- جریان های دو بعدی، سه بعدی، دو بعدی axisymmetric، دو بعدی axisymmetric همراه با چرخش
- جریانات قابل تراکم و غیر قابل تراکم، شامل تمامی بازه های سرعت (جریان مادون صوت، جریان Transonic، جریان مافوق صوت، جریان ماوراء صوت)
یکی از قوی ترین نرمافزار های موجود در صنعت و حتی در مراکز تحقیقی، نرمافزار MSC Adams است. این نرمافزار حدود 25 سال پیش توسط جمعی از نخبگان دانشگاه میشیگان به نگارش در آمد و تا به امروز توانسته است جایگاه قابل توجهی در صنعت به دست آورد. این نرمافزار با قابلیتهای بسیار متنوع و بالای خود، مهندسان را در ایجاد، آزمایش، بررسی، و بهینه کردن طرح های سیستم های مکانیکی قبل از رسیدن به پیش ساخت فیزیکی یاری می کند.
با بهره گیری از بخش های مختلف در نظر گرفته شده در این نرمافزار، می توان با شبه سازی حرکتی سیستم مکانیکی، تست سینماتیکی سیستم، اندازه گیری نیرو های وارد بر اتصلات، Clearance ها و بر خوردها، اندازه موتور و عملگر، و عمر قطعه در چرخه کاری را تعیین نمود. و مکان دهی قطعات را به صورت بسیار دقیقی انجام داد.
همچنین بررسی کنترلی و ارتعاش سیستم ها، و امکان انجام تست برای قطعات قابل انعطاف، از امکانات منحصر به فرد این نرم افزار است. یکی دیگر از قابلیت های اصلی نرمافزار Adams ، قسمت رابط برای تبدیل فرمت فایل نرمافزار به فرمت فایل نرمافزارهای دیگر مثل کتیا ، انسیس، مطلب و.... می باشد.
بررسی بخش های مختلف برنامه ADAMS :
بخش Adams / View
این بخش شامل مدلسازی سه بعدی، تعریف قید ها و مفصل های مختلف، انیمشن سه بعدی، نمایش نیروها، انتقال ها و تنش های مدل، Export نتایج به شکل های استاندارد Fatige ، FEA و... می باشد.
بخش Adams / Solver
این بخش عهده دار حل عددی سیستم دینامیکی طراحی شده (با استفاده از روش اولر- لاگرانژ) در بخش های مختلف است. قابلیت جالب این بخش، حل معادلات غیر خطی با استفاده از حل کننده های مختلف است.
در نسخه های قدیمی نرمافزار، از کلاس های Fortran در حل معادلات استفاده می شد که در سیستم های پیچیده، موجب کند شدن شبه سازی می شد (با این حال Adams همواره دارای سریع ترین حل کننده های عددی نسبت به رقبای خود بوده است). اما از نسخه 12 نرمافزار به بعد، به تدریج کلاس های پر سرعت ++C استفاده شدند. به طوری که سرعت حل در آن ها به 5 تا 7 برابر این سرعت در نسخه های پیشین می رسد.
اهمیت این موضوع هنگامی آشکار می شود که سیستم پیچیدهای نیاز به شبیه سازی و یا بهینه سازی داشته باشد. به طوری که سیستمی که در گذشته در 20 ساعت اجرا می شد، در حال حاضر در کمتر از 5 ساعت شبیه سازی می شود. نکته دیگر، بهره گیری نسخه جدید نرمافزار از روش جدید HHT برای حل معادلات دینامیکی است. این روش به طور مستقیم بدون تبدیل معادله مرتبه دو به مرتبه یک، معادلات را حل می کند.
بخش Adams / Post-processor
این بخش از نرمافزار، نتایج به دست آمده از بخش های مختلف را نمایش می دهد. نمایش به صورت نمودار های سرعت، شتاب و ... ، کانتور های اجزا محدود و Flexible Bodies ، نمایش نمودار های پردازش سیگنال و Signal Processing و... از توانایی گنجانده شده در نرمافزار است.
بخش دوم نرمافزار شامل زیر بخش های مختف در زمینه های مختلف مهندسی مکانیک است. هر یک از این زیر بخش ها، به کمک هسته اصلی نرمافزار، قابلیتهای طرح را به وسیله اضافه کردن خاصیت جسم غیر صلب به مدل، بالا می برند. از جمله این قابلیت ها می توان به سنسورها، عملگرهای کنترلی و هیدرولیکی، خواص ارتعاش و... اشاره کرد.
در بخش سوم، این نرمافزار با استفاده از قابلیت برنامه نویسی موجود در هسته، اقدام به تولید شبه GUI هایی برای انجام کارهای اختصاصی موجود در صنایعی چون اتومبیل، هوا، فضا و راه آهن کرده است. این بخش به مهندسان اجازه می دهد که طرح خود را با بخش های پیش فرض استاندارد موجود درنرمافزار، به سرعت آزمایش کنند.
نرم افزار های GAMBIT & FLUENT
این دو نرمافزار که عموماً به عنوان مکمل یکدیگر استفاده می شوند در شاخه مهمی از علم مکانیک به نام CFD کاربرد دارند. به همین دلیل ابتدا توضیح مختصری در رابطه با CFD ارائه می دهیم:
CFD عبارت است از تحلیل سیستم های شامل جریان سیال، انتقال حرارت و پدیده های همراه (نظیر واکنش های شیمیایی بر اساس شبیه سازی کامپیوتری). به عبارت دیگر CFD مدل سازی جریانات سیال با استفاده از حل معادلات حاکم بر جریان توسط روش های عددی است.
کاربردهای صنعتی و غیر صنعتی CFD :
- آیرودینامیک هواپیما و وسایل نقلیه
- هیدرودینامیک کشتیها
- نیروگاه: احتراق در موتورهای احتراق داخلی (IC) و توربینهای گاز
- توربوماشین: جریان های داخل گذرگاههای دوار، پخش کننده ها و ...
- مهندسی پزشکی: جریان خون عبوری از رگها و...
- هواشناسی: پیش بینی وضع هوا
- مهندسی فرایند: اختلاط، جداسازی، شکل گیری پلیمر
- مهندسی محیط زیست: توزیع آلودگی و جریانهای گذرا
نرمافزار Gambit به عنوان نرمافزار کمکی، اشکال مختلف را به قسمت های محدود تقسیم می کند. که به این کار اصطلاحاً مش بندی گفته می شود. سپس این نتایج به عنوان داده های جدید به نرمافزار فلوئنت (Fluent) ارسال شده و این نرمافزار عمل تحلیل را انجام می دهد.
از جمله توانایی های نرمافزار فلوئنت (Fluent) می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- جریان حول یا داخل اجسام دو بعدی یا سه بعدی
- جریانات تراکم پذیر یا تراکم ناپذیر
- ساختارهای دورانی یا ثابت
- محیط های متخلخل
- انتقال حرارت جابه جایی
- انتقال حرارت تشعشعی
- جریانات پایدار یا گذرا
- احتراق
- سیالات نیوتنی یا غیر نیوتنی
- فنهای یک بعدی
- مبدل های حرارتی
- جریانهای چند فاز
امیدواریم با کمک این مقاله توانسته باشید با معروف ترین نرم افزارهای رشته مهندسی مکانیک آشنا شوید. البته هیچ مهندس مکانیکی را نمیتوانید پیدا کنید که در تمام این نرم افزارها تخصص داشته باشد. بلکه کاربران با توجه به رشته تخصصی و نیاز خود، معمولا از یک یا دو نرم افزار تخصصی استفاده میکنند.