایی
ترسیم هندسههای متفاوت و مشبندی در گمبیت پایه و اساس انجام شبیهسازیهای دقیق CFD است. انتخاب صحیح نوع مش، بلوکبندی مناسب و رعایت رویکرد ترتیبی، امکان تحلیل دقیق جریان و انتقال حرارت را در انواع مسائل مهندسی فراهم میسازد.
کلیدواژه ها : نرمافزار GAMBIT - ترسیم هندسه در گمبیت - مشبندی در گمبیت - Structured Mesh - Unstructured Mesh - مش هگزاهدرال - مش تتراهدرال - بلوکبندی - Sweep Meshing - Revolve Meshing - کیفیت مش - Skewness - Aspect Ratio - دامنه محاسباتی CFD - ایرفویل در گمبیت - کانال سهبعدی - زانویی - نازل دوبعدی و سهبعدی - صفحه سوراخدار - شرط پریودیک
