Тема 1.1. Введение
Содержание
Программные продукты Ansys Fluent. Документация Ansys Fluent. Для чего используется Ansys Fluent.
Структура пользовательского интерфейса ANSYS. Назначение графического и текстового интерфейсов. Консольные команды и сценарии управления расчетом. Общие принципы построения расчетных сеток. Типы сеток и требования к их качеству в задачах CFD.
Задание 1
Выполнение численного моделирования смешения потоков жидкостей в Т-образном трубопроводе в программном комплексе Ansys Fluent с анализом распределения скорости, температуры и эффективности смешения потоков.

Тема 1.2. Введение в вычислительную гидродинамику с использованием ANSYS
Содержание
Задачи и области применения вычислительной гидродинамики. Место CFD в инженерном анализе. Типы течений и режимы моделирования. Основные этапы численного расчёта. Общая структура расчетной среды ANSYS и логика работы ее основных модулей.
Задание 2
Численное моделирование обтекания аэродинамического профиля NACA0012 в Ansys Fluent с анализом распределения коэффициента давления и сравнением полученных результатов с экспериментальными данными.

Тема 1.3. Интерфейс ANSYS. Работа с консольными командами. Базовая работа с сетками
Содержание
Задание 3
Выполнение численного моделирования системы вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC) в программном комплексе Ansys Fluent с анализом распределения воздушных потоков и параметров движения воздуха в воздуховоде и помещении.

Тема 1.4. Граничные условия
Содержание
Понятие граничных условий в CFD. Классификация граничных условий для внутренних и внешних течений. Физический смысл входных, выходных и стеночных условий. Влияние граничных условий на структуру течения, устойчивость и сходимость численного решения.
Задание 4
Выполнение численного моделирования теплообмена и охлаждения электронного радиатора в программном комплексе Ansys Fluent с анализом распределения температуры и характеристики теплоотвода.

Тема 1.5. Параметры и настройки решателя
Содержание
Назначение и роль численного решателя в CFD-расчётах. Основные параметры решателя и их связь с типом течения. Стационарные и нестационарные режимы расчёта. Численные схемы аппроксимации и критерии сходимости. Влияние настроек решателя на устойчивость и точность решения.
Задание 5
Выполнение численного моделирования течения жидкости в центробежном насосе в программном комплексе Ansys Fluent с анализом гидродинамических характеристик, распределения давления и параметров потока.

Тема 1.6. Работа с пользовательскими функциями
Содержание
Назначение пользовательских функций в CFD-моделировании. Области применения пользовательских функций для задания граничных условий и источников. Общая структура и логика подключения пользовательских функций в ANSYS. Ограничения и требования к их использованию.
Задание 6
Выполнение численного моделирования процессов течения и каталитических химических реакций в автомобильном каталитическом нейтрализаторе в программном комплексе Ansys Fluent с анализом распределения концентраций компонентов и эффективности очистки выхлопных газов.
Задание 7
Выполнение численного моделирования процесса промывки резервуара с использованием многофазной модели течения в программном комплексе Ansys Fluent с анализом динамики заполнения, вытеснения жидкости и распределения фаз.

Тема 2.1. Введение в моделирование многофазных течений
Содержание
Понятие многофазных течений и области их применения. Классификация многофазных потоков. Основные подходы к численному моделированию многофазных течений. Общие предпосылки и ограничения многофазных моделей в CFD.

Тема 2.2. Метод объема жидкостей (VOF)
Содержание
Метод объёма жидкостей и его назначение. Представление границы раздела фаз. Основные уравнения и переменные VOF-модели. Подходы к реконструкции интерфейса. Области применимости и ограничения метода.

Тема 2.3. Эйлерова модель
Содержание
Эйлеров подход к моделированию многофазных течений. Представление фаз как взаимопроникающих континуумов. Основные уравнения и межфазные взаимодействия. Области применимости эйлеровой модели и ограничения при численном моделировании.
Практика. Решение задач:
1. Моделирование равномерной флиюдизации в двумерном псевдоожиженном слое.
2. Моделирование тепло- и массообмена с использованием модели смеси.
3. Моделирование прорыва плотины с использованием модели VOF (Volume of Fluid).

Тема 2.4. Упрощенная эйлерова модель (mixture model)
Содержание
Основные допущения mixture model. Представление фаз и усреднённых параметров потока. Области применимости модели и сравнение с полной эйлеровой постановкой.

Тема 2.5. Моделирование затвердевания и плавления
Содержание
Физические основы процессов затвердевания и плавления. Фазовые переходы в многофазных течениях. Численные подходы к учету скрытой теплоты. Модели затвердевания и плавления в CFD и области их применимости.
Практика. Решение задач:
1. Моделирование многофазного течения с использованием эйлеровой многофазной модели и модели переноса компонентов.
2. Моделирование гидродинамики пузырьковых колонных реакторов.
3. Моделирование процесса быстрой конденсации водяного пара при течении через двумерное сопло Лаваля.

Итоговая аттестация