فیلم های آموزشی نرم افزار OpenFOAM

معرفی نرم افزار OpenFOAM و کاربرد آن:

نرم‌افزار OpenFOAM یک جعبه ابزار CFD (یا دینامیک سیالات محاسباتی) است که به وسیله آن می توانید هر نوع مساله شبیه سازی از جمله حل عددی جریان سیال را از مسایل ساده تا بسیار پیچیده انجام داد. نمونه ای از مسایل قابل مدل سازی توسط این نرم افزار مساله  های مربوط به جریان های  آرام و آشفته، تک فاز و چندفاز، انتقال حرارت، واکنش شیمیایی، الکترومغناطیس و  مکانیک جامدات، حتی معادلات اقتصادی نظیر قیمت گذاری یا مسایل مالی  می باشد. این نرم افزار توسط OpenCFD Ltd تحت مجوز عمومی گنو (GNU General Public Licence) ایجاد شده، به صورت منبع باز و آزاد موجود است. این مطلب بدان معناست که کد آن به صورت رایگان در اختیار همه قرار دارد و به سهولت از شبکه جهانی اینترنت قابل دریافت می باشد، به علاوه به علت آزاد یا باز بودن منبع کد مذکور امکان بررسی تمامی جنبه های کد نویسی آن وجود داشته، امکان تغییر و توسعه آن برای کاربر فراهم خواهد بود.

فنآوری هستهOpenFOAM  انعطاف پذیر و کارآمد بوده، از مجموعه ای از ماژول های نوشته شده توسط  C++ایجاد شده است. این مجموعه ها در ایجاد حلگرهایی برای شبیه سازی مسایل مطرح در مهندسی مکانیک؛ و یا ایجاد کاربردها برای اعمال پیش پردازش و پس پردازش، همچنین به وجود آوردن کتابخانه ها یی به منظور ایجاد جعبه ابزارهایی که در حلگرها/کاربردها قابل دسترسی باشند ویا برای مدل های فیزیکی، مورد استفاده قرار گرفته اند.

 OpenFOAM با تعدادی حلگر از پیش ساخته، کاربردها و کتابخانه ها ارایه شده که می تواند به عنوان یک بسته شبیه سازی معمولی مورد استفاده قرار گیرد. در حالی که علاوه بر باز و آزاد بودن کد منبع آن، قابلیت توسعه در ساختار و سلسله مراتب حلگرها، کاربردها و نیز کتابخانه ها را نیز دارا است.

OpenFOAM از شیوه عددی حجم محدود (Finite Volume) برای حل دستگاه معادلات دیفرانسیل با مشتقات جزیی که به  هر شبکه بندی غیر ساختار یافته 3 بعدی سلول های چند وجهی نسبت داده شده، استفاده می کند. حلگرهای جریان سیال در یک چارچوب تکرار، سرعت-فشار، ضمنی قدرتمند توسعه یافته است. در حالی که شیوه های جایگزین برای حلگرهای دیگر مکانیک محیط پیوسته به کار رفته اند. موازی سازی جداکردن یا بخش بندی دامنه حل از مبانیOpenFOAM  بوده، و در یک سطح پایین انتگرال گیری می شود بنابر این به طور کلی حلگرها بدون نیاز به کدنویسی ویژه حل موازی قابل توسعه می باشند.

OpenFOAM، از نظر بسیاری از متخصصان دینامیک سیالات محاسباتی، قوی‌ ترین نرم‌ افزار موجود در زمینه شبیه‌ سازی سیالات است. سرعت و دقت اپن‌ فوم در بسیاری از مسائل مهندسی، بهتر از نرم‌ افزارهای تجاری‌، گزارش شده است. در بسیاری از موارد، نتایج اپن فوم، دقت بالاتری نسبت به نتایج نرم‌ افزارهای تجاری دارد. از آن جایی که مدل‌ سازی فرایندهای پیچیده جریان سیال، نیاز به حجم عظیمی از کدنویسی دارد، بر خلاف خیلی از نرم‌ افزارهای تجاری، در اپن‌ فوم، کاربر به کد اصلی برنامه دسترسی دارد.

هیچ محدودیتی برای تغییر و دستکاری آن، توسط کاربر وجود ندارد. همه افراد در سرتاسر دنیا می‌ توانند نسخه کد خود را به دلخواه خود تغییر دهند و از آن استفاده کنند و این به معنی انعطاف پذیری بسیار بالا و آزادی عمل، در انجام شبیه‌ سازی سیالات است. امکان دسترسی به کدهای منبع و گسترش آن، سبب شده است تا جامعه کاربران این نرم افزار، به ویژه در بین جامعه دانشگاهی، گسترش یابد و نسخه‌ های جدیدتر آن با سرعت بیشتری ارائه گردد.

از مزیت‌ های دیگر این نرم‌ افزار، پیوند نتایج آن با سایر برنامه‌ های پیش‌ پردازش و پس‌ پردازش است. برای مثال در این نرم‌ افزار، ابزار ایجاد هندسه در نظر گرفته شده است، اما امکان ورود مش از بسیاری از نرم‌ افزارهای مش‌ زنی هم چون: GAMBIT ،NETGEN ،ICEM نیز وجود دارد. مهم‌ ترین مشکل، در استفاده از این نرم‌ افزار، راهنمای ضعیف کاربران و پراکندگی اطلاعات، درباره حلگرهای آن است، که زمان یادگیری و بهره‌ گیری از این نرم افزار قدرتمند را طولانی و گاه کاربران عادی را از کار با آن، دلسرد می‌ کند.

مخاطبین نرم افزار OpenFOAM :

مخاطبین اصلی این نرم افزار مهندسین مکانیک، مهندسین عمران، مهندسین شیمی، آب، سازه های هیدرولیکی، کشاورزی و سایر علاقمندان می باشد.

به زودی فیلم های آموزشی نرم افزار OpenFOAM در این بخش نمایه خواهند شد.فیلم آموزشی منتشر شده از سایر نرم افزارها را در بخش زیر مشاهده فرمایید.