Symulacje CFD w MATLABie

QuickerSim CFD Toolbox jest narzędziem umożliwiającym inżynierom wykonywanie symulacji cieplno-przepływowych (Computational Fluid Dynamics, CFD) w MATLABie.

Symulacje cieplno-przepływowe

Komputerowe symulacje przepływów i wymiany ciepła umożliwiają rozwiązywanie zagadnień przepływu płynów za pomocą metod numerycznych. Zagadnienia te są oprogramowanie cfdobecne w każdej dziedzinie życia. Dzięki możliwości symulowania ich za pomocą CFD możliwe jest policzenie między innymi opływu powietrza wokół skrzydła samolotu, przepływu krwi w żyłach i sercu czy transportu zanieczyszczeń w sieci wodociągowej. QuickerSim CFD Toolbox for MATLAB jest oparty na Metodzie Elementów Skończonych (ang. Finite Element Method, FEM). Toolbox operuje na siatkach niestrukturalnych i pozwala na symulacje w dwóch i trzech wymiarach.

Komercyjne oprogramowanie CFD vs. Opensource

Firma QuickerSim nie jest jedyną firmą tworzącą tego typu oprogramowanie. Jednakże oprogramowanie komercyjne, nie dość, że jest bardzo drogie – najbardziej wyspecjalizowane licencje mogą kosztować niekiedy kilkaset tysięcy dolarów – to bardzo często jest niedopasowane do potrzeb danego klienta: często tym samym oprogramowaniem liczony jest zarówno przepływ powietrza w kanałach wentylacji w laptopie jak i silnik rakietowy. Z drugiej strony, istnieją również opensource’owe rozwiązania takie jak OpenFoam. Jego największą wadą jest bardzo wysoki próg wejścia – nauka obsługi tego oprogramowania może zająć nawet kilka lat i wymaga znakomitych umiejętności programistycznych w trudnych językach niskiego poziomu jak np. C++.

QuickerSim CFD Toolbox for MATLAB

QuickerSim CFD Toolbox for MATLAB jest kompromisem pomiędzy jednym a drugim rozwiązaniem. MATLAB, jako środowisko dobrze znane inżynierom, gwarantuje niski próg wejścia. Dzięki temu osoba, która nie jest ekspertem w dziedzinie obliczeniowej mechaniki płynów jest w stanie w dużo szybszy sposób przeprowadzać tego typu symulacje. MATLAB w pełnej wersji oferowanej przez producenta posiada 107 toolboxów, przy czym żaden z nich nie nadaje się do analizowania przepływów. Ta możliwość powstała dopiero dzięki QuickerSim.

cfd toolbox

Nowe wydanie programu – wersja 2.3

W maju 2018 pojawiło się nowe wydanie programu – wersja 2.3.

QuickerSim CFD Toolbox for MATLAB wersji 2.3 oferuje szereg nowych funkcjonalności i ulepszeń wydajności, umożliwiających użytkownikom radzenie sobie z szerszą gamą przypadków CFD. Narzędzia zawarte w najnowszej wersji zwiększają niezawodność, wydajność i szybkość symulacji CFD, jak również szereg poprawek natury użytkowej. Kluczową poprawą jest znaczne zwiększenie wydajności wykorzystania pamięci RAM. Teraz możliwe jest wykonywanie symulacji CFD o rozmiarze kilkuset tysięcy elementów nawet na laptopach i domowych komputerach z ograniczoną ilością pamięci RAM.

Nowe funkcje

Lista ogólnych aktualizacji i nowych funkcji najnowszego QuickerSim CFD Toolbox for MATLAB została zamieszczona poniżej:

  • Poprawa precyzji oraz implementacja modelu turbulencji k-l w 3D
  • Radiacyjny transfer ciepła w 2D i 3Dradiacja
  • Nowy iteracyjny solwer dla dużych liniowych układów równań, umożliwiający wykonywanie złożonych symulacji, nawet na laptopach i domowych komputerach. Solwer korzysta z metod podprzestrzeni Kryłowa, takich jak GMRES, a także z metody Algebraic Multigrid (AMG).
  • Renumeracja Cuthill-McKee dla bezpośredniego, natywnego solwera MATLABA dla poprawy wydajności
  • Nowe funkcje wejścia/wyjścia, służące do integracji z zewnętrznym oprogramowaniem CFD, takie jak:
  • Import i eksport siatek do programu Ansys Fluent
  • Dedykowana funkcja eksportu danych do ParaView
  • Import siatki w formacie binarnym dla GMSH
  • Ulepszenie narzędzi do pre- i postprocessingu.
  • Skryptowa generacja siatki dla podstawowych geometrii
  • Poprawiona manipulacja rzędem siatki

Obecnie Toolbox jest wdrażany także jako narzędzie edukacyjne i badawcze np. na Politechnice Warszawskiej.

Pobierz darmową wersję