TalTech Kuressaare kolledži väikelaevaehituse kompetentsikeskuse insener Mikloš Lakatoš annab ülevaate CFD olemusest, tähtsusest ja rakendamisvõimalustest:
CFD (Computational Fluid Dynamics) ehk arvutuslik vedelike dünaamika on nii teadusharu kui ka arvutusmeetodite kogum. Sõltuvalt lähenemisviisist, on n.ö. „kergemaid“ ja „raskemaid“ meetodeid. Üks levinumaid meetodeid on RANS (Reynolds-averaged Navier-Stokes). Selles jagatakse uuritav keha (näiteks laev) ja seda ümbritsev keskkond lõplikuks arvuks elementideks ehk kontrollmahtudeks. Kuna laev opereerib nii õhus kui vee piiril, siis on arvutuskeskkond jagatud kaheks: veeks ja õhuks. Kui vastavad arvutusskeemid on valitud, arvutab CFD tarkvara numbriliste algoritmide abil vee ja õhu piiri ehk vabapinna kuju ja laeva vees käitumise parameetreid (takistus, sõiduasend, kiirendused jne).
Viimase 10-15 aasta jooksul on CFD saanud asendamatuks tööriistaks tööstuses. Seda eelkõige tänu arvutustehnoloogia kiirele arengule: lauaarvutite protsessorid on kiiremad ja odavamad kui kunagi varem. Lisaks nendele on olemas ka kobararvutid, kus protsessoreid ja tuumasid on veel rohkem kui lauaarvutil. Töö, millele isegi võimsal lauaarvutil kulub 4-5 tundi, saab kobararvutil tehtud vaid mõne tunniga. Tänaseks on kobararvutite kasutushinnad muutunud taskukohaseks ning teenusepakkujaid on palju.
CFD tarkvara kasutatakse kõigis tööstusharudes, kus on tegemist kas voolamise, soojuse või massi ülekandega. Lennuki ehituses kasutatakse CFD’d selle kere takistuse ja tõstejõu arvutustes, samuti lennuki turbiinide labade disainis ja optimeerimises. Veel üks hea näide on autoehitus, kus optimeeritakse auto kere kuju eesmärgiga vähendada selle õhutakistust, sealhulgas kütusekulu. Masinaid leidub nii tarbetehnikas, näiteks külmkapid või soojuspumbad, kui ka rasketööstuses, nagu hüdroturbiinid hüdroelektrijaamades või auruturbiinid soojuselektrijaamades.
Rohkem infot: Mikloš Lakatoš miklos.lakatos@taltech.ee