با پیشرفت علم و تکنلوژی تلاش بشر برای تحلیل و ارائه راه حلهای پدیده های فیزیکی جهان آفرینش و کشف مسائل مختلف عالم هستی همچنان ادامه دارد. با توجه به اینکه جهان پیرامون ما از قوانین مکانیک پیروی می­ کند، به جرات می­توان گفت که علم مکانیک از تاثیر گذارترین علوم برای ارضای ذهن کنجکاو انسان در جهت کشف اسرار هستی و به منظور بهبود و تحت کنترل گرفتن شرایط زندگی و دنیای اطراف او می­باشد. در این بین با در نظر گرفتن اینکه درصد بسیار زیادی از عالم هستی را سیالات بخود اختصاص می­ دهند و زندگی و حیات بشری در ارتباط تنگاتنگ با سیالات مختلف است، علم مکانیک سیالات نقش بسیار مهمی در زندگی انسان ایفا می­ کند. از اینرو نیاز به ارائه راه حلهای متفاوت برای حل مسائل سیالاتی چه در مدلهای طبیعی و چه در مدلهای صنعتی یکی از نیازهای همیشگی و اساسی انسان می­باشد.

روش های شناخته شده برای تحلیل مسائل مکانیک سیالات عبارتند از:

• روش­های تحلیلی
• روش­های آزمایشی
• روش­های عددی
• روش های دینامیک مولکولی
• روش­ جدید عددی شبکه ای بولتزمن

1-1-1  روش­های تحلیلی

برای دسته بسیار محدودی از جریان­ها، نظیر جریان پوازی، حل تحلیلی موجود می­باشد. تقریبا تمامی مسائل مهم مهندسی فاقد حل تحلیلی می­باشند. لذا روش­های دیگری نظیر روش­های آزمایشگاهی و نیز به موازات توسعه و گسترش کامپیوترها، روش­های حل عددی جریان سیال مورد توجه قرار گرفت.

1-1-2  روش­های آزمایشگاهی

در این روش­ها مسائل مختلف مورد نظر در مدل­های کوچک تر و در برخی موارد در مقیاس اصلی مسئله ساخته  می­ شود و در تحلیل از نتایج آزمایش شده برای شرایط مختلف استفاده می­گردد. روش­های عددی در مقایسه با راه حل­های آزمایشگاهی دارای مزایایی است که از آن جمله می توان به کمتر بودن هزینه ها اشاره کرد. همچنین، باید

خرید اینترنتی فایل متن کامل :

 

 

 همواره در نظر داشت که برخی از پدیده ها آنچنان پیچیده­اند که امکان بررسی آنها در آزمایشگاه وجود ندارد و امکان انجام قسمت عمده چنین تحقیقاتی، تنها با مدلسازی و بررسی عددی، مقدور می باشد.

1-1-3  روش­های عددی

در علم مکانیک سیالات محاسباتی، روش های عددی متفاوتی برای بررسی و حل مسائل مختلف بکار برده می­ شود. تلاش اصلی در این علم، حل معادلات پاره ای ناویر استوکس به روش­های متداول عددی مانند المان محدود، حجم محدود و اختلاف محدود می باشد. این روش­ها قابلیت خود را در حل بسیاری از مسائل نشان داده­اند. اما باید در نظر داشت که وجود برخی پدیده های نسبتا پیچیده، کار را برای مدلسازی این پدیده ­ها به کمک روش­های عادی و حل آنها به روش­های مرسوم عددی، بسیار سخت و پیچیده نموده است. از اینرو تلاش برای ابداع روش­های دیگر برای غلبه بر این پیچیدگی­ها، همچنان ادامه دارد. از جمله این روش­های ابداعی می­توان به روش دینامیک مولکولی و روش قدرتمند شبکه­ ای بولتزمن اشاره کرد.

1-1-4  روش­های دینامیک مولکولی

در این روش­ها برخوردهای بین مولکولی سیال مورد نظر شبیه سازی کامپیوتری می­گردند و از این طریق حل جریان در سطوح میکروسکوپیک و ماکروسکوپیک حاصل می­ شود. مشکل عمده روش فوق در این است که برای بازسازی حتی یک لحظه کوچک از حرکت سیال، حجم محاسبات بسیار زیاد بوده و امکانات کامپیوتری عظیم مورد نیاز می­باشد.