virtaussimulointeihin

Virtaussimuloinnit, tunnetaan myös nimellä laskennallinen virtaustekniikka (CFD), ovat numeerisia menetelmiä, joilla analysoidaan ja ratkaistaan virtausta ja siihen liittyviä ilmiöitä. Ne käyttävät tietokoneita ja algoritmeja ratkaisemaan Navier-Stokes-yhtälöitä, jotka kuvaavat nesteiden ja kaasujen liikettä.

Prosessi alkaa yleensä mallin luomisella, joka edustaa tutkittavaa geometriaa. Tämän jälkeen geometria jaetaan pienempiin osiin, jota kutsutaan elementeiksi tai soluja, muodostaen laskentaverkon. Simulaatiossa määritellään virtausta ohjaavat fysikaaliset mallit, kuten materiaaliominaisuudet ja rajapinta-ehdot. Tämän jälkeen tietokone suorittaa laskelmat ratkaistakseen numeerisesti yhtälöt jokaisessa solussa. Lopuksi tulokset visualisoidaan ja analysoidaan, jotta saadaan tietoa virtausnopeudesta, paineesta, lämpötilasta ja muista virtaamiseen liittyvistä suureista.

Virtaussimulointeja käytetään laajalti monilla aloilla, kuten ilmailu- ja avaruustekniikassa lentokoneiden suunnittelussa, autoteollisuudessa ajoneuvojen aerodynamiikan optimoinnissa, rakennustekniikassa rakennusten ilmanvaihtoon ja lämmitykseen liittyvien ongelmien ratkaisemisessa sekä lääketieteessä verenkierron tai lääkkeiden annostelun mallintamisessa. Niiden avulla voidaan ennustaa virtauskäyttäytymistä, tunnistaa potentiaalisia ongelmakohtia ja optimoida järjestelmien suorituskykyä ilman kalliita fyysisiä kokeita.