Многие из нас думают, что ВЭД используется для структурных задач, а CFD - для задач гидродинамики. Но я прочитал, что приведенное выше утверждение неверно. Поэтому, пожалуйста, объясните точное использование этих двух. Также, пожалуйста, дайте основную разницу между ними.
Ответы:
CFD (вычислительная динамика жидкости) включает в себя любой численный метод, используемый для решения проблем потока жидкости.
ВЭД (анализ методом конечных элементов) - это один численный метод для решения уравнений в частных производных, независимо от того, что уравнения моделируют.
Это правда, что ВЭД является наиболее популярным методом решения задач вычислительной механики.
Существует несколько различных подходов, используемых для решения проблем CFD, одним из которых является FEA - хотя сообщество CFD часто описывает FEA как «метод неструктурированных сеток» вместо «FEA», в отличие от обычных «структурированных сеток», используемых в конечных разница методы решения.
Многие уравнения в частных производных могут быть классифицированы как «эллиптические», «параболические» или «гиперболические» в зависимости от того, как решение распространяется со временем на разные части области. Большинство проблем структурного анализа являются эллиптическими, хотя проблемы, связанные с теплообменом, зависящим от времени, являются параболическими. Даже для дифференциальных уравнений, которые, строго говоря, являются гиперболическими, если скорость звука в материале велика по сравнению со скоростью отклика конструкции, часто вместо этого полезно использовать приближенное параболическое или эллиптическое уравнение (например, предполагая, что скорость звука бесконечна).
Решения дифференциальных уравнений для потока жидкости часто не вписываются в эту аккуратную математическую классификацию и имеют смесь эллиптического и гиперболического поведения в разных частях области (и граница между различными типами поведения неизвестна до того, как решение имеет был найден). Таким образом, даже когда методы конечных элементов используются в CFD, большая часть деталей численных алгоритмов сильно отличается от методов FEA, используемых для задач структурного анализа.