La dinámica de fluidos computacional (del inglés CFD - Computational Fluid Dynamics) es una rama de la mecánica de fluidos que utiliza análisis numérico y estructuras de datos para analizar y resolver problemas que involucran flujos de fluidos.
Las computadoras se utilizan para realizar los cálculos necesarios para simular el flujo libre del fluido y la interacción del fluido (líquidos y gases) con las superficies definidas por las condiciones de contorno. Con las supercomputadoras de alta velocidad, se pueden lograr los mejores resultados, y a menudo son necesarias para resolver los problemas más grandes y complejos. La investigación en curso produce software que mejora la precisión y la velocidad de los escenarios de simulación complejos, como flujos transónicos o turbulentos. La validación inicial de dicho software generalmente se realiza utilizando aparatos experimentales como túneles de viento. Además, el análisis analítico o empírico realizado previamente de un problema particular también se puede utilizar para la comparación y validación de los resultados del análisis.
En todos los análisis CFD se sigue el mismo procedimiento básico:
1- Preprocesado:
1- Preprocesado:
- La geometría y los límites físicos del problema se pueden definir utilizando un diseño asistido por computadora (CAD). A partir de ahí, los datos pueden procesarse adecuadamente y se extrae el volumen de fluido (o dominio de fluido).
- El volumen ocupado por el fluido se divide en células discretas (la malla). La malla puede ser uniforme o no uniforme, estructurada o no estructurada, y consiste en una combinación de elementos hexaédricos, tetraédricos, prismáticos, piramidales o poliédricos.
- Se define el modelado físico, por ejemplo, las ecuaciones de movimiento fluido + entalpía + radiación + conservación de especies.
- Las condiciones de contorno están definidas. Esto implica especificar el comportamiento y las propiedades del fluido en todas las superficies limitantes del dominio del fluido. Para problemas transitorios, también se definen las condiciones iniciales.
2- Simulación:
- Las ecuaciones se resuelven iterativamente como un estado estacionario o transitorio.
3- Postprocesado:
- En esta etapa final se realiza el análisis y la visualización de la solución resultante.
DIAGNÓSTICO DEL ANALISIS CFD
- Clasificación de tipos de Industrias que utilizan análisis CFD:
- Flujo de trabajo más utilizado durante los análisis CFD:
- Tipos de problemás físicos más solucionados con análisis CFD:
- Tipos de Hardware más utilizados para análisis CFD:
- Software más utilizados para análisis CFD:
Para realización de análisis CFD recomendamos el software gratuito OpenFOAM.
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ENLACES:
- Computational fluid dynamics (Wiki)
- Análisis CFD de un motor de 2T ciclo Otto.
- Diseño de motores 2T marinos, análisis CAE y CFD
- Fairbaks Morse 38D8-1/8 (1937)
- ESTUDIO DE LA AERODINÁMICA DE UN VEHÍCULO
- Software gratuito para cálculo por Elementos Finitos
- ANALISIS CFD DEL MOTOR MARINO MAN 7S50MC
- Los 10 automóviles más aerodinámicos de la historia
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