Notas em CFD

CFD também conhecido, de forma pejorativa, como "Colour Fluid Dynamic", ( Fluidodinâmica Colorida , em tradução livre). A essência da origem dessa palavra está na beleza que os resultados podem adquirir na apresentação. As cores, as formas tridimensionais, aquele monte de informação em uma única figura conseguem produzir excelentes wallpapers e impressiona . A não muito tempo (e ainda se vê isso hoje) quando se fala em ver apresentações de CFD, fala-se em ver figuras bonitas, fala-se em em belos contrastes e, em alguns casos, vídeos interessantes. No começo, todo esse efeito colorido produzia belíssimos argumentos para o administradores/engenheiros mal informados ou inexperientes. E é aí que entra a história do "Colour Fluid Dynamic". Imagine que se você chega uma determinada empresa, faz uma belíssima e coloridíssima apresentação, impressiona todos que pagam as contas e na hora de fazer acontecer ... você usa as mesmas técnicas de 1930 para fazer cálculos de equi...

A configuração do hardware de um computador muitas vezes nos deixa em um mar de dúvidas. Muitas peças, placas, especificações e uma grande questão: Será que essa configuração vai atender às minhas necessidades? E para quem quer um computador específico para simulação numérica? Para clarear um pouco as coisas, é interessante ver como funciona a troca de dados entre os componentes de um computador. Entender a hierarquia das memórias é um fator importantíssimo para quem deseja um computador veloz. Neste caso, a leitura e/ou escrita (I/O) de dados nos dispositivos de armazenamento de um computador obedecem uma hierarquia de velocidade, que usualmente segue: Disco Rígido (HD) Memória RAM Memória Cache e Processador A ordem dessa hierarquia também vale para o custo das memórias. Por outro lado, a capacidade de armazenamento de dados segue justamente o caminho contrário desta hierarquia. Assim, quando um programa é iniciado, seus dados são transferidos do HD para a memória RAM (que é m...

No post anterior comentei sobre os métodos de discretização, onde as equações de transporte (válidas em um espaço contínuo) são discretizadas e passam a ser válidas em um espaço discreto finito (chamado usualmente de volume de controle ). Neste processo, cada volume de controle é dependente dos volumes de controle vizinhos dispostos em um espaço discreto (chamado de malha computacional ). Dessa forma, a discretização espacial, quer o problema seja uni, bi ou tridimensional, leva a um sistema de equações algébricas que é linearizado na forma A x = b , onde A é uma matriz de coeficientes da malha computacional , x é o vetor de variáveis incógnitas e b é um vetor que contém as informações associadas aos termos fontes e às condições de contorno . A estrutura da matriz de coeficientes A pode variar dependendo da dimensão do problema, da forma de discretização da malha e da ordenação dos volumes (ou elementos ou pontos, dependendo do método de discretização) da malha. A estrutura d...

Na minha opinião, a solução numérica (o chamado solver ) é a parte principal de um pacote CFD pois este implementa as técnicas numéricas de solução e seus parâmetros para resolver os problemas físicos de modo apropriado. Em resumo, os métodos numéricos que formam a base do solver passam pelos seguintes passos: Aproximação das variáveis incógnitas do escoamento (o que eu quero calcular) através de funções simples. Discretização (e também a geração da malha), pela substituição das aproximações descritas acima nas equações de transporte que governam o escoamento, com manipulações matemáticas subseqüentes. Linearização do sistema de equações algébricas resultante. Definição da estratégia de solução do sistema de equações algébricas lineares. Solução do(s) sistema(s) de equações algébricas lineares. Existem várias técnicas numéricas de solução e suas diferenças estão associadas à forma com que as variáveis incógnitas são aproximadas e ao procedimento de discretização. Todas estas metodolo...