معرفي نرم افزار EES
- توضیحات
- دسته: مجموعه شماره 1
- منتشر شده در دوشنبه, 18 دی 1391 10:55
- نوشته شده توسط Mehdi Jahanbakhsh
معرفي نرم افزار EES
نرم افزار EES يک نرم افزار برنامه نويسی قوی در زمينه علوم حرارت و سيالات است که در سال های اخير مورد توجه مجامع علمی معتبر قرارگرفته است. اين نرم افزار در سال 1992 توسط يک محقق امريکايی به نام کلين و تحت پوشش شرکت اف چارت نوشته شد. انگيزه نويسنده نرم افزار برای ايجاد EES ، پس از سال ها تدريس دروس ترموديناميک و انتقال حرارت مهندسی مکانيک ايجاد گرديد چرا که در اين علوم برای حل مسايل لازم است همزمان با تنظيم معادلات از خواص ترموفيزيکی مواد نيز استفاده گردد و گاه لازم است يک مسأله چندين بار با داده های مختلف حل شود.
تا قبل از ايجاد اين نرم افزار ، برنامه نويسی در علوم حرارت و سيالات به شکل پراکنده ای انجام می شد ولی امروزه EES به عنوان يکی از معتبرترين نرم افزار های علوم حرارت و سيالات شناخته شده و در بسياری از دانشگاه های معتبر جهان در کنار دروس مهندسی مکانيک مورد استفاده قرار می گيرد. کار عمده ای که نرم افزار EES انجام می دهد ، حل مجموعه معادلات جبری می باشد. همچنين اين نرم افزار، قادر به حل معادلات ديفرانسيل، معادلات دارای متغيرهای مختلط، معادلات انتگرالی بوده و امکان حل مسايل بهينه سازی رگرسيون خطی وغير خطی و ترسيم نمودارها و جداول در آن وجود دارد. اين نرم افزار تحت نسخه های مختلف سيستم عامل ويندوز کار می کند.
دو تفاوت عمده بين نرم افزار EES و ساير نرم افزارهای حل معادلات وجود دارد. اول اينکه EES به طور خود کار معادلاتی که بايد همزمان حل شوند را شناسايی و دسته بندی می کند. اين مورد مراحل کار را برای کاربر بسيار ساده می کند و مطمئناً بالاترين سرعت و بازده را خواهد داشت. دوم اينکه EES يک سری توابع جهت محاسبه خواص ترموفيزيکی مواد در اختيار کاربر می گذارد. کتابخانه توابع رياضی و توابع خواص ترموفيزيکی مواد در EES بسيار گسترده می باشد اما ممکن است پاسخگوی نيازهای همه افراد نباشد لذا امکان اضافه کردن توابع دلخواه با استفاده از برنامه نويسی به زبانهای سی، پاسکال و فرترن وجود دارد.
اصول کار در EES به اين نحو است که ابتدا بايد مسأله مورد نظر به طور کامل تحليل گرديده و معادلات لازم استخراج گردد. بعد از استخراج معادلات بايد آنها را به زبان EES تبديل نمود. سپس در بخش فهرست متغيرها ، اسامی متغيرها و واحدهایاحتمالی آنها را مرتب نمود. در صورتی که اقدامات اوليه به شکل صحيح صورت گيرد و مسأله از نظر رياضی قابل حل باشد می توان يک بار برنامه را اجرا کرد. اگر برنامه در حين اجرای مسايل پيچيده به مشکل برخورد کند بايد مقاديری برای برخی متغيرها حدس زد و مسأله را به روش سعی و خطا حل نمود.
به عنوان مثال برای شبيه سازی سيکل های تبريد جذبی ليتيوم برومايد و آب توسط نرم افزار EES بايد مراحل زير انجام گردد :
الف- ترسيم يک نمودار ساده از سيکل تبريد مورد نظر (نمودار P-T-X) و تعيين نقاطی از سيکل به عنوان نقاط مهم و کليدی.
ب- استخراج کليه معادلات حاکم برای اجزای سيکل بر مبنای فرضيات استاندارد و مدل سازی که در مراجع معتبر آمده است.
ج- بيان معادلات حاکم بر سيکل به زبان EES و تنظيم يک برنامه رايانه ای جامع بر مبنای ضوابط حاکم در اين نرم افزار که در دفترچه راهنمای آن آمده است.
د- طراحی يک رابط گرافيکی مناسب برای کاربری که اطلاع چندانی از نرم افزار EES ندارد. در واقع اين مرحله برای کاربردی و فراگير کردن برنامه تهيه شده در مرحله (ج) است.
ه- تهيه و ارائه خروجی های مناسب از برنامه ها در قالب جداول و نمودارها برای تحليل بهتر نمودارها
نرم افزار EES يک نرم افزار برنامه نويسی قوی در زمينه علوم حرارت و سيالات است که در سال های اخير مورد توجه مجامع علمی معتبر قرارگرفته است. اين نرم افزار در سال 1992 توسط يک محقق امريکايی به نام کلين و تحت پوشش شرکت اف چارت نوشته شد. انگيزه نويسنده نرم افزار برای ايجاد EES ، پس از سال ها تدريس دروس ترموديناميک و انتقال حرارت مهندسی مکانيک ايجاد گرديد چرا که در اين علوم برای حل مسايل لازم است همزمان با تنظيم معادلات از خواص ترموفيزيکی مواد نيز استفاده گردد و گاه لازم است يک مسأله چندين بار با داده های مختلف حل شود.
تا قبل از ايجاد اين نرم افزار ، برنامه نويسی در علوم حرارت و سيالات به شکل پراکنده ای انجام می شد ولی امروزه EES به عنوان يکی از معتبرترين نرم افزار های علوم حرارت و سيالات شناخته شده و در بسياری از دانشگاه های معتبر جهان در کنار دروس مهندسی مکانيک مورد استفاده قرار می گيرد. کار عمده ای که نرم افزار EES انجام می دهد ، حل مجموعه معادلات جبری می باشد. همچنين اين نرم افزار، قادر به حل معادلات ديفرانسيل، معادلات دارای متغيرهای مختلط، معادلات انتگرالی بوده و امکان حل مسايل بهينه سازی رگرسيون خطی وغير خطی و ترسيم نمودارها و جداول در آن وجود دارد. اين نرم افزار تحت نسخه های مختلف سيستم عامل ويندوز کار می کند.
دو تفاوت عمده بين نرم افزار EES و ساير نرم افزارهای حل معادلات وجود دارد. اول اينکه EES به طور خود کار معادلاتی که بايد همزمان حل شوند را شناسايی و دسته بندی می کند. اين مورد مراحل کار را برای کاربر بسيار ساده می کند و مطمئناً بالاترين سرعت و بازده را خواهد داشت. دوم اينکه EES يک سری توابع جهت محاسبه خواص ترموفيزيکی مواد در اختيار کاربر می گذارد. کتابخانه توابع رياضی و توابع خواص ترموفيزيکی مواد در EES بسيار گسترده می باشد اما ممکن است پاسخگوی نيازهای همه افراد نباشد لذا امکان اضافه کردن توابع دلخواه با استفاده از برنامه نويسی به زبانهای سی، پاسکال و فرترن وجود دارد.
اصول کار در EES به اين نحو است که ابتدا بايد مسأله مورد نظر به طور کامل تحليل گرديده و معادلات لازم استخراج گردد. بعد از استخراج معادلات بايد آنها را به زبان EES تبديل نمود. سپس در بخش فهرست متغيرها ، اسامی متغيرها و واحدهایاحتمالی آنها را مرتب نمود. در صورتی که اقدامات اوليه به شکل صحيح صورت گيرد و مسأله از نظر رياضی قابل حل باشد می توان يک بار برنامه را اجرا کرد. اگر برنامه در حين اجرای مسايل پيچيده به مشکل برخورد کند بايد مقاديری برای برخی متغيرها حدس زد و مسأله را به روش سعی و خطا حل نمود.
به عنوان مثال برای شبيه سازی سيکل های تبريد جذبی ليتيوم برومايد و آب توسط نرم افزار EES بايد مراحل زير انجام گردد :
الف- ترسيم يک نمودار ساده از سيکل تبريد مورد نظر (نمودار P-T-X) و تعيين نقاطی از سيکل به عنوان نقاط مهم و کليدی.
ب- استخراج کليه معادلات حاکم برای اجزای سيکل بر مبنای فرضيات استاندارد و مدل سازی که در مراجع معتبر آمده است .
ج- بيان معادلات حاکم بر سيکل به زبان EES و تنظيم يک برنامه رايانه ای جامع بر مبنای ضوابط حاکم در اين نرم افزار که در دفترچه راهنمای آن آمده است.
د- طراحی يک رابط گرافيکی مناسب برای کاربری که اطلاع چندانی از نرم افزار EES ندارد. در واقع اين مرحله برای کاربردی و فراگير کردن برنامه تهيه شده در مرحله (ج) است.
ه- تهيه و ارائه خروجی های مناسب از برنامه ها در قالب جداول و نمودارها برای تحليل بهتر نمودارها
