Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (Computational Fluid Dynamics – CFD), günümüzde mühendislik tasarım ve analiz süreçlerinin ayrılmaz bir parçasıdır. Akışkan davranışlarını deneysel yöntemlere gerek kalmadan, bilgisayar ortamında sayısal modellerle simüle etmek; hem maliyetleri azaltır hem de tasarım süreçlerini hızlandırır.
Fetech İleri Mühendislik olarak, ANSYS Fluent yazılımı üzerinden gerçekleştirdiğimiz CFD analizleriyle; otomotivden savunma sanayine, enerjiden endüstriyel makine sektörüne kadar birçok alanda yüksek doğrulukta akış analizleri sağlıyoruz.
CFD Nedir?
CFD, akışkanların (hava, su, gaz, yağ, buhar vb.) hareketini ve etkileşimini tanımlayan Navier–Stokes denklemlerinin sayısal çözümüne dayanır. Bu denklemler, akışkan içindeki kütle, momentum ve enerji korunumu prensiplerini temsil eder.
Bu denklemler, sonlu hacim yöntemi (Finite Volume Method – FVM) kullanılarak ayrıklaştırılır ve bilgisayar ortamında çözülür. Bu sayede, akışkanın hız, basınç, sıcaklık, türbülans ve yoğunluk gibi parametreleri üç boyutlu olarak elde edilir.
CFD Analizinin 3 Temel Aşaması
ANSYS Fluent yazılımında CFD çözüm süreci üç ana adımda gerçekleştirilir: Ön İşleme (Pre-Processing), Çözümleme (Solver Stage), Son İşleme (Post-Processing)
1. Ön İşleme (Pre-Processing)
Geometri Oluşturma:
Analiz yapılacak model ANSYS SpaceClaim veya DesignModeler ortamında hazırlanır. Burada akışkanın hareket edeceği fluid domain belirlenir.
Mesh (Ağ Yapısı) Üretimi:
Model, hesaplama için milyonlarca küçük hücreye bölünür. Mesh kalitesi, analiz doğruluğu açısından kritik öneme sahiptir.
- Hücre tipleri: Tetrahedral, Hexahedral, Polyhedral, Prism
- Kalite kriterleri: Skewness < 0.9, Orthogonal Quality > 0.15, Aspect Ratio < 5
2. Çözümleme (Solver Aşaması)
ANSYS Fluent, CFD analizinde Navier–Stokes denklemlerini çözen güçlü bir sayısal çözücüdür.
Fiziksel Model Seçimi:
Fluent’te analiz türüne göre uygun fiziksel model seçilir:
- Laminer Akış
- Türbülanslı Akış (k–ε, k–ω SST, LES, DES)
- Isı Transferi (CHT)
- Çok Fazlı Akış (Multiphase)
- Yanma ve Kimyasal Reaksiyon
- Compressible Flow
Sınır ve Başlangıç Koşulları:
Velocity Inlet, Pressure Outlet, Wall, Symmetry, Interface gibi yüzey koşulları tanımlanır.
Çözüm Parametreleri:
SIMPLE, Coupled veya PISO algoritmalarıyla çözüm alınır. Konverjans için residual değerleri 1e-5 seviyesine düşmelidir.
3. Post-Processing
ANSYS Fluent, çözümler sonrası verilerin analizini ve görselleştirilmesini sağlar.
- Velocity Vectors, Pressure Contours, Streamlines
- Temperature Gradients, Turbulence Maps
- Cut Planes, Iso-Surfaces, Pathlines
Sonuçlar; sürükleme, kaldırma, basınç kaybı, ısı transferi oranları gibi mühendislik parametreleriyle raporlanır.
ANSYS CFD Yazılımlarının Karşılaştırmalı Kullanımı
| Modül | Kullanım Alanı | Avantaj |
|--------|----------------|----------|
| ANSYS Fluent | Genel akış, ısı transferi, kimyasal reaksiyonlar | Çok yönlü, kullanıcı dostu |
| ANSYS CFX | Türbomakine akışları | Yüksek doğruluk |
| ANSYS Icepak | Elektronik soğutma sistemleri | Termal tasarım entegrasyonu |
| ANSYS Discovery Live | Gerçek zamanlı akış tahminleri | Kavramsal tasarım aşaması |
| ANSYS Mechanical | Yapısal analiz | CFD ile FSI entegrasyonu |
CFD Analizinde Karşılaşılan Zorluklar
- Mesh kalitesi düşüklüğü
- Yanlış sınır koşulu seçimi
- Türbülans modeli uyumsuzluğu
- Konverjans problemleri
- Sayısal hata kaynakları
CFD’nin Uygulama Alanları
| Sektör | Uygulama | Analiz Türü |
|---------|-----------|--------------|
| Otomotiv | Aerodinamik, motor soğutma | Türbülanslı akış |
| Savunma | Füze, radar sistemleri | Compressible akış |
| Enerji | Rüzgar türbini, soğutma kuleleri | Termal analiz |
| İnşaat | Hava sirkülasyonu, HVAC | Doğal konveksiyon |
| Biyomedikal | Kan akışı, solunum sistemi | Multiphase akış |
FETECH İleri Mühendislik’te CFD Yaklaşımı
FETECH olarak her CFD projesinde şu adımları izliyoruz:
1. İhtiyaç analizi
2. Geometri ve mesh planı
3. Modelleme ve fiziksel tanımlar
4. Çözümleme ve doğrulama
5. Raporlama ve görsel sunum
Neden ANSYS Fluent?
- Endüstri standardı çözüm algoritmaları
- Geniş fiziksel model kütüphanesi
- Otomatik mesh adaptasyonu
- FSI, ısı transferi ve reaksiyon çözümleri
- Yapısal ve elektromanyetik entegrasyon
FETECH ile CFD Analiz Süreçlerinde Güvendesiniz
- ANSYS Certified Partner
- Deneyimli mühendis ekibi
- Akademik doğrulama standartları
- Sonuç odaklı teknik raporlama
- Türkiye genelinde çözüm desteği
📩 info@fetech.com.tr