1. Solid Edge FloEFD ja arvutuslik voolu dünaamika

2. Mõisted

Arvutusdomeen- arvutuspiirkond, kus toimuvad voolu- ja soojuslevi arvutused. Kõik, mis jääb selle kasti sisse, kuulub analüüsi alla.

Arvutusvõrk (arvutusvõrgustik)- koosneb lahtritest (võrgusilmadest), mis võivad olla voolises või selle piiril. Voolise ja tahke keha piiril asuvad lahtrid määravad arvutuste täpsuse.

Isoline ehk isokõver(joon)- kahemõõtmeline joon (nt lõikepinnal), millel parameeter on konstantne. Näiteks rõhu isokõver näitab lõikepinnal kõiki punkte, kus rõhk on sama.

Isosurface ehk isopind- kolmemõõtmeline pind, millel mingi parameeter (nt temperatuur, rõhk, kiirus) on konstantne kogu pinna ulatuses. Näiteks temperatuuriga 50 °C isopind näitab ruumis kõiki punkte, kus temperatuur on täpselt 50 °C.

Iteratsioon- üks arvutuse samm, mille käigus FloEFD lahendab voolise ja soojuslevi võrrandeid arvutuspiirkonnas, uuendab lahtrite väärtusi ja kontrollib koonduvust. Matemaatiline üldkuju:

Kanal- FloEFd kontekstis kasutatakse mõistet kitsas kanal voolukanalite kirjeldamiseks, kus kahe vastastikku asetseva pinna vahemaa on kogu arvutuspiirkonna suhtes väike.

Kartesiaanvõrk- koordinaatsüsteemi järgi joondatud regulaarvõrk, kus võrgu lahtrid on kõik samas suunas ja suuruses.

Kontrollmahu piirid- vastavad füüsilistele piiridele, kus mõjuvad pinnajõud (rõhujõud, hõõrdejõud) ja massijõud.

Koonduvus- arvutusprotsess on jõudnud stabiilsesse olekusse, kus lahenduse muutused iteratsioonide vahel on väga väikesed. FloEFD kontrollib koonduvust, jälgides mis hetkel valitud eesmärkide väärtused enam märkimisväärselt ei muutu.

Lõpliku suurusega mahuelementide (kontrollmahtude) meetod LMM (Finite Volume Method, FVM)- Lõpliku suurusega mahuelementide meetod on arvutuslik tehnika, mida kasutatakse osatuletistega diferentsiaalvõrrandite lahendamiseks voolamise ja soojuslevi simulatsioonides. Selle meetodi põhimõte on jaotada arvutuspiirkond väikesteks osadeks, mida nimetatakse kontrollmahtudeks (või lahtriteks, võrgusilmadeks). Iga kontrollmahu kohta rakendatakse füüsikalised jäävuse seadused – massi, impulsi ja energia jäävus – integraalkujul.

Piirilahtrid (boundary cells)- need asuvad voolise-tahke keha kontaktaladel (nt toru sein, pais, lüüs). Neile rakendatakse piiritingimusi (kiirus, rõhk, temperatuur).

Pinna eesmärkide tabeli selgitus:

Average ehk keskmine väärtus arvutatakse valitud pinna kohta, võttes arvesse ainult pinna pindala. See tähendab, et iga lahtri panus keskmisesse sõltub sellest, kui suure osa pinnast ta katab, sõltumata voolamise intensiivsusest. Näiteks kui sisselaske ava lähedal on külmem voolis ja ava keskel kuumem, siis keskmine temperatuur arvutatakse pindala kaalutud keskmisena, mistõttu külmad piirkonnad seina lähedal mõjutavad tulemust sama palju kui kuum vool keskosas. Selline lähenemine sobib olukordadesse, kus huvipakkuv on geomeetriline pind ja selle parameeter, mitte voolamise dünaamika.

Bulk Average ehk massvoolu keskmine arvestab lisaks pindala kaalule ka vooluhulka läbi pinna, st massvoolu. See tähendab, et piirkonnad, kus vooluhulk on suurem, mõjutavad keskmist rohkem. Näiteks toru ava puhul, kus voolu tuum on kuum ja liigub suure kiirusega, annab see piirkond bulk average arvutuses suurema kaalu kui külmad ja aeglased kihid seina lähedal. Seetõttu vastab bulk average paremini tegelikule olukorrale, kus voolamise mõju määrab mitte ainult pindala, vaid ka voolamise intensiivsus ja massvool.