شبیه سازی بلادرنگ جریان های سیال در محیط واقعیت مجازی

شبیه سازی بلادرنگ جریان سیال دارای کاربرد های مختلفی مانند مدیریت بحران، سیستم های واقعیت مجازی و بازیهای کامپیوتری می باشد. شبیه سازی بلادرنگ جریان سیال برای مدیریت بحران در ساختمان ها مانند آتش سوزی و یا انتشار آلاینده های خطرناک ضروری و تعیین کننده می باشد. از نتایج شبیه سازی بلادرنگ می توان برای اندازه گیری دقیق آلاینده ها استفاده کرد تا کمترین تلفات و آسیب را داشته باشیم. همچنین در صنعت بازیهای کامپیوتری و برخی سیستم های واقعیت مجازی شبیه سازی بلادرنگ جریان سیال ضروری است. در این کاربردها نیاز به یک حلگر عددی بلادرنگ برای شبیه سازی جریان سیال است. در این پایان نامه برای بدست آوردن حل سریع و بلاردرنگ و به اندازه کافی دقیق، روش و رهیافت میانه ای بین روش های ناحیه ای و روش های دینامیک سیالات محاسباتی به نام دینامیک سیالات سریع معرفی می شود. با روش دینامیک سیالات سریع، حل جریان های پایه ای سیال مانند حفره در حالت های دو بعدی و سه بعدی صورت گرفته و نتایج آن با نتایج حل های عددی و تجربی مقایسه گردید. نتایج حاصله نشان می دهد که از یک طرف روش دینامیک سیالات سریع می تواند الگو و رفتار سیال را به خوبی شبیه سازی کند؛ اما نسبت به روشهای دینامیک سیالات محاسباتی دارای دقت کمتری است. با مقایسه زمان حل با روش دینامیک سیالات سریع و نرم افزار فلوئنت مشخص گردید که بر حسب رژیم جریان، سرعت محاسبات با روش دینامیک سیالات سریع حدود 30 تا60 برابر سریعتر از حل با نرم افزار fluent می باشد. همچنین نتایج نشان می دهند که این امکان نیز وجود دارد که با روش دینامیک سیالات سریع شبیه سازی سریع تر از حالت بلادرنگ با جزئیات کافی از جریان سیال صورت گیرد. در انتها از روش دینامیک سیالات سریع برای شبیه سازی بلادرنگ و گرافیکی حرکت سیال در نرم افزار virtools استفاده کرده ایم.