Definición: ¿Qué significa la dinámica de fluidos computacional (CFD)?
La dinámica de fluidos computacional (CFD) es una rama de la física que se ocupa del estudio de la mecánica de los fluidos: líquidos, plasmas y gases y las fuerzas que actúan sobre ellos. CFG se basa en las ecuaciones de Navier-Stroke que describen cómo se relacionan la presión, la velocidad, la densidad y la temperatura de un fluido en movimiento. Hace uso de métodos numéricos, modelos matemáticos y herramientas de software para resolver y analizar problemas que involucran flujos de fluidos y utiliza lo último en hardware de computadora y elegantes técnicas de programación para modelar y simular interacciones de líquidos y gases con superficies, según lo definido por las condiciones de contorno. Esto da una idea de los patrones de flujo que serían difíciles, costosos o imposibles de estudiar utilizando técnicas tradicionales.
Techinfo explica la dinámica de fluidos computacional (CFD)
La dinámica de fluidos computacional es una rama de la mecánica de fluidos que utiliza diferentes algoritmos y análisis numéricos para analizar y resolver problemas que involucran flujos de fluidos. El enfoque principal es el uso de computadoras y modelado de datos para simular y analizar cómo fluye un fluido con respecto a una superficie. Las aplicaciones del mundo real incluyen el análisis del flujo de aire para el diseño de un avión aerodinámico o el análisis de las propiedades hidrodinámicas del casco de un barco, el diseño industrial de tuberías de agua y aceite, y muchas más.
Sin embargo, una simulación CFD no produce un resultado 100% confiable debido a la imprecisión o conjeturas descabelladas de los datos ingresados. Los modelos matemáticos del problema en cuestión también pueden ser inadecuados y la precisión de los resultados está limitada por la potencia informática disponible.
Metodología:
- Límites físicos del problema definidos
- Volumen definido por los límites divididos en celdas o mallas
- Modelado físico definido: las ecuaciones de movimiento, radiación, entalpía y conservación de especies
- Condiciones de contorno definidas
- Se inicia la simulación
- Análisis y visualización de datos realizados
Los componentes principales de un ciclo de diseño de CFD son los siguientes:
- Analista: indica el problema que se va a resolver.
- Modelo y métodos: expresados matemáticamente
- Software: incorpora conocimientos y proporciona algoritmos
- Hardware de computadora: para cálculos reales, y un analista debe inspeccionar e interpretar los resultados de la simulación