แนะนำ 4 โปรแกรมจำลองพลศาสตร์ของไหล (CFD)

พลศาสตร์ของไหล อาจเป็นคำที่ฟังดูแล้วเข้าใจยากสำหรับใครหลาย ๆ คน แต่ถ้าหากเราลองนึกถึงการทำงานของกังหันลม เครื่องบิน หรือแม้กระทั่งอุปกรณ์ภายในบ้านอย่างท่อน้ำ ที่ต้องใช้ของไหลเป็นองค์ประกอบในการทำงาน ก็คงเห็นภาพได้ชัดเจนขึ้นแน่นอน โดยพลศาสตร์ของไหลเป็นการศึกษาพฤติกรรมการเคลื่อนที่ของของไหล อาทิ น้ำ น้ำมัน อากาศ หรือก๊าซ เป็นต้น เพื่อนำลักษณะเหล่านี้มาใช้ในการออกแบบสิ่งก่อสร้างหรืออุปกรณ์ต่าง ๆ ที่ต้องใช้อิทธิพลจากของไหล ให้มีความถูกต้อง แม่นยำ เพื่อให้เกิดความปลอดภัยยิ่งขึ้น

ในบทความนี้ เราจะมาพามาทำความรู้จักกับ 4 โปรแกรมจำลองพลศาสตร์ของไหลที่ผู้ใช้งานควรรู้ รวมถึงประโยชน์ในการใช้งานโปรแกรมเหล่านี้ว่ามีอะไรบ้าง?

โปรแกรมจำลองพลศาสตร์ของไหล (CFD) คืออะไร

โปรแกรมจำลองพลศาสตร์ของไหล (CFD) หรือ Computational Fluid Dynamics เป็นซอฟต์แวร์คอมพิวเตอร์ที่ใช้ในการจำลองพฤติกรรมของของไหล และคำนวณค่าต่าง ๆ ที่ต้องการโดยใช้สูตรทางคณิตศาสตร์ต่าง ๆ อาทิ สมการต่อเนื่อง สำหรับการหาอัตราไหลคงที่ สมการแบร์นูลลี สำหรับการหาค่าความดันของไหลภายในท่อ ๆ หนึ่ง รวมถึงค่าทางคณิตศาสตร์อื่น ๆ เช่น ค่าความหนาแน่น ค่าปริมาตรจำเพาะ พื้นที่ ความดัน เป็นต้น เพื่อคำนวณการไหลของของไหล แรงดัน อุณหภูมิ ความเร็ว และคุณสมบัติอื่น ๆ ของของไหลในจุดต่าง ๆ

ซึ่งซอฟต์แวร์หลัก ๆ ที่วิศวกรและนักออกแบบนิยมใช้งาน ได้แก่

1. scSTREAM

scSTREAM เป็นโปรแกรมจำลองพลศาสตร์การไหลที่มีการนำไปใช้ในงานในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์และสถาปัตยกรรมเป็นเวลากว่าสามสิบปี มีเอกลักษณ์เฉพาะด้วยอินเตอร์เฟสที่ใช้งานง่ายและการประมวลผลความเร็วสูง และซอฟต์แวร์ที่มีการพัฒนาอยู่ตลอดเวลา นอกจากนี้ยังมาพร้อมกับ Add-on ที่มีชื่อว่า HeatDesigner โดยได้รับการพัฒนาเป็นพิเศษสำหรับแนวทางการออกแบบเพื่อช่วยในการระบายความร้อนของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ โดดเด่นด้วยอินเตอร์เฟสที่เรียบง่ายและประสิทธิภาพการคำนวณที่ทรงพลัง

2. scFLOW

scFLOW เป็นซอฟต์แวร์จำลองพลศาสตร์ของไหลยุคใหม่ที่ได้รับการพัฒนาขึ้นเพื่อให้เป็นเครื่องมือที่ล้ำสมัย มาพร้อมเทคโนโลยีที่หลากหลายและคุณสมบัติที่ใช้งานง่าย ปัจจุบันซอฟต์แวร์นี้ติดตั้งตัวแก้ปัญหาที่มีความเสถียรและความเร็วในการคำนวณเพิ่มขึ้นถึงสามเท่า รวมถึงติดตั้งชุดคำสั่งใหม่ ๆ ซึ่งช่วยให้ผู้ใช้งานระดับเริ่มต้นสามารถสร้างแบบจำลองที่ซับซ้อนและโครงสร้างคุณภาพสูงได้ ตอบโจทย์การออกแบบเพื่อแก้ปัญหาด้านยานบินและอวกาศและหลักอากาศพลศาสตร์ของยานยนต์ รวมถึงแก้ปัญหาด้านประสิทธิภาพของใบพัด ปั๊มลม และอุปกรณ์หมุนอื่นๆ

3. SC/Tetra

เป็นโปรแกรมจำลองพลศาสตร์การไหลและความร้อนที่ใช้โครงสร้างแบบไฮบริดเพื่อแสดงรูปร่างของโมเดลได้อย่างละเอียดเพื่อความแม่นยำในการจำลองแบบ ด้วยลักษณะเฉพาะของซอฟต์แวร์ เช่น ระบบการสร้างโครงสร้างแบบซับซ้อน การประมวลผลด้วยความเร็วสูง การใช้พื้นที่หน่วยความจำที่น้อยกว่า และที่สำคัญคือระบบที่เป็นมิตรต่อผู้ใช้งานในทุก ๆ ขั้นตอน ทำให้ผู้ใช้งานสามารถคำนวณการจำลองและผลลัพธ์ต่าง ๆ ได้อย่างรวดเร็ว

4. PICLS

PICLS โปรแกรมจำลองพลศาสตร์ของไหลที่ออกแบบมาเป็นพิเศษสำหรับการจำลองความร้อนของแผงวงจรพิมพ์หรือ PCB ได้ง่าย ๆ โดยไม่จำเป็นต้องมีความชำนาญด้านการจำลองความร้อนมาก่อน ผ่านการทำงานที่ง่ายและรวดเร็วในรูปแบบ 2D คุณสามารถนำเข้าข้อมูลจาก E-CAD เพื่อทำการวิเคราะห์เชิงความร้อนได้ และยังสามารถนำเข้าข้อมูลเพื่อใช้ร่วมกับโปรแกรม scSTREAM และ HeatDesigner ได้อีกด้วย

ประโยชน์ของการใช้งานโปรแกรมจำลองพลศาสตร์ของไหล

การใช้โปรแกรมจำลองพลศาสตร์ของไหล ช่วยให้วิศวกรและนักออกแบบสามารถทำงานได้มีประสิทธิภาพขึ้น ดังนี้

1. ออกแบบและพัฒนาผลิตภัณฑ์

โปรแกรมจำลองพลศาสตร์ของไหล (CFD) ช่วยให้วิศวกรและนักออกแบบสามารถจำลองการไหลของของไหลที่มีผลต่ออุปกรณ์หรือสิ่งปลูกสร้างต่าง ๆ อาทิ ท่อน้ำ รถยนต์ เครื่องบิน เขื่อนกั้นน้ำ เพื่อออกแบบและพัฒนาผลิตภัณฑ์ให้มีกลไกการทำงานและความทนทานที่เหมาะสม และเพิ่มประสิทธิภาพในการทำงานมากขึ้น

2. วิเคราะห์เพื่อปรับปรุงการผลิต

โปรแกรม CFD ยังช่วยในการวิเคราะห์หาจุดที่ทำให้สิ่งปลูกสร้างหรืออุปกรณ์ต่าง ๆ มีประสิทธิภาพที่ลดลง เพื่อหาแนวทางแก้ปัญหาหรือปรับปรุงคุณภาพในการผลิตหรือก่อสร้างให้เหมาะสมยิ่งขึ้น เช่น การวิเคราะห์ระบบระบายอากาศภายในอาคาร ว่ามีจุดใดที่อากาศไม่สามารถไหลเวียนได้ดี และควรปรับแก้อย่างไร

3. วิเคราะห์ความปลอดภัย

การจำลองพลศาสตร์ของไหลยังช่วยให้วิศวกรและนักออกแบบมองเห็นความเสี่ยงที่เกี่ยวข้องกับการไหลของของไหล เช่น การกัดเซาะหรือแรงดันน้ำที่อาจทำให้เขื่อนเกิดความเสียหาย หรือทิศทางการไหลของก๊าซมีพิษภายในท่อ เพื่อวางแผนป้องกันระบบต่าง ๆ ให้มีความรัดกุมมากยิ่งขึ้น

4. จำลองสถานการณ์ก่อนลงมือทำจริง

โปรแกรมจำลองพลศาสตร์ของไหลยังช่วยให้ผู้ผลิตประหยัดต้นทุนและประหยัดเวลา เนื่องจากเราไม่จำเป็นต้องผลิตอุปกรณ์ เครื่องยนต์ หรือชิ้นงานออกมาเพื่อทดสอบการทำงาน แต่เราสามารถออกแบบภายในโปรแกรมเพื่อจำลองการทำงานได้ทันที อีกทั้งยังช่วยในการตัดสินใจเลือกวัสดุ รูปทรง ที่เหมาะสมกับชิ้นงานนั้น ๆ เพื่อให้เกิดประสิทธิภาพสูงสุดในการทำงานได้อีกด้วย

อุตสาหกรรมที่นำโปรแกรมจำลองพลศาสตร์ของไหลมาใช้งาน

การจำลองพลศาสตร์ของไหลนั้นมีประโยชน์ต่ออุตสาหกรรมต่าง ๆ เป็นอย่างมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกลุ่มที่ต้องการความปลอดภัยและความแม่นยำสูง โปรแกรม CFD จึงนิยมใช้ในอุตสาหกรรมต่าง ๆ เหล่านี้ อาทิ

1. อุตสาหกรรมการบินและอวกาศ

อย่างที่เรารู้กันว่าการจะผลิตเครื่องบินหรือยานอวกาศสักลำขึ้นมานั้น เราจำเป็นต้องให้ความสำคัญในเรื่องความปลอดภัยและการประหยัดพลังงานอย่างมาก วิศวกรและนักออกแบบจะใช้โปรแกรม CFD เพื่อออกแบบรูปร่างของเครื่องบิน จรวด หรือยานอวกาศให้มีต้านแรงลมน้อยที่สุดและประหยัดเชื้อเพลิงให้ได้มากที่สุด เพื่อลดความเสี่ยงที่อาจเกิดจากการเผาไหม้ นอกจากนี้ โปรแกรม CFD ยังช่วยในการออกแบบระบบต่าง ๆ ภายในห้องโดยสาร อาทิ ระบบระบายความร้อน ระบบอากาศ เพื่อความปลอดภัยต่อนักบินและนักบินอวกาศอีกด้วย

2. อุตสาหกรรมยานยนต์

ปัจจุบันยานพาหนะทั้งรถยนต์และมอเตอร์ไซค์ถือเป็นสิ่งจำเป็นที่ใช้ในการเดินทาง วิศวกรจึงจำเป็นต้องใช้โปรแกรม CFD ในการออกแบบยานพาหนะให้มีรูปทรงที่เหมาะสม เพื่อช่วยลดแรงเสียดทาน และเพิ่มประสิทธิภาพในการประหยัดน้ำมัน รวมถึงออกแบบระบบอื่น ๆ เช่น ระบบไหลเวียนอากาศภายในรถ ระบบเผาไหม้เชื้อเพลิง หรือระบบท่อไอเสียให้มีความปลอดภัย และทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ

3. อุตสาหกรรมด้านพลังงาน

การผลิตไฟฟ้าจากพลังงานสะอาด เช่น พลังงานน้ำ พลังงานลม และพลังงานแสงอาทิตย์ ได้รับความนิยมมากขึ้นในปัจจุบัน โปรแกรมจำลองพลศาสตร์ของไหล เข้ามาทำหน้าที่ในการออกแบบและวิเคราะห์ประสิทธิภาพของอุปกรณ์ต่าง ๆ เช่น การออกแบบรูปทรงใบพัดกังหันลมเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้า ลดเสียงรบกวน และยืดอายุการใช้งาน หรือการออกแบบโครงสร้างกังหันน้ำให้มีความแข็งแรง ทนทานต่อแรงดันน้ำและสภาพแวดล้อม เพื่อช่วยประหยัดพลังงาน และลดต้นทุนการผลิตอย่างยั่งยืน

ซึ่งทั้ง 4 โปรแกรมจำลองพลศาสตร์ของไหล (CFD) ที่กล่าวไปข้างต้นจะช่วยให้ธุรกิจประหยัดเวลาและต้นทุนในการออกแบบและพัฒนาสินค้าให้มีความปลอดภัย และสามารถใช้งานได้อยากเต็มประสิทธิภาพ และอย่างที่ทราบกันดีว่าโปรแกรม CFD เป็นโปรแกรมเฉพาะทางสำหรับผู้ใช้งานเฉพาะกลุ่มเท่านั้น ไม่ใช่ว่าทุกคนจะได้ใช้งานโปรแกรมเหล่านี้เสมอไป การเลือกใช้บริการรับทำ SEO จากผู้เชี่ยวชาญการตลาดออนไลน์ที่มีประสบการณ์ในหลากหลายธุรกิจ จะช่วยให้เว็บไซต์ของคุณติดอันดับหน้าแรกการค้นหา และเข้าถึงกลุ่มลูกค้าที่ใช่ ที่กำลังมองหาสินค้าหรือบริการของคุณได้ง่ายยิ่งขึ้นอีกด้วย