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計算流體動力學 (CFD) 是使用電腦根據質量,
或瞭解流體流動對產品或系統的影響的需求,
航太國防:CFD 也可模擬飛機內部的複雜系統,
新能源:以瞭解可如何在傳統引擎中使用氫和其他替代性燃料,PEM 電解儲存與耗損,
醫療保健:CFD 可分析人體內的流體流動,
假設選擇了一個連續方法 (此方相當普遍),
要識別 (通常以 CAD 模型表示) 流體流動域 (要計算的連續區域)
1.識別要求解的流體流動域
將流體流動域離散化為所需的網格大小和網格間距
將處理器指派給不同區域,
非線性和不穩定性等複雜性都是讓分析流體更有挑戰性的原因
多物理交互作用:這個流體與結構交互作用時產生的關聯問題,
Bắt cờ bạc online mới nhất 2024 CFD 軟體,Thông thạo和LS-Dyna可解這一類流體結構交互作用的問題(有時會與結構性機械求解器產生關聯問題,Cơ khí Bắt cờ bạc online mới nhất 2024許多現實情境涉及多種流體 (例如水中冒出的氣泡)和/或經由反應造成流體的化學組成變化 (例如飛機引擎內的燃燒氣流,
非線性:控制物理方程式的這個特性意味著流體會與自身紊流是流體動力學中非線性的一種例子,
這必須在電腦上才能進行 (除了一些幾個低維度的簡單層流流動)
不穩定性:則高度準確的模擬會需要時間分解 (giải pháp giải quyết theo thời gian),
其複雜的程度讓諾貝爾得主理論物理學家 Richard Feynman 稱之為:
其計算速度和對越來越複雜的問題建模的能力也讓此領域快速演變
早期發展 (1900 至 1940 年代):
發展出的流體流動的基本控制方程式,
電腦的問世 (1950 至 1960 年代):
讓流體流動這種過往咸認無法解決的問題,
數值方法 (1960 至 1970 年代):
將一個領域分割成較小元素的網格,
高效能運算 (HPC) (2000 年代至今):
HPC高效能運算 (HPC) 的強大處理能力,
CFD 的控制方程式幫助我們補償流體的任意形狀和無法預測的性質
納維爾-斯托克斯方程式以克洛德路易納維爾 (Claude-Louis Navier)和喬治加布里埃爾斯托克斯 (George Gabriel Stokes) 命名,
1.質量守恆:連續性方程式
此方程式說明除非有質量的流入或流出,
⍴ 是流體密度,t是時間,u是速度向量,
2.動量守恆:牛頓第二定律
動量方程式說明流量體積內動量變化率等於作用於其上的各種力之和,
p 是靜態壓力,b是體積力 (通常是重力)。
能量守恆:
能量方程式表示流體的總能量變化量必須等於系統中增加或去除的能量(例如,
htotλ 代表傳導性,T是溫度,而 SE是能量的外部來源。 ∇ ∙ (u∙ t ) 項黏性功項,
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