در دهه‌های اخیر، با شدت یافتن بحران آب در بسیاری از مناطق خشک و نیمه‌خشک جهان، نیاز به منابع نوین تأمین آب شرب بیش از پیش احساس می‌شود. یکی از نوآورانه‌ترین راه‌حل‌ها، استفاده از فناوری تولید آب از هوا Atmospheric Water Generator یا AWG است. این فناوری با بهره‌گیری از اصل چگالش بخار آب موجود در هوا و تبدیل آن به مایع، بدون نیاز به منابع آبی زیرزمینی یا سطحی، آبی پاک و سالم تولید می‌کند. عملکرد دستگاه‌های AWG به شدت تحت تأثیر جریان هوا، دما، رطوبت، طراحی حرارتی و میزان مصرف انرژی قرار دارد. به همین دلیل، استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) و نرم‌افزارهایی مانند انسیس فلوئنت (ANSYS Fluent) در طراحی، شبیه‌سازی و بهینه‌سازی این سیستم‌ها به عنوان ابزاری قدرتمند و ضروری شناخته می‌شود.

نرم‌افزار انسیس فلوئنت به عنوان یکی از پرکاربردترین ابزارهای شبیه‌سازی CFD، این امکان را فراهم می‌آورد که اجزای مختلف دستگاه‌های AWG مانند کندانسورها، فین‌ها، فن‌ها و کانال‌های هوا به‌صورت دقیق مدل‌سازی شوند. با استفاده از انجام پروژه انسیس فلوئنت می‌توان الگوهای جریان هوا، توزیع دمایی، نواحی چگالش و انتقال حرارت و جرم را در شرایط واقعی محیطی شبیه‌سازی کرد. به‌عنوان مثال، برای طراحی کندانسور با راندمان بالا، لازم است جریان هوا به‌طور یکنواخت از سطوح سرد عبور کند و بیشترین میزان چگالش حاصل شود.شبیه سازی انسیس فلوئنت به طراح کمک می‌کنند تا با تغییر پارامترهایی مانند سرعت جریان، دمای سطح، جنس مواد و طراحی هندسی، شرایط بهینه را پیدا کرده و راندمان را به‌طور قابل‌توجهی افزایش دهد.

یکی از مزایای بارز استفاده از انجام پروژه CFD  در  شبیه سازی و طراحی AWG، کاهش تعداد نمونه‌های آزمایشی فیزیکی و در نتیجه کاهش چشمگیر هزینه‌ها و زمان توسعه است. به‌جای ساخت چندین نمونه واقعی برای بررسی عملکرد سیستم، می‌توان صدها حالت مختلف طراحی را در فضای مجازی دینامیک سیالات محاسباتی شبیه‌سازی و تحلیل کرد. همچنین، قابلیت تعریف شرایط مرزی وابسته به زمان در انسیس فلوئنت این امکان را می‌دهد تا عملکرد سیستم در ساعات مختلف شبانه‌روز و در شرایط اقلیمی گوناگون بررسی شود. این موضوع به‌ویژه برای کشورهایی مانند ایران که دارای اقلیم‌های متنوعی هستند، از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. بررسی عملکرد AWG در مناطق کویری با رطوبت پایین، یا در مناطق شمالی با رطوبت بالا، با استفاده از تحلیل‌های CFD  به‌صورت دقیق قابل انجام است.

یکی از چالش‌های اصلی سیستم‌های تولید آب از هوا، میزان بالای انرژی مصرفی برای خنک‌سازی و چگالش هواست. در این بخش، نقش CFD  در بهینه‌سازی سیستم‌های حرارتی و تهویه بسیار برجسته می‌شود. با تحلیل دقیق افت فشار، توزیع دما و نرخ انتقال حرارت در اجزای سیستم، می‌توان راهکارهایی برای کاهش مصرف انرژی و افزایش بازده ارائه داد. برای مثال، استفاده از جریان متقابل (counter-flow) به جای جریان موازی، یا استفاده از نانوساختارها در طراحی سطوح چگالش می‌تواند در مدل‌سازی با انسیس فلوئنت بررسی و بهینه‌سازی شود. همچنین امکان تحلیل ساختار توربولانس جریان، استفاده از مدل‌های چگالش چندفازی، و بررسی اثر قطرات ریز آب در فرآیند چگالش، تنها از طریق CFD و نرم‌افزارهایی مانند Fluent ممکن است.

در سال‌های اخیر، ادغام هوش مصنوعی (AI) با CFD  در طراحی سیستم‌های پیچیده مانند AWG تحولی عظیم ایجاد کرده است. الگوریتم‌های یادگیری ماشین می‌توانند نتایج شبیه‌سازی‌های متعدد CFD را تحلیل کرده و الگوهایی برای بهینه‌سازی طراحی استخراج کنند. به عنوان نمونه، پس از انجام صدها شبیه‌سازی در انسیس فلوئنت، می‌توان از یک مدل هوش مصنوعی برای پیش‌بینی سریع عملکرد دستگاه در شرایط مختلف استفاده کرد، بدون نیاز به اجرای مجدد CFD کامل. این امر نه تنها زمان طراحی را کاهش می‌دهد، بلکه به طراحان اجازه می‌دهد به‌صورت بلادرنگ گزینه‌های طراحی را بررسی کرده و تصمیم‌گیری بهتری انجام دهند. در آینده نزدیک، انتظار می‌رود ترکیب CFD و هوش مصنوعی به عنوان یک پلتفرم طراحی خودکار برای سیستم‌های AWG به کار رود، که در آن مدل‌سازی، تحلیل و بهینه‌سازی به‌صورت کاملاً هوشمند انجام شود.

در سطح جهانی، شرکت‌ها و مؤسسات تحقیقاتی در حال توسعه سیستم‌های AWG با کمک CFD  و هوش مصنوعی هستند. این سیستم‌ها به‌ویژه در مناطق محروم از زیرساخت‌های آب‌رسانی یا در عملیات‌های امدادی و نظامی کاربرد فراوانی دارند. همچنین طراحی نسخه‌های قابل حمل و خورشیدی از این سیستم‌ها، به شدت به بهینه‌سازی جریان و انتقال حرارت وابسته است که تنها از طریق شبیه‌سازی‌های دقیق در نرم‌افزارهایی مانند انسیس فلوئنت ممکن می‌شود. ترکیب این فناوری‌ها با مدل‌های AI به شرکت‌ها کمک می‌کند تا در زمان کوتاه‌تری به محصول نهایی برسند که هم از نظر عملکرد و هم از نظر مصرف انرژی در سطح بالایی قرار دارد.

در این میان، وب‌سایت دینامیک سیالات محاسباتی شریف به عنوان اولین و بهترین مرجع تخصصی در زمینه آموزش، مشاوره و انجام پروژه‌های CFD  و انسیس فلوئنت در ایران می‌تواند نقش مهمی ایفا کند. این وب‌سایت  با ارائه آموزش‌های تخصصی به زبان فارسی، دسترسی جامعه علمی و صنعتی  ایران به ابزارهای شبیه‌سازی پیشرفته انسیس فلوئنت را تسهیل کرده است. همچنین انجام پروژه‌های تحقیقاتی و صنعتی با استفاده از ترکیب  CFD  و هوش مصنوعی، طراحی و بهینه‌سازی سیستم‌های تولید آب از هوا برای شرایط اقلیمی ایران، و توسعه نرم‌افزارهای بومی‌سازی‌شده بر پایه انسیس فلوئنت از جمله خدمات کلیدی این وب‌سایت میباشد. آینده فناوری‌های سیالاتی و حرارتی در کشور به شدت وابسته به ارتقای سطح دانش فنی و مهندسی در زمینه CFD و ابزارهایی چون انسیس فلوئنت است، بنابراین وب‌سایت دینامیک سیالات محاسباتی شریف می‌تواند به عنوان پل ارتباطی میان دانشگاه، صنعت و فناوری نقش مؤثری ایفا کند.