Numerisk fluiddynamikk (CFD) er en spesifikk kategori av numerisk analyse som er basert på å løse RANS-ligningene i et gitt fluidvolum. Variabler som karakteriserer strømning – hastighet, trykk, temperatur, konsentrasjon – løses i hele volumet, noe som resulterer i et omfattende 3D-datasett som er spesielt egnet til å forstå strømningsfysikk og visualisere komplekse strømningsmønstre.
CFD som forskningsverktøy
CFD-analyse tilbyr 3D-data i hele det datastøttede domenet og er derfor spesielt egnet til å analysere strømningsfysikk. CFD-analyse gjør det mulig å forstå hvorfor ny teknologi basert på fluidmekanikk fungerer eller ikke fungerer som forventet, noe som gir et solid grunnlag for videreutvikling av innovative løsninger.
CFD som konstruksjonsverktøy/ytelsesanalyseverktøy
Oppsett av en CFD-simulering krever at man velger diskretiseringsmetoder for tid og rom samt flere numeriske systemer. På noen utvalgte bruksområder har forskerne våre foretatt en grundig validering av disse valgene mot store og pålitelige eksperimentelle datasett. Teamet vårt og kundene våre bruker disse validerte CFD-modellene til å evaluere beregnet ytelse på en effektiv måte.
CFD som databaseleverandør
I noen tilfeller krever CFD for mye prosessorkapasitet (og er derfor for dyrt eller tidkrevende) til å brukes som konstruksjonsverktøy. Designerne foretrekker da raskere løsninger så som empiriske metoder. For at empiriske metoder skal være korrekte, må deres underliggende modeller være avledet fra et stort sett med korrekte data. Validerte CFD-modeller kan brukes som et alternativ til eksperimenter for å generere slike store databaser.
CFD vs. modelltesting/eksperimenter
CFD og modelltesting oppfattes noen ganger som konkurrerende metoder. Men numeriske og eksperimentelle metoder har hver sine sterke sider, og sammen fører de til svært effektive arbeidsprosesser. CFD muliggjør fullskala analyse av store testmatriser og dyp forståelse av strømningsfysikk, mens modelltesting sørger for grunnleggende valideringsdata og kan registrere komplekse strømningsfenomener som numeriske modeller ikke fanger opp. Det er derfor vi besvarer hver av våre kunders forespørsler med et foreslått arbeidsomfang som kombinerer begge metodene på en unik måte.
Programvare
Både kommersiell og åpen CFD-programvare brukes i våre prosjekter. Også her har hver programvare sine egne fordeler, og vi velger alltid det mest egnede verktøyet for å få CFD-analyser av høy kvalitet.
CFD brukes dessuten i økende grad sammen med andre numeriske metoder så som optimaliseringsmotorer for å forbedre ytelsene til et studert system, strukturelle analyseløsningsverktøy for å inkludere fluidstrukturinteraksjonseffekter (f.eks. kroppsdeformasjoner) eller potensielle strømningsløsningsverktøy når en del av løsningen kan løses eksternt med enklere og raskere modeller enn CFD.