ตัวอย่างการนำไปใช้งาน
อากาศพลศาสตร์ของยานพาหนะ
Cd (drag coefficient – สัมประสิทธิ์แรงฉุดของอากาศ) และ Cl (lift coefficient – สัมประสิทธิ์ของแรงยก) สามารถนำมาใช้ในการวิเคราะห์ระบบอากาศพลศาสตร์ของดีไซน์ยานยนต์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยปกติค่าสัมประสิทธิ์เหล่านี้จะถูกหาจากการทดลองในอุโมงค์ลม อย่างไรก็ตาม SC/Tetra – Unstructured Solver และ scFlow ได้พิสูจน์แล้วว่าผลการจำลองที่ได้จากโปรแกรมแทบจะไม่แตกต่างจากการทดลองจริงเลย
SC/Tetra และ scFlow ยังสามารถแสดงและวิเคราะห์รูปลักษณ์ของโครงสร้างใต้ฐานรถ รวมถึงท่อไอเสียได้อย่างง่ายดาย หนึ่งในเหตุผลที่ทำให้โปรแกรมเหล่านี้โดดเด่นคือการที่พัฒนาขึ้นมาให้ใช้หน่วยความจำ (RAM) ต่ำ บริษัท Software Cradle มุ่งมั่นที่จะปรับปรุงความแม่นยำและความสามารถของ SC/Tetra และ scFlow อย่างต่อเนื่อง นอกจากนี้ บริษัทยังพร้อมให้การสนับสนุนด้านเทคนิคด้วยการจำลองสถานการณ์ที่ซับซ้อนระดับสูงสำหรับลูกค้าอีกด้วย
ความสะดวกสบายของผู้โดยสาร
นอกจากการวิเคราะห์อากาศพลศาสตร์ของยานพาหนะแล้ว การเพิ่มประสิทธิภาพของระบบควบคุมสภาพอากาศภายในตัวรถ ก็เป็นอีกหนึ่งแอปพลิเคชันสำคัญของโปรแกรม CFD เช่นกัน ไม่ว่าจะเป็นการวิเคราะห์การทำความร้อนและการระบายความเย็นภายในรถ (รวมถึงความร้อนจากรังสีแสงอาทิตย์) การควบแน่นของกระจกหน้ารถ หรือการละลายน้ำแข็ง SC/Tetra และ scFLOW สามารถจัดการกับรูปทรงที่ซับซ้อนด้วยเครื่องกำเนิดกริดที่มีความซับซ้อนและแข็งแกร่ง และยังใช้หน่วยความจำต่ำในการแก้ปัญหา
นอกจากนี้ SC/Tetra และ scFLOW ยังมีความสามารถพิเศษในการจำลอง ความสะดวกสบายของผู้พักอาศัย โดยใช้แบบจำลองอุณหภูมิร่างกายมนุษย์อย่างเต็มที่ แบบจำลองนี้คำนึงถึงระบบหลอดเลือดของร่างกายมนุษย์อย่างละเอียดและพิจารณาปัจจัยทางสรีรวิทยาของแต่ละบุคคล เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ใกล้เคียงกับความเป็นจริงมากที่สุด
ท่อของเครื่องปรับอากาศ
SC/Tetra และ scFLOW ถูกนำมาใช้ในการออกแบบท่อระบายอากาศสำหรับเครื่องปรับอากาศ CFD ช่วยให้สามารถคำนวณการกระจายอากาศได้อย่างสมดุลและมีประสิทธิภาพ ทำให้การออกแบบสามารถเพิ่มประสิทธิภาพในพื้นที่จำกัดได้อย่างมาก
การทำความเย็นของห้องเครื่อง
การระบายอากาศในห้องเครื่องยนต์ เช่น ประสิทธิภาพการระบายความร้อนด้วยหม้อน้ำ เป็นอีกหนึ่งแอปพลิเคชัน CFD ที่สำคัญ SC/Tetra และ scFLOW เหมาะสำหรับการคำนวณที่แม่นยำในโมเดลเชิงเรขาคณิตที่มีความซับซ้อนสูง เช่น เครื่องยนต์ พัดลมหม้อน้ำ อุปกรณ์เสริม และรายละเอียดใต้ท้องรถ การวิเคราะห์นี้ยังสามารถรวมถึงการคำนวณ ความดันลดลงผ่านหม้อน้ำ เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ครอบคลุมและละเอียดที่สุด
กระจกมองข้าง
นอกจากการจำลองอากาศพลศาสตร์ของยานพาหนะแล้ว CFD ยังสามารถใช้เพื่อปรับปรุงรูปร่างของ ส่วนประกอบต่าง ๆ ของยานพาหนะ ที่มีผลกระทบต่ออากาศพลศาสตร์โดยรวม ตัวอย่างหนึ่งคือ กระจกมองข้าง ซึ่งต้องตอบสนองเกณฑ์การออกแบบหลายประการ เช่น การจัดวางตำแหน่งเพื่อสะท้อนมุมมองที่เหมาะสม ลดแรงลาก ลดการหยดน้ำบนพื้นผิวกระจก และลดการผลิตเสียงรบกวนที่เกิดจากอากาศพลศาสตร์
SC/Tetra และ scFLOW สามารถใช้ในการประเมินแนวคิดการออกแบบที่แตกต่างกันได้อย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพ ช่วยให้สามารถปรับปรุงการออกแบบให้มีประสิทธิภาพสูงสุดในเวลาที่จำกัด
ท่อร่วมไอเสีย
ท่อร่วมและท่อไอเสีย จะถูกจำลองครั้งแรกในสถานะคงที่เพื่อให้แน่ใจว่าการกระจายความดันเป็นไปอย่างสม่ำเสมอ หลังจากนั้นจะมีการวิเคราะห์ในสถานะชั่วคราวเพื่อพิจารณาว่ามีการไหลย้อนกลับหรือไม่ นอกจากการจำลองการไหลภายในแล้ว ท่อร่วมไอเสีย ยังควรได้รับการจำลองในเชิงความร้อนเพื่อให้มั่นใจว่าการเลือกวัสดุและความหนาของวัสดุเหมาะสมและสอดคล้องกับการใช้งาน
Torque Converter
การวิเคราะห์ Torque Converter ที่ใช้ในระบบเกียร์อัตโนมัติของยานพาหนะต้องการการคำนวณที่รวมถึงขอบเขตการหมุน การวิเคราะห์นี้ทำให้สามารถประเมิน ค่าแรงบิด รวมถึง แรงดัน (force) ที่กระทำต่อแต่ละส่วนประกอบได้อย่างแม่นยำ ช่วยให้มั่นใจได้ว่าทุกชิ้นส่วนทำงานร่วมกันได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด
วาล์วเครื่องยนต์
สำหรับการวิเคราะห์ วาล์วเครื่องยนต์ อัตราส่วนการหมุนและ/หรืออัตราส่วนเกลือกกลิ้งเป็นพารามิเตอร์ที่สำคัญของ ส่วนผสมเชื้อเพลิง ซึ่งมีอิทธิพลอย่างมากต่อการเผาไหม้และการปล่อยมลพิษ SC/Tetra ถูกนำมาใช้ในการคำนวณและปรับปรุงรูปทรงของ การออกแบบทางเข้าและวาล์วไอเสีย เพื่อให้มีประสิทธิภาพสูงสุด
การวิเคราห์ของ Duct of Engine Port
สำหรับการวิเคราะห์ วาล์วเครื่องยนต์ อัตราส่วนการหมุนและ/หรืออัตราส่วนเกลือกกลิ้งเป็นพารามิเตอร์ที่สำคัญของ ส่วนผสมเชื้อเพลิง ซึ่งมีอิทธิพลอย่างมากต่อการเผาไหม้และการปล่อยมลพิษ SC/Tetra ถูกนำมาใช้ในการคำนวณและปรับปรุงรูปทรงของ การออกแบบทางเข้าและวาล์วไอเสีย เพื่อให้มีประสิทธิภาพสูงสุด
การวิเคราะห์การไหลของพอร์ตเครื่องยนต์
การไหลของพอร์ตเครื่องยนต์ สามารถวิเคราะห์ได้โดยใช้ การวิเคราะห์การปรับตัวแบบตาข่าย ฟังก์ชันนี้ช่วยให้พื้นที่ที่ต้องการปรับปรุงตาข่ายถูกตรวจจับได้โดยอัตโนมัติ ซึ่งส่งผลให้การวิเคราะห์มีความแม่นยำยิ่งขึ้น โดยการคำนวณ การสร้างตาข่าย และการประมวลผลซ้ำอีกครั้งสามารถให้ผลลัพธ์ที่แม่นยำขึ้นโดยไม่ขึ้นอยู่กับทักษะการสร้างตาข่ายของนักวิเคราะห์
การวิเคราะห์ Sloshing ในตัวถังน้ำมัน
Sloshing ของไหล ที่เกิดขึ้นภายใน ถังน้ำมันของยานพาหนะและเรือ เป็นผลมาจากการสั่นสะเทือนเป็นระยะจากภายนอก ซึ่งอาจทำให้ถังหรือเชื้อเพลิงรั่วได้ VOF (ปริมาตรของของไหล) เป็นฟังก์ชันพื้นผิวอิสระที่สามารถใช้ในการทำนายการเปลี่ยนแปลงการสั่นสะเทือนของของเหลวและความดันในภาชนะบรรจุ วิศวกรออกแบบ สามารถใช้ข้อมูลนี้เพื่อระบุ รูปทรงภาชนะที่เหมาะสมที่สุด ที่ช่วยป้องกันการสะสมของโหลดโดยการตรวจสอบการไหลและความดันของของไหลอย่างละเอียด
ไฟหน้ารถยนต์
การจัดการระบายความร้อน เป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งเนื่องจากลักษณะการส่งออกสูงของ ไฟหน้ารถยนต์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกรณีของ ไฟหน้า LED ซึ่งมีอุณหภูมิทนความร้อนต่ำ ความร้อนจากแหล่งกำเนิดแสงจะถูกปล่อยออกสู่อากาศเป็นพลังงานความร้อนผ่าน การนำความร้อน และ การถ่ายเทความร้อนแบบพาความร้อน การทำนายอุณหภูมิที่แม่นยำสามารถทำได้โดยการพิจารณาการสะท้อนแสงและการแผ่รังสีของพลังงานความร้อน รวมถึงระดับการดูดซับของวัสดุปกคลุมอย่างละเอียด
ตัวแลกเปลี่ยนความร้อน (หม้อน้ำ, ตัวทำความเย็นระหว่างกัน, ตัวทำความเย็นน้ำมัน)
การจำลอง CFD สำหรับ ตัวแลกเปลี่ยนความร้อน เช่น หม้อน้ำ จะพิจารณาของเหลวสองชนิดที่ทำงานร่วมกัน ได้แก่ อากาศและน้ำ/น้ำหล่อเย็น CFD ถูกนำมาใช้เพื่อกำหนดประสิทธิภาพของตัวแลกเปลี่ยนความร้อน ซึ่งขึ้นอยู่โดยตรงกับ ความเร็วของของเหลวที่ผนัง นอกจากนี้ CFD ยังสามารถทำนายว่าการไหลของน้ำหล่อเย็นเป็นแบบเดียวกันภายในตัวแลกเปลี่ยนความร้อนหรือไม่ ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งในการตรวจสอบ การไหลของน้ำหล่อเย็นในแจ็คเก็ตน้ำของบล็อกเครื่องยนต์ เนื่องจากกลไกการทำงานหลักนั้นเหมือนกับตัวแลกเปลี่ยนความร้อน
การวิเคราะห์การไหลของของไหลภายในกระบอกสูบ (การกระจายองค์ประกอบตาข่ายและการกระจายแรงดันผิว)
การไหลแบบชั่วคราวที่ซับซ้อน ภายในกระบอกสูบเกิดขึ้นจากการเปิดและปิดของ วาล์วเครื่องยนต์ การเปิดและปิดของวาล์วสามารถวิเคราะห์ได้ด้วย ฟังก์ชันการโอเวอร์โหลดตาข่าย ซึ่งจะคำนวณองค์ประกอบในรูปทรงกระบอกและวาล์วแบบตาข่าย เนื่องจากการสัมผัสระหว่างวัตถุสามารถนำมาพิจารณาในการวิเคราะห์นี้ ซึ่งก่อนหน้านี้เป็นเรื่องยากที่จะตรวจสอบ จึงทำให้สามารถ ทำนายสนามไหล ที่แม่นยำยิ่งขึ้น ซึ่งถูกกำหนดโดยการเปิดและปิดของการเคลื่อนไหว
การวิเคราะห์อากาศพลศาสตร์ของรถฟอร์มูล่า (แรงดันพื้นผิวและเส้นกระแสลม)
ในการแข่งขัน รถฟอร์มูล่า สิ่งสำคัญคือการลด แรงต้านอากาศ เพื่อให้รถสามารถขับขี่ได้ เร็วและเสถียรยิ่งขึ้น การจำลองการไหลของอากาศบนรถแข่งช่วยให้สามารถเข้าใจกลไกที่อยู่เบื้องหลัง การลากอากาศ พร้อมกับการแสดงภาพของรูปแบบการไหลที่ซับซ้อนและ แรงกด บนตัวรถ ซึ่งมีส่วนช่วยอย่างมากในการปรับปรุง รูปร่าง ของรถให้มีประสิทธิภาพสูงสุด
การวิเคราะห์การไหลของอากาศในการตกแต่งภายในรถยนต์ขนาดใหญ่ (ปรับปรุงและกระจายอุณหภูมิพื้นผิว)
ความสามารถในการประเมินความสบายเชิงความร้อน ของพื้นที่ภายในรถบัส โดยสามารถพิจารณาผลกระทบของ เครื่องปรับอากาศ และ โหลดความร้อน ผู้โดยสารสามารถแสดงผลโดยใช้ แบบจำลอง JOS (thermoregulation) ซึ่งอธิบายถึงการไหลเวียนโลหิตและการจัดการความร้อนของร่างกาย รวมถึงผลกระทบจากเสื้อผ้า การใช้การวิเคราะห์นี้ทำให้สามารถประเมิน ระดับความสะดวกสบายของผู้โดยสาร โดยการคำนวณ อุณหภูมิอากาศ รวมถึง อุณหภูมิผิว และ เหงื่อ ของผู้โดยสารภายในพื้นที่ของรถยนต์ได้อย่างแม่นยำ
การวิเคราะห์ Water Jacket
ช่องทางไหลของน้ำ ที่ถูกวางไว้เพื่อระบายความร้อนจากกระบอกสูบเครื่องยนต์เรียกว่า แจ็คเก็ตน้ำ แจ็คเก็ตน้ำได้รับการออกแบบให้มี ความเร็วการไหล สูงในบริเวณที่จำเป็นต้องระบายความร้อนมากที่สุด และเพื่อหลีกเลี่ยงการเกิด สระว่ายน้ำอากาศ ในโปรแกรม SC/Tetra สามารถสร้าง เมช ได้โดยอัตโนมัติ แม้กระทั่งในรูปทรงเรขาคณิตที่ซับซ้อนและมีขนาดใหญ่เช่นนี้
4o
การวิเคราะห์ความร้อนของไฟหน้ารถยนต์ (การกระจายอุณหภูมิ)
การจัดการความร้อน เป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่ง เนื่องจากไฟหน้ารถยนต์มีคุณลักษณะเอาต์พุตสูง ความร้อนจากแหล่งกำเนิดแสงจะถูกปล่อยออกมาสู่ภายนอกในรูปของ พลังงานแผ่รังสี ควบคู่กับการ นำความร้อน และ การถ่ายเทความร้อนแบบพาความร้อน การคาดการณ์อุณหภูมิที่แม่นยำสามารถทำได้โดยคำนึงถึงการสะท้อนและการดูดซับพลังงานแผ่รังสีของ ตัวสะท้อนแสง และ วัสดุคลุม อย่างละเอียด
การวิเคราะห์ฟิล์มของเหลว
การวิเคราะห์ผลกระทบของสี สามารถทำได้โดยใช้ แบบจำลองฟิล์มของเหลว ซึ่งสามารถสร้างแบบจำลองการพ่นสีจากหัวฉีด โดยที่อนุภาคของเหลวจะเปลี่ยนเป็นฟิล์มของเหลวเมื่อสัมผัสกับผนัง การวิเคราะห์โดยใช้แบบจำลองฟิล์มของเหลว นี้ต้องใช้ภาระการคำนวณน้อยกว่าเมื่อเทียบกับฟังก์ชันการวิเคราะห์พื้นผิวอิสระที่คำนึงถึงแรงตึงผิวและมุมสัมผัส จึงทำให้เหมาะสมสำหรับการวิเคราะห์ การขยายตัวของฟิล์มของเหลวบางๆ
การวิเคราะห์การพ่นด้วยไฟฟ้าสถิต
นี่คือตัวอย่างที่ใช้ การติดตามอนุภาค (Partical Tracking) ในการวิเคราะห์ผลการพ่นสีจาก ปืนพ่นสี โดยสามารถประเมินผลของ อนุภาคสี ที่ปล่อยออกมาผ่านสนามไฟฟ้าสถิต ซึ่งเกิดจากแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายจากปืนพ่นสีในขณะที่สัมผัสกับ แรงไฟฟ้าสถิต นอกจากนี้ยังสามารถคำนวณ ตำแหน่งการยึดเกาะของสี บนวัตถุเป้าหมายและ ความหนาของการยึดเกาะ ได้อย่างแม่นยำอีกด้วย
Heat Sink – ระบบระบายความร้อน
การคาดการณ์ประสิทธิภาพของ Heat Sink ตัวเดียว เป็นหนึ่งในแอปพลิเคชันพื้นฐานของ CFD ในการจำลองความร้อน การนำความร้อน ของฮีตซิงก์ได้รับอิทธิพลจาก ระยะห่างและความหนาของครีบ ในขณะที่ ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อน ได้รับผลกระทบจากความเร็วอากาศที่ไหลผ่านพื้นผิวครีบ ฮีตซิงก์บางตัวได้รับการผสานเข้ากับ พัดลม ซึ่งทำหน้าที่เป็นแหล่งระบายความร้อนหลัก SC/Tetra สามารถจำลองระบบเหล่านี้ได้โดยรวมเอา แบบจำลองการหมุนของพัดลม เข้ามาด้วย การคำนวณประสิทธิภาพการทำงานในสถานะคงที่ของฮีตซิงก์สามารถทำได้อย่างรวดเร็ว แม้ว่าการหมุนของพัดลมจะสร้างองค์ประกอบชั่วคราวก็ตาม
การวิเคราะห์พาวเวอร์ซัพพลาย (Power Supply Unit)
การวิเคราะห์หน่วยจ่ายไฟ พาวเวอร์ซัพพลาย ซึ่งมีหน้าที่แปลงแรงดันไฟฟ้าและปล่อยความร้อนในปริมาณมาก ถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการรับประกันการกระจายความร้อนที่มีประสิทธิภาพ HeatDesigner สามารถคำนวณการกระจายความร้อนตามธรรมชาติได้อย่างน่าเชื่อถือ โดยใช้พารามิเตอร์การคำนวณที่กำหนดไว้ล่วงหน้า ซึ่งออกแบบมาเฉพาะสำหรับอุปกรณ์ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์
การวิเคราะห์พัดลมระบายอากาศ (Sirocco Fan)
การวิเคราะห์การไหลของพัดลมซิรอคโค สามารถทำได้เพื่อ ตรวจสอบความสัมพันธ์ระหว่างความเร็วในการหมุนและอัตราการไหลขาออก โดยใช้ ฟังก์ชันพื้นที่เคลื่อนที่ เพื่อจำลองการหมุนของใบพัด นักวิเคราะห์สามารถมองเห็น การไหลและแรงดัน ที่เกิดขึ้น ทำให้สามารถปรับปรุงรูปทรงของใบพัดได้อย่างมีประสิทธิภาพ นอกจากนี้ ฟังก์ชันเสียงอากาศพลศาสตร์ ยังสามารถใช้เพื่อระบุ เสียงที่เกิดจากพัดลม ได้อีกด้วย ซึ่งช่วยในการออกแบบที่ลดเสียงรบกวน
การวิเคราะห์การไหลภายใน Chassis (Particle Tracking)
นี่คือตัวอย่างของการ จำลองการระบายความร้อนของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ โดยใช้พัดลม ซึ่งแสดงให้เห็นถึงการใช้งาน CFD ในการจัดการความร้อนที่หลากหลาย สำหรับการออกแบบระบบ ระบายความร้อนด้วยอากาศแบบบังคับ ที่มีประสิทธิภาพ จำเป็นต้องเลือกประเภทพัดลมที่เหมาะสมที่สุดและกำหนดตำแหน่งที่เหมาะสมที่สุด ผ่านการ วิเคราะห์ความร้อน วิศวกรสามารถตรวจสอบได้ว่า อัตราการไหลของอากาศขาออก และ ความเร็ว ที่ส่งไปยังส่วนประกอบที่ต้องการระบายความร้อนนั้นเป็นไปตามข้อกำหนดหรือไม่ นอกจากนี้ยังสามารถปรับปรุงอุปกรณ์โดยรวมให้เหมาะสมที่สุดได้โดยการประเมิน รูปทรงที่เหมาะสมของตัวระบายความร้อน ตามเส้นทางการไหลของอากาศ
ระบบเครื่องเสียงและนำทางรถยนต์
ระบบเสียงและระบบนำทางในรถยนต์ก่อให้เกิดความร้อนในปริมาณมาก ทำให้ภายในแผงหน้าปัดของรถยนต์ต้องรับความร้อนสูงมาก การผสานระบบให้เหมาะสมต้องมีการวิเคราะห์ปัญหาความร้อนที่อาจเกิดขึ้นอย่างละเอียด HeatDesigner และ scSTREAM เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการวิเคราะห์ประเภทนี้ ซึ่งต้องการความแม่นยำสูง ทั้งสองเครื่องมือสามารถจัดการกับโมเดลขนาดใหญ่ได้อย่างมีประสิทธิภาพ จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการแก้ไขรายละเอียดทางเรขาคณิตที่ละเอียดอ่อน
โปรเจ็คเตอร์ (Projector)
เนื่องจากความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับ การย่อขนาด และ กำลังเอาต์พุตที่สูงขึ้น การรับประกันการระบายความร้อนที่มีประสิทธิภาพจึงมีความสำคัญอย่างยิ่งในการออกแบบ โปรเจ็กเตอร์ การประเมิน การออกแบบพัดลมและการจัดวางส่วนประกอบ ตั้งแต่เนิ่นๆ ซึ่งเป็นแอปพลิเคชัน CFD ที่สำคัญ ช่วยให้ผู้ออกแบบสามารถประเมินและนำกลยุทธ์ต่างๆ มาใช้เพื่อ เพิ่มประสิทธิภาพการระบายความร้อน ได้อย่างมีประสิทธิภาพ
โทรศัพท์มือถือ (Smartphone)
การออกแบบเชิงความร้อน เป็นหนึ่งในแอปพลิเคชัน CFD ที่จำเป็นในการพัฒนา สมาร์ทโฟน เนื่องจาก ตัวเรือนที่ปิดสนิท อาจทำให้อุณหภูมิภายในสูงขึ้นได้ การจำลอง การไหลของความร้อน ก่อนการผลิตช่วยให้วิศวกรสามารถปรับ เค้าโครง และ วัสดุของส่วนประกอบ ได้ เพื่อให้การออกแบบโดยรวมมี ประสิทธิภาพสูงสุด และสามารถจัดการกับความร้อนที่เกิดขึ้นได้อย่างมีประสิทธิภาพ
การวิเคราห์พลศาสตร์ของ Hypersonic Transport Plane
นี่คือตัวอย่างของการ วิเคราะห์การขนส่งที่ความเร็วเหนือเสียง เมื่อความเร็วในการบินสูงกว่าความเร็วเสียง แรงดันของของไหลจะเพิ่มขึ้น ส่งผลให้เกิดปรากฏการณ์ต่างๆ เช่น คลื่นกระแทก ซึ่งไม่เกิดขึ้นที่ความเร็วต่ำ การคาดการณ์การเปลี่ยนแปลงของ สนามการไหล อย่างแม่นยำภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้เน้นย้ำถึงการประยุกต์ใช้ CFD ที่สำคัญอย่างหนึ่งใน วิศวกรรมการบินและอวกาศ ซึ่งต้องใช้วิธีการที่คำนึงถึง การบีบอัดของของไหล เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ถูกต้องและเชื่อถือได้
การวิเคราะห์การไหลภายในปั๊มเฟือง (Gear Pump) – Mesh Element Distribution
ปั๊มเฟือง ถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในฐานะ ปั๊มปริมาตรคงที่ สำหรับหน่วยพลังงานไฮดรอลิกของเครื่องจักรอุตสาหกรรม ในการวิเคราะห์ประเภทนี้ ของเหลวรอบข้าง จะถูกถ่ายโอนไปยังองค์ประกอบตาข่ายของ เฟืองที่หมุน การใช้ ฟังก์ชันตาข่ายโอเวอร์เซ็ต ทำให้สามารถอธิบายผลของการทำงานร่วมกันของเฟืองได้อย่างแม่นยำ ซึ่งช่วยให้สามารถจำลองและวิเคราะห์การทำงานของปั๊มเฟืองได้อย่างมีประสิทธิภาพ
การวิเคราะห์ถังผสม (Mesh Element Distribution)
ถังผสม มีความจำเป็นในกระบวนการอุตสาหกรรมต่างๆ ในการวิเคราะห์ประเภทนี้ องค์ประกอบตาข่ายของใบมีด จะหมุนเพื่อสร้างแรงให้กับของเหลวโดยรอบ ส่งผลให้เกิด การเคลื่อนไหวในการผสม ฟังก์ชัน ตาข่ายที่ตั้งค่าไว้เกิน สามารถใช้เพื่ออธิบายการสัมผัสแบบใกล้หรือโดยตรงระหว่างใบมีด โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อมี ใบมีดหลายใบ ที่ต้องทำงานร่วมกัน ซึ่งเป็นประโยชน์ในการจำลองและปรับปรุงประสิทธิภาพของถังผสมในกระบวนการอุตสาหกรรม
การวิเคราะห์การไหลของอากาศที่เกิดจากเครื่องเป่าลมแบบรูทส์
เครื่องเป่ารูทส์ เป็นปั๊มที่ทำงานโดย ดูดและระบายอากาศ ผ่านการใช้ โรเตอร์คู่ ที่ไม่สัมผัสกันและหมุนสวนทางกัน ในการวิเคราะห์นี้ องค์ประกอบตาข่าย จะเคลื่อนที่ตามการหมุนของโรเตอร์ การใช้ ฟังก์ชันตาข่ายโอเวอร์เซ็ต ช่วยให้สามารถคำนวณผลกระทบของโรเตอร์ที่เคลื่อนที่ใกล้กันได้อย่างแม่นยำ ซึ่งช่วยในการวิเคราะห์การทำงานและประสิทธิภาพของเครื่องเป่ารูทส์ได้อย่างละเอียด
การวิเคราะห์การไหลของพัดลม Heat exchanger สำหรับตู้เย็น
ในแอปพลิเคชัน CFD การไหลของ พัดลมระบายความร้อน จะถูกกำหนดโดย รูปทรงของใบพัด รูปร่างของพัดลม และตำแหน่งที่จัดสรรไว้ การใช้ SC/Tetra สามารถทำการวิเคราะห์การไหลที่มีความแม่นยำสูงได้ ซึ่งเป็นตัวอย่างหนึ่งของแอปพลิเคชัน CFD ที่คำนึงถึง ผลกระทบของรูปร่างอุปกรณ์โดยรอบ และ การไหลของอากาศ อย่างละเอียด ทำให้สามารถออกแบบและปรับปรุงระบบระบายความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ
การระบายอากาศภายในห้อง I
scSTREAM สามารถนำมาใช้ในการประเมินประสิทธิภาพการทำงานของ เครื่องปรับอากาศ ภายในห้องในบ้าน สำนักงาน หรือพื้นที่ภายในขนาดใหญ่ โดยการวิเคราะห์ของไหลนี้จะคำนวณ การกระจายของความเร็วลมและอุณหภูมิ ทั่วทั้งพื้นที่ออกแบบ ทำให้สามารถกำหนดค่าตัวเลขที่แน่นอนภายในพื้นที่เฉพาะใดๆ ได้ ซึ่งวิธีนี้ แม่นยำกว่าการคำนวณภาระความร้อนแบบเดิม นอกจากนี้ CFD ยังช่วยให้สามารถรวมและคำนวณ ความเข้มข้นของก๊าซ ผลกระทบของ รังสีดวงอาทิตย์ และ การควบแน่นของน้ำค้าง ได้อีกด้วย
นอกจากนี้ scSTREAM ยังมักถูกใช้ในการ วิเคราะห์การออกแบบห้องสะอาด ซึ่งต้องการการควบคุมอากาศที่แม่นยำ เพื่อให้สภาพแวดล้อมภายในห้องสะอาดเป็นไปตามมาตรฐานที่กำหนดไว้
การระบายอากาศภายในห้อง II
scSTREAM คำนวณความร้อนที่เกิดจากแสงแดดโดยอัตโนมัติผ่าน ฟังก์ชันการแผ่รังสีของดวงอาทิตย์ โดยผู้ใช้สามารถควบคุมพารามิเตอร์ต่างๆ เช่น อัตราการส่งผ่าน การดูดซับของกระจก และการดูดซับของพื้นผิวที่สัมผัสกับแสงแดด ด้วยการนำการพิจารณาความร้อนเฉพาะมาใช้ scSTREAM ยังสามารถใช้เพื่อประเมินประสิทธิภาพของ ระบบกักเก็บความร้อน ที่สะสมพลังงานแสงอาทิตย์ในระหว่างวันและใช้พลังงานดังกล่าวในเวลากลางคืน นอกจากนี้ scSTREAM ยังสามารถคำนึงถึง การลอยตัวของความร้อน เช่น การระบายอากาศตามธรรมชาติที่เกิดจากความแตกต่างของอุณหภูมิทั่วทั้งบ้าน
การไหลของก๊าซในบริเวณที่จอดรถใต้ดิน
ในการวิเคราะห์พื้นที่ ที่จอดรถใต้ดิน ซึ่งการหลีกเลี่ยงการสะสมของก๊าซเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่ง CFD จะถูกนำมาใช้เพื่อกำหนดตำแหน่งและการจัดเรียง พัดลมดูดอากาศ ที่เหมาะสมที่สุด สำหรับการกำหนดค่าที่จอดรถที่ซับซ้อน scSTREAM จะสร้าง ค่าดัชนี เพื่อวัดประสิทธิภาพการระบายอากาศ นอกเหนือจากการคำนวณมาตรฐานของการไหลและความเข้มข้นของก๊าซ ผู้ใช้ยังสามารถเปรียบเทียบ ประสิทธิภาพของการจัดเรียงพัดลม ต่างๆ และระดับประสิทธิภาพได้อย่างง่ายดาย ซึ่งช่วยให้การระบายอากาศในพื้นที่ที่จอดรถมีประสิทธิภาพสูงสุด
การไหลเวียนของอากาศรอบอาคาร
ชุมชนอาคารสูง มักเผชิญกับความซับซ้อนของ รูปแบบลม ซึ่งอาจส่งผลให้เกิด ลมแรง ในบริเวณโดยรอบ การวิเคราะห์ สภาพแวดล้อมของลม ก่อนการก่อสร้างจึงมีความสำคัญ เนื่องจากการปรับเปลี่ยนในภายหลังอาจทำได้ยากและมีค่าใช้จ่ายสูง scSTREAM สามารถจำลอง เรขาคณิตที่แม่นยำ โดยการนำเข้า แผนที่ตัวเลข (GIS) สำหรับอาคารเฉพาะและโครงสร้างโดยรอบ เพื่อให้การวิเคราะห์สภาพแวดล้อมลมเป็นไปอย่างละเอียดและแม่นยำ
ความร้อนไอเสียและควัน
นอกจากนี้ CFD ยังสามารถนำมาใช้ในการวิเคราะห์ การแพร่กระจายของก๊าซ จากปล่องระบายอากาศและ ความร้อนเสีย ไปยังสภาพแวดล้อมโดยรอบ การวิเคราะห์นี้ช่วยในการคาดการณ์ ความเข้มข้นของก๊าซ ที่ระดับความสูงต่างๆ และประเมินประสิทธิภาพของการจัดเรียง หอคอยระบายความร้อน หรือ เครื่องปรับอากาศภายนอก ได้อย่างละเอียด ซึ่งเป็นข้อมูลสำคัญในการออกแบบและปรับปรุงการทำงานของระบบระบายอากาศและการจัดการความร้อนในอาคารสูง
ระบบระบายอากาศ
CFD ถูกนำมาใช้เพื่อประเมิน ประสิทธิภาพของระบบระบายอากาศ โดย SC/Tetra จะถูกใช้เมื่อการวิเคราะห์เกี่ยวข้องกับ รูปทรงที่ซับซ้อน เช่น ภายในและทางออกของเครื่องปรับอากาศ ในขณะที่ scSTREAM จะถูกใช้สำหรับการวิเคราะห์ การไหลของอากาศโดยรอบ หรือสำหรับเรขาคณิตที่เรียบง่ายกว่า
ห้องพ่นสี (Paint Booth)
ในกรณีของ ห้องพ่นสี ที่ต้องการการควบคุมการไหลของอากาศอย่างแม่นยำ CFD มีบทบาทสำคัญในการทำให้มั่นใจว่าสีจะไปถึงส่วนเป้าหมายและไม่ถูกนำออกไปที่ท่อไอเสีย ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญเช่นเดียวกับใน สภาพแวดล้อมห้องปลอดเชื้อ ที่การควบคุมการไหลของอากาศต้องแม่นยำสูง scSTREAM สามารถใช้เพื่อ จำลองอนุภาค และรวมเอฟเฟกต์การจับคู่ระหว่าง การไหลของอากาศและอนุภาค ซึ่งช่วยกำหนดจุดหมายปลายทางสุดท้ายของอนุภาคได้อย่างละเอียดและแม่นยำ
การไหลเวียนของอากาศรอบสะพาน
สภาพแวดล้อมที่มี ลมแรง มักเกิดขึ้นในพื้นที่ที่มีรูปร่างคล้าย หุบเขา ดังนั้นการทำ วิเคราะห์ลม ก่อนดำเนินการก่อสร้างในพื้นที่ดังกล่าวจึงเป็นสิ่งสำคัญ scSTREAM สามารถนำเข้าข้อมูลภูมิประเทศจาก ข้อมูลแผนที่ และคำนวณ แรงดันลม บนอาคารและสะพานได้อย่างแม่นยำ เพื่อให้มั่นใจว่าการก่อสร้างจะปลอดภัยและมีประสิทธิภาพ
การไหลของน้ำเหนือเขื่อน
ในบรรดาแอปพลิเคชัน CFD ทั้ง scSTREAM และ SC/Tetra สามารถใช้ในการวิเคราะห์ พื้นผิวอิสระ เพื่อคำนวณรูปร่างของพื้นผิวของไหล ซึ่งมีความจำเป็นในสถานการณ์ต่างๆ เช่น การไหลของน้ำเหนือเขื่อน
การวิเคราะห์การไหลรอบประตูน้ำ (Water Gate)
SC/Tetra ยังสามารถคำนวณ สนามการไหลของของเหลว ที่เกี่ยวข้องกับการ ปิดประตูน้ำ โดยใช้ฟังก์ชัน วัตถุเคลื่อนที่ การวิเคราะห์ CFD จึงมีความสำคัญในการวิเคราะห์การไหลรอบประตูน้ำ รวมถึง ความผันผวนของแรงดัน และการ เปลี่ยนแปลงระดับความสูงของผิวน้ำ ซึ่งช่วยให้สามารถออกแบบและควบคุมการทำงานของประตูน้ำได้อย่างมีประสิทธิภาพ
การวิเคราะห์สภาพแวดล้อมทางความร้อนของ Data Center
ใน ศูนย์ข้อมูล ที่ต้องทำความเย็นเซิร์ฟเวอร์จำนวนมากอย่างเหมาะสม การรักษา อุณหภูมิห้องให้คงที่ เป็นสิ่งจำเป็นอย่างยิ่ง การ วิเคราะห์เทอร์โมฟลูอิด สามารถประเมินได้ว่าพารามิเตอร์การออกแบบ เช่น ประสิทธิภาพเครื่องปรับอากาศ การจัดสรร ช่องระบายอากาศ และ ระยะห่างที่เหมาะสมระหว่างเซิร์ฟเวอร์ เป็นไปตามข้อกำหนดที่จำเป็นหรือไม่ เพื่อให้ระบบทำความเย็นทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพและป้องกันปัญหาความร้อนสูงเกินไป
การวิเคราะห์อัตราการไหลของอากาศภายในห้องคลีนรูม (Speed Vector and Concentration Distribution).
ใน ห้องปลอดเชื้อ จำนวนของ อนุภาคในอากาศ จะถูกควบคุมให้อยู่ต่ำกว่าระดับที่กำหนด โดยควบคุมอุณหภูมิ ความชื้น และความดันอย่างระมัดระวัง การใช้ scSTREAM ช่วยให้สามารถสร้างแบบจำลองอนุภาคเป็น สปีชีส์ที่แพร่กระจายได้ และคาดการณ์ว่าสารปนเปื้อนในอากาศจะ กระจายตัวและแสดงพฤติกรรม อย่างไรในพื้นที่นั้น เพื่อรักษาคุณภาพอากาศภายในห้องปลอดเชื้อให้อยู่ในระดับที่ปลอดภัย
การวิเคราะห์การแพร่กระจายไอเสียรถยนต์บนทางด่วน
ไอเสียรถยนต์ จากทางหลวงลอยข้ามสิ่งกีดขวางริมถนนและกระจายไปสู่สภาพแวดล้อมโดยรอบ ด้วยการวิเคราะห์การ แพร่กระจายแบบพาความร้อน ของก๊าซไอเสียและ อิทธิพลของลม ต่อการไหลของก๊าซ ทำให้สามารถคาดการณ์ ผลกระทบต่อสภาพแวดล้อม และผู้อยู่อาศัยในบริเวณใกล้เคียงได้ การวิเคราะห์นี้ช่วยในการ ประเมินและบรรเทาปัญหาคุณภาพอากาศ ที่อาจเกิดขึ้นในพื้นที่ที่อยู่ติดกับทางหลวง เพื่อปกป้องสุขภาพของผู้อยู่อาศัยและรักษาสิ่งแวดล้อมให้อยู่ในเกณฑ์ที่ดี
การวิเคราะห์ความชื้นในพื้นที่ภายในอาคารด้วยเครื่องปรับความชื้น
เครื่องปรับความชื้น มีบทบาทสำคัญในการรักษาสภาพแวดล้อมภายในห้องให้สบายและช่วยให้ผ้าเปียกแห้งได้ในวันที่ฝนตก อย่างไรก็ตาม การใช้เครื่องปรับความชื้นอาจทำให้อุณหภูมิห้อง สูงขึ้น เนื่องจาก ความร้อนแฝง ที่เกิดขึ้นในขณะที่ลดระดับความชื้น ด้วย scSTREAM ทำให้สามารถคำนึงถึงผลกระทบเหล่านี้และ วิเคราะห์ความชื้นในพื้นที่ภายในห้อง อย่างละเอียด ซึ่งช่วยให้มั่นใจได้ถึง ความสะดวกสบาย และ ประสิทธิภาพสูงสุด ในการควบคุมสภาพแวดล้อมภายในห้อง
พัดลมแบบอากาศไหลตามแนวแกน (Axial Fan)
การวิเคราะห์การไหลของของไหล สำหรับ พัดลมแกน เป็นเรื่องท้าทาย เนื่องจาก รูปร่างของใบพัด มีผลกระทบอย่างมากต่อประสิทธิภาพ การนำเสนอ รูปทรงเรขาคณิตที่แม่นยำ และการสร้างกริดเป็นสิ่งสำคัญ โดยเริ่มจากข้อมูล CAD เครื่องสร้างตาข่ายอัตโนมัติของ SC/Tetra สามารถสร้าง ตาข่ายคำนวณ ได้ภายในเวลาไม่กี่ชั่วโมง ในขณะที่ซอฟต์แวร์ CFD ทั่วไปอาจใช้เวลาเป็นสัปดาห์ SC/Tetra จำลองการหมุนของใบพัดโดยใช้ฟังก์ชัน ขอบเขตการหมุน (ALE) และสามารถเริ่มต้นการวิเคราะห์สถานะคงที่เบื้องต้นได้โดยใช้แรงหมุนของใบพัดเท่านั้น
พัดลมกรงกระรอกซีร็อคโก้ (Sirocco Fan)
SC/Tetra ช่วยลดเวลาที่จำเป็นในการจำลอง พัดลมซิรอคโค หรือ พัดลมใบพัด ได้อย่างมาก การวิเคราะห์ชั่วคราวโดยใช้ฟังก์ชัน ALE (ลากรองจ์-ออยเลอร์ตามอำเภอใจสำหรับขอบเขตการเคลื่อนที่และ/หรือการหมุน) จะให้รายละเอียดที่แม่นยำยิ่งขึ้นเมื่อเทียบกับการวิเคราะห์สถานะคงที่พื้นฐาน
พัดลมโบลเวอร์ (Blower)
นอกจากนี้ พัดลมยังเคลื่อนย้ายของไหลที่ทำงานผ่านใบพัดหมุน เช่นเดียวกับพัดลมอื่นๆ SC/Tetra สามารถจำลองการไหลของทั้ง ก๊าซ และ ของเหลว ได้ ทำให้เป็นเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพในการวิเคราะห์และปรับปรุงการทำงานของพัดลมต่างๆ
พัดลมดูดอากาศออก (Exhaust Fan)
รูปร่างและจำนวนใบพัด มีผลอย่างมากต่อประสิทธิภาพของ เทอร์โบแฟน ด้วย SC/Tetra สามารถประเมินกรณีต่างๆ ได้หลายกรณีในเวลาอันสั้น โดยเน้นการสร้างแบบจำลองที่เปลี่ยนแปลงเฉพาะ ส่วนที่หมุน และ พื้นที่ของชิ้นส่วน เท่านั้น
เครื่องอัดลมแรงดัน (Vortex Blower)
การไหลภายในของพัดลมแบบวอร์เท็กซ์ ซึ่งสามารถหมุนได้ทั้งสองทิศทางนั้นมีความซับซ้อนอย่างมาก การมองเห็นการไหลที่ซับซ้อนนี้อย่างมีประสิทธิภาพทำได้เฉพาะโดยใช้ CFD เท่านั้น CFD มีประโยชน์อย่างยิ่งในการทำให้ การไหลที่ซับซ้อน นี้มองเห็นได้ ช่วยให้ผู้ใช้เข้าใจ โครงสร้างการไหลพื้นฐาน และ ฟิสิกส์พื้นฐาน ของกระบวนการ
ปั๊มน้ำหลายใบพัดแนวนอน (Multi-Stage Pump)
การคำนวณ การไหลของของไหลผ่านพัดลมและกังหัน อาจใช้เวลานาน เนื่องจากปรากฏการณ์ชั่วคราวที่เกิดขึ้นระหว่าง ส่วนประกอบที่หมุนและอยู่กับที่ อย่างไรก็ตาม SC/Tetra มีฟังก์ชันที่ออกแบบมาเพื่ออำนวยความสะดวกในการวิเคราะห์เหล่านี้ เช่น เงื่อนไขสมมาตรแกน เงื่อนไขขอบเขตเป็นระยะ และความสามารถในการจัดการ แรงหมุนเป็นวัตถุที่หมุน แทนการจำลองการหมุนจริง ฟังก์ชันเหล่านี้ช่วยลดเวลาในการคำนวณได้อย่างมาก ในขณะที่ยังคงจำลอง ฟิสิกส์ ได้อย่างแม่นยำ
การเคลือบแม่พิมพ์ (Die Coating)
CFD analysis is also applied to the dye coating process, which uniformly coats materials with a dye liquid (paint) using wall movement. The free surface condition is used at the liquid/air interface, as the thickness of the liquiการวิเคราะห์ CFD ถูกนำมาใช้ใน กระบวนการเคลือบสี ซึ่งต้องเคลือบวัสดุด้วยของเหลวสีอย่างสม่ำเสมอโดยใช้การเคลื่อนที่ของผนัง สภาพพื้นผิวอิสระ จะถูกใช้ที่ส่วนต่อประสานระหว่างของเหลวกับอากาศ เนื่องจาก ความหนาของของเหลว เป็นพารามิเตอร์หลักที่ถูกคำนวณ CFD ช่วยให้สามารถทำ การวิเคราะห์แบบพารามิเตอร์ เพื่อประเมินผลกระทบของปัจจัยต่างๆ ที่เปลี่ยนแปลงได้ เช่น ความเร็วของผนังที่เคลื่อนที่ ความหยาบของผนัง ความหนืด และความเร็วของของเหลวd is the primary parameter being calculated. CFD enables parametric analyses to evaluate the effects of changing factors such as the velocity of the moving wall, wall roughness, viscosity, and the velocity of the liquid.
กระบวนการทางเคมี CVD (Chemical Vapor Deposition)
CFD ยังถูกใช้ในการวิเคราะห์ กระบวนการ Chemical Vapor Deposition (CVD) ซึ่งใช้ในการสร้าง ฟิล์มบาง เช่น ซิลิกอนบนแผงวงจรพิมพ์ SC/Tetra สามารถจัดการได้ทั้งการวิเคราะห์การ ผสมก๊าซหลายชนิด และการวิเคราะห์ ก๊าซพาหะเดี่ยว
ถังผสม
สำหรับ ถังผสม ที่ใช้ในการผสมวัสดุหลายชนิดเข้าด้วยกัน SC/Tetra สามารถใช้ในการประเมิน ประสิทธิภาพของใบมีดผสม และ การออกแบบถัง นอกจากนี้ scSTREAM ยังสามารถใช้เพื่อประเมินการผสมวัสดุหลายชนิดได้อีกด้วย เครื่องมือเหล่านี้สามารถจำลอง ปรากฏการณ์ทางเคมี ที่หลากหลาย โดยรวม ฟังก์ชันเพิ่มเติม เช่น ปฏิกิริยาเคมี การติดตามอนุภาค และการไหลหลายเฟส ควบคู่ไปกับการ วิเคราะห์ความร้อนและของไหล มาตรฐาน ทำให้สามารถทำการวิเคราะห์และปรับปรุงกระบวนการทางอุตสาหกรรมได้อย่างแม่นยำ
กรณีศึกษา
กรณีศึกษา: การปรับปรุง Thermal Comfort ในวัดเก่าแก่ด้วย scSTREAM
กรณีศึกษา: Raintree Kindergarten – GreenDwell Thailand
กรณีศึกษา: ออกแบบห้องแช่แข็งกุ้ง – มหาวิทยาลัยขอนแก่น
