محاكاة CFD: بديل لاختبار نفق الرياح

يتطلب اختبار نفق الرياح معدات باهظة الثمن وأجهزة متطورة لقياس مجموعة من المتغيرات الميدانية. مجموعة من المتغيرات الميدانية (سرعة الرياح، أحمال الضغط، شدة الاضطرابات، إلخ).

ويكمن القيد الرئيسي في حقيقة أن هذه القياسات يتم الحصول عليها فقط في نقاط قليلة دقيقة في قسم الاختبار، ممايحدبشدة من الفهم العامللعملياتالتطورية أو العابرة للظواهر غير المستقرة المعقدة (مثل تمزيق الدوامات والموجات المضطربة والطبقات الحرارية).

Play Video

مثال لمحاكاة رياح CFD في لا ديفانس

المراحل المختلفة لاختبار نفق الرياح

اختبار النفق الهوائي هو اختبار ديناميكي هوائي يتم إجراؤه في نفق هوائي حيث تتم دراسة سلوك جسم يتعرض لتدفق هواء يحاكي الظروف الحقيقية.

فيما يلي المراحل الرئيسية لاختبار نفق الرياح:

1. تحديد الهدف: قبل إجراء اختبار نفق الرياح، من المهم تحديد الهدف من الاختبار بوضوح.
يمكن أن يكون هذا الهدف دراسة سحب مركبة، أو تحسين رفع جناح طائرة، أو تقييم ثبات مبنى في الرياح.

2. تصميم النموذج: عادة ما يتم صنع نموذج مصغر للجسم المراد دراسته بحيث يمكن اختباره في نفق الرياح.
يمكن صنع النموذج من مجموعة متنوعة من المواد مثل البلاستيك أو الخشب أو حتى الطباعة ثلاثية الأبعاد.

3. تركيب النموذج في النفق الهوائي: بمجرد أن يصبح النموذج جاهزاً، يتم وضعه في النفق الهوائي بحيث يتعرض لتدفق الهواء.
تُستخدم الدعامات وأنظمة القياس لتثبيت النموذج في مكانه وجمع البيانات ذات الصلة أثناء الاختبار.

4. ضبط ظروف الاختبار: قبل بدء الاختبار، يجب ضبط ظروف الاختبار، مثل سرعة الرياح ودرجة الحرارة والضغط.
يتم تحديد هذه الشروط عادةً وفقاً للمواصفات الفنية المحددة لجسم الاختبار.

5. جمع البيانات: أثناء الاختبار، يتم إجراء قياسات وملاحظات مختلفة لتقييم سلوك الجسم في تدفق الهواء.
قد يشمل ذلك قياس القوة المبذولة على الجسم (السحب والرفع)، أو تصوير تدفق الهواء باستخدام تقنيات التصور (الدخان والجسيمات)، أو قياس الضغط على سطح الجسم.

6. تحليل النتائج: بمجرد جمع البيانات، يتم تحليلها لاستخلاص استنتاجات حول السلوك الديناميكي الهوائي للجسم.
وغالباً ما يتم تقديم نتائج اختبار نفق الرياح في شكل تقارير فنية أو رسوم بيانية أو صور مرئية لتوصيل استنتاجات الدراسة وأي توصيات لتحسين الجسم الذي تم اختباره.

Play Video

دراسة هوائية في نفق إيفل الهوائي - الائتمان @AirDesignLab وEOLIOS

CFD: تطور من نوع صندوق الأدوات

النمذجة العددية لاختبارات نفق الرياح

يقدم CFD عدداً من المزايا مقارنةً باختبار نفق الرياح. وبالإضافة إلى توليد عمليات محاكاة كاملة النطاق (بدلاً من النماذج المصغرة المستخدمة في العديد من عمليات المحاكاة الفيزيائية)، فإنه يوفر أيضًا بيانات إضافية ويتيح مقارنة سرعات الرياح لرياح معينة في وقت واحد بين نقطتين.

من الممكن إجراء دراسات هيدرولوجية أو هوائية أو حرارية بمقاييس مختلفة: من الإلكترونيات الدقيقة إلى دراسات المباني والمدن.

يمكن تصور النتائج بشكل أوضح وشرحها لأكبر عدد ممكن من الأشخاص.