پس از آشنایی دانشجویان با قضیه برنولی و سپس چند مثال عددی در مورد محاسبات افت فشار برای تعیین ضریب افت فشار، می توان مطالبی را که در این مقاله توضیح داده شده است، آموزش داد.
مناسب برای لوله ها و اتصالات لوله گلپایگان مقدار استاندارد ضریب افت هد برای لوله ها و اتصالات لوله را می توان در ادبیات پیدا کرد. با این حال، همه این مقادیر فقط برای مواردی معتبر هستند که طول ورودی کافی ارائه نمی کنیم.
بنابراین، ضرایب از دست دادن سر گزارش شده در ادبیات ممکن است تحت چندین شرایط قابل اجرا نباشد. در آن شرایط، بهترین تخمین ممکن از ضرایب افت هد در اتصالات لوله را می توان با استفاده از CFD به دست آورد.
هر کاربرد CFD شامل سه مرحله (الف) پیش پردازش، (ب) حل تکراری معادلات حاکم، و (ج) پس پردازش نتایج است. مرحله پیش پردازش شامل تولید هندسه، مش بندی، شناسایی چهره های مرزی، شرایط مرزی و مقداردهی اولیه میدان جریان است.
تولید هندسه و مش بندی را می توان با استفاده از ابزارهای تجاری مانند طراحی مدلر و مشر، ICEM CFD از ANSYS Workbench (Ansys, Inc., Canonsburg, PA) یا ابزارهای منبع باز مانند Salome، Gmesh، snappyHexMesh، Cfmesh و غیره انجام داد.
با داشتن برآورد دقیق تنش برشی دیوار، لازم است ناحیه لایه مرزی را با استفاده از نقاط شبکه اتصالات لوله کافی تفکیک کرد.
سپس هندسه مشبک به هر حل کننده ای مانند ANSYS Fluent/CFX، OpenFOAM و غیره وارد می شود. و شرایط مرزی مناسب، خواص سیال، مدل آشفتگی و روش های گسسته سازی باید مشخص شود.
برای یافتن وضوح شبکه کافی اتصالات لوله مطالعه استقلال شبکه باید انجام شود. در مطالعه حاضر، دانشجویان از یک شبکه نسبتاً درشت متشکل از 0.3 تا 0.4 میلیون سلول برای همه اتصالات لوله استفاده کردند.
نتایج دقیق تری را می توان با افزایش وضوح شبکه با هزینه زمان شبیه سازی اتصالات لوله به دست آورد. برای توضیح این مبادله بین اندازه شبکه و دقت نتایج، از دانش‌آموزان خواسته شد تا با استفاده از شبکه‌های دقیق‌تر، تکلیف ارسال کنند.
