CFD симулация

Независимо дали става въпрос за газове или течности, Simcenter предлага изчерпателен набор от изчислителни модели на динамика на течности за еднофазни потоци. От сгъваеми до некомпресируеми и от ламинарни до турбулентни режими, Simcenter поддържа CFD анализ в широк спектър от условия и приложения на потока. За турбулентни потоци инженерите могат да избират от най-съвременното портфолио от модели на турбулентност, включително средното равнище на Reynolds-Stokes (RANS), Detached Eddy Simulation (DES) и Large Eddy Simulation (LES), позволяващи правилния баланс между точността и изчислителните разходи.

В допълнение към CFD подходите с краен обем, Simcenter включва и възможности за панелни методи за подпомагане на бърз аеродинамичен и хидродинамичен анализ. Панелните методи използват повърхностно базирани формулировки, управлявани от вихри, за ефективно улавяне на ключови характеристики на потока около сложни геометрии, без да е необходимо обемно свързване. Този подход е особено подходящ за ранно проектиране и оценка на концепцията, като позволява бързо прогнозиране на натоварванията, силите и експлоатационните характеристики и допълва CFD с висока точност за валидиране на по-късен етап.

Хиперзвуковите и свръхзвуковите потоци са начело както в научните изследвания, така и в аерокосмическите приложения от следващо поколение. При тези високоскоростни режими силните ударни вълни, високите температури и екстремните градиенти на налягането доминират в поведението на потока. Тъй като ефектите на дисоциацията и йонизацията на газовете стават значителни, предположенията за идеален газ може вече да не са валидни, което изисква подходи за моделиране на реални газове и термохимично за точно улавяне на физиката и производителността на потока.

Simcenter CFD симулация предоставя усъвършенствани възможности за моделиране на сгъваеми, свръхзвукови и хиперзвукови потоци, подпомагайки анализа на ударните взаимодействия, аеродинамичното нагряване и явленията на потока с високо числено число с подходящи физически модели и числени методи. За бърза оценка на външната свръхзвукова и хиперзвукова аеродинамика на ранните етапи на развитие Simcenter включва и панелен метод. Този метод, базиран на повърхности, ефективно улавя ключови аеродинамични характеристики като разпределение на налягането, сили и моменти при сложни конфигурации без обемно свързване, допълвайки CFD симулациите с висока точност, използвани по-късно за подробна физика на потока и валидиране.

Прочетете блога

Реалните инженерни проблеми обхващат множество режими на потока в стратифицирани, диспергирани, дискретни, филми и т.н. Към днешна дата няма един многофазен модел, който да обхваща всички режими; Simcenter CFD обаче предоставя широка гама от модели за многофазни CFD симулации, които могат да се използват заедно за покриване на много режими на потоци, включително преходите между тях. Предсказвайте и разберете реалното поведение на вашите продукти, като симулирате многорежимни, многомащабни многофазни потоци.

Прочетете блога

Динамиката на частиците играе решаваща роля в много инженерни приложения, включително флуидирани легла, циклонни сепаратори, процеси на покритие, конвейери, печене и системи за обработка на насипни материали. Независимо дали става въпрос за разредени или плътни потоци от частици, симулацията Simcenter CFD помага за оптимизиране на разпределението на частиците, намаляване на консумацията на енергия, минимизиране на износването и абразията и увеличаване на цялостната производителност на системата За приложения, където взаимодействията частици-частици и контактната механика доминират във физиката, Simcenter предоставя усъвършенствани възможности за метод на дискретни елементи (DEM). Тези подходи, разрешени с частици, позволяват реалистично моделиране на формата на частиците, разпределението на размера, контактното поведение и свойствата на материала, подпомагайки точното прогнозиране на потока на насипни материали, сегрегация, счупване, агломерация и износване. Това е особено важно за плътни гранулирани системи, където конвенционалните модели на частици, базирани на CFD, не са достатъчни.

Чрез комбиниране на DEM и CFD в рамките на унифицирана симулационна рамка, Simcenter позволява подробна симулация на сложни системи частици-флуид. Инженерите могат гъвкаво да изберат най-подходящия подход за моделиране, от базирани на CFD методи за частици за разредени потоци до пълен DEM за системи с плътни частици, осигурявайки точност и ефективност в широк спектър от промишлени приложения.

Прочетете повече за потоците от частици и DEM

Simcenter предлага цялостен набор от модели на реагиращи потоци и емисии, обхващащи широк спектър от приложения. Той позволява плътно свързване между реагиращите модели на потока и топлопредаването, радиацията, многофазните реакции и повърхностната химия. Нашите модели на реагиращ поток помагат да се разбере и оптимизира формата и местоположението на пламъка, да се сведат до минимум температурите на твърдите компоненти, да намалят емисиите и да се увеличи максим Можете да прогнозирате и разберете динамиката на пламъка, топлопреноса, термичното износване, емисиите, добива, преобразуването, селективността и нежеланите условия, за да уловите точно физиката на реалния свят на вашите проекти.

Прочетете блога

Хидродинамиката на гладките частици (SPH) е бърз метод за изчислителна динамика на течности без мрежа. Тъй като не се изисква свързване, тя позволява на инженерите лесно да се справят със сложни геометрии и движения с бърз и здрав метод. С помощта на SPH може да се разреши сложен високодинамичен интерфейс течност/течност без допълнителни усилия. Като такъв методът SPH е част от ново поколение числени методи, разработени за преодоляване на свързаните с мрежести ограничения с традиционните подходи, като същевременно все още се основават на уравненията на Navier-Stokes.

Прочетете блога

Иновативните продукти на днешния ден, от електронни устройства до решения за мобилност, се нуждаят от иновативни решения за охлаждане и управление на топлината. Пакетът Simcenter CFD позволява на инженерите да симулират преноса на топлина в среда или между носителите точно и ефективно. С проводимост, конвекция, излъчване, конюгиран топлопренос и кипене, Simcenter CFD симулацията предлага пълен набор от физика на топлопреноса за точно прогнозиране на температурното разпределение в течности и твърди вещества. Портфолиото на Simcenter включва водещ CFD анализ със специфични възможности за симулация на охлаждане на електроника за ниво пакети с чипове, печатна платка (PCB), стелаж и кутии за големи центрове за данни.

Гледайте уебинар

Шумът, предизвикан от потока, е важен компонент от акустичния подпис на превозни средства, сгради, вентилатори и промишлено оборудване. Simcenter предлага изчерпателен набор от подходи за моделиране за прогнозиране на аероакустични източници на шум, обхващащи методи в стационарно състояние, преходен метода на Boltzmann (LBM), директни симулации с висока точност, базирани на DES и LES, модели на разпространение на звука и усъвършенствани решители на уравнения за акустични смущения (APE).

Simcenter поддържа хибридни аероакустични работни потоци, при които CFD симулациите първо улавят турбулентни поточни структури, които действат като източници на шум. След това тези източници могат да бъдат прехвърлени към специални акустични симулации, включително подходи, базирани на крайни елементи, за да се предвиди разпространението на звука, като същевременно се отчитат отраженията, абсорбцията и въздействието върху околната среда. Типичните приложения включват HVAC шум, шум от страничното огледало и други звукови явления, предизвикани от потока.

В допълнение, Simcenter разширява възможностите си за аероакустика с бързи симулационни подходи, базирани на LBM и ускорение на графичния процесор. Този метод е привлекателна алтернатива за точни прогнози на външния аероакустичен шум чрез директно улавяне на нестабилно поведение на потока при висока времева разделителна способност.

Прочетете блога

Почти всички реални инженерни проблеми в крайна сметка зависят от взаимодействието между течности и твърди структури. Simcenter CFD симулация предлага както изчислителна динамика на течности, базирана на краен обем (FV), така и изчислителна твърда механика (CSM), базирана на крайни елементи (FE). Това позволява на инженерите да симулират взаимодействие между флуидна структура FSI в лесен за използване единичен интегриран потребителски интерфейс. Използвайки този подход, можете да решите статични, квазистатични и динамични проблеми, включително тези с нелинейна геометрия и множество части, като използвате свързани и малки плъзгащи се контакти.

Прочетете блога

Разширявайки механичното взаимодействие между течност и структура, симулацията Simcenter CFD предлага ефективни работни процеси за анализ на термичното напрежение. Термоинженерите могат да решат проблеми с топлопреноса между течност и структура и въз основа на това да оценяват топлинните напрежения в твърдите области.

С изчислителната реология в Simcenter CFD анализа инженерите могат да симулират течности, доминирани от дифузия и вискозно или вискоеластично поведение. Изчислителната динамика на флуидите на ненютоновите течности е полезна за инженерите в потребителските продукти, преработката на отпадъци и хранително-вкусовата промишленост, които работят с миксери, поточни контейнери, суспензии, екструзии и обработка на материали. Точното симулиране на реологията е ключът към намаляване на консумацията на енергия, емисиите и използването на суровини, като същевременно подобрява надеждността на продукта, потребителското изживяване и разходите за отговорност.

Прочетете блога

Комплектът Simcenter CFD се предлага с широка гама от електромагнитни модели за справяне с редица електромагнитни симулации от магнитни клапани, соленоиди, задвижващи механизми и трансформатори до електрически машини. Като мултифизичен CFD пакет, той предлага интегрирани електромагнетични възможности, които ви позволяват плътно да се свържете с потока на охлаждащата течност, топлопреноса и електромагнетиката в една единствена симулация. Той също така дава възможност на инженерите да симулират приложения за магнитохидродинамика (MHD), включително симулация на плазмена дъга, прекъсвачи на газови взривове и заваряване.

Прочетете блога

За реализирането на холистичен цифров близнак симулацията на CFD Simcenter е вградена в по-широкото портфолио на Simcenter. Това позволява на инженерите да останат интегрирани, докато изпълняват разширени мултидисциплинарни проекти, когато анализът трябва да надхвърли мултифизиката CFD. Simcenter ви позволява да се свързвате с други инструменти за симулация чрез специални интерфейси и общи формати на данни. Това позволява на инженерите да създават холистични мултидисциплинарни симулации, използвайки времеви скали, вариращи от микросекунди до хиляди секунди, и физика, варираща от сложна механика на твърдите плътни вещества до бързи симулации на системата, като същевременно използват най-подходящата симулационна технология за всяка дисциплина.

Прочетете блога

Тъй като инженерните системи стават все по-сложни и цикълите на проектиране се съкращават, инженерите се нуждаят от по-бързи начини за изследване на големи дизайнерски пространства, като същевременно запазват увереността в прогнозите Базираното на AI Geometric Deep Learning (GDL) позволява бързи прогнози директно от геометрични и симулационни данни, ускорявайки ранното вземане на решения и отключвайки по-широко проучване на дизайна.

Simcenter интегрира Geometric Deep Learning в своя CFD работен процес, за да създаде висококачествени сурогатни модели, които допълват традиционната симулация. Чрез учене директно от резултатите от симулацията, независимо дали са новогенерирани или използвани повторно от съществуващи набори от данни, GDL моделите предоставят бързи прогнози за производителност за минути, вместо за часове. Този подход позволява на инженерите да фокусират изчислително интензивните симулации върху най-обещаващите концепции, като същевременно използват AI за ефективно екрантиране, сравняване и усъвършенстване на алтернативите на дизайна. Резултатът е по-бърза итерация, по-добро използване на исторически инвестиции в симулация и мащабируема, управлявана от AI прозрение, безпроблемно свързано с работните процеси на симулация, базирани на физика.

Прочети повече за Simcenter PhysicsAI