Simulace CFD

Ať už jde o plyny nebo kapaliny, Simcenter nabízí komplexní sadu výpočetních modelů dynamiky tekutin pro jednofázové toky. Od stlačitelných po nestlačitelné a od laminárních po turbulentní režimy, Simcenter podporuje analýzu CFD v široké škále podmínek proudění a aplikací. U turbulentních proudů si inženýři mohou vybrat z nejmodernějšího portfolia turbulenčních modelů, včetně Reynolds‑Averaged Navier-Stokes (RANS), Detached Eddy Simulation (DES) a Large Eddy Simulation (LES), což umožňuje správnou rovnováhu mezi přesností a výpočetními náklady.

Kromě přístupu CFD s konečným objemem obsahuje Simcenter také možnosti panelových metod pro podporu rychlé aerodynamické a hydrodynamické analýzy. Panelové metody používají formulace založené na povrchu, řízené vírem, k efektivnímu zachycení klíčových prvků toku kolem složitých geometrií bez nutnosti objemového vytváření sítí. Tento přístup je zvláště vhodný pro včasné vyhodnocení návrhu a koncepce, umožňuje rychlou predikci zatížení, sil a výkonových charakteristik a doplňuje vysoce věrný CFD pro pozdější fázi validace.

Hypersonické a nadzvukové toky jsou v popředí výzkumu i leteckých aplikací nové generace. V těchto vysokorychlostních režimech dominují chování proudění silné rázové vlny, vysoké teploty a extrémní tlakové gradienty. Vzhledem k tomu, že disociace plynu a ionizační účinky se stávají významnými, předpoklady ideálního plynu již nemusí být platné, což vyžaduje přístupy reálného plynu a termochemického modelování k přesnému zachycení fyziky a výkonu toku.

Simcenter CFD simulace poskytuje pokročilé možnosti pro modelování stlačitelných, nadzvukových a hypersonických toků a podporuje analýzu rázových interakcí, aerodynamického ohřevu a jevů proudění s vysokým počtem Machů pomocí vhodných fyzikálních modelů a numerických metod. Pro rychlé posouzení vnější nadzvukové a hypersonické aerodynamiky v raných fázích vývoje obsahuje Simcenter také panelovou metodu. Tato metoda založená na povrchu efektivně zachycuje klíčové aerodynamické charakteristiky, jako je rozložení tlaku, síly a momenty ve složitých konfiguracích bez objemového propojení, a doplňuje vysoce věrné simulace CFD použité později pro podrobnou fyziku proudění a validaci.

Přečtěte si blog

Technické problémy v reálném světě pokrývají více režimů proudění napříč stratifikovanými, rozptýlenými, diskrétními, fóliemi atd. K dnešnímu dni neexistuje jediný vícefázový model, který by pokrýval všechny režimy; Simcenter CFD však poskytuje komplexní řadu modelů pro vícefázové simulace CFD, které lze použít společně k pokrytí mnoha režimů proudění, včetně přechodů mezi nimi. Předpovídejte a pochopte chování vašich produktů v reálném světě simulací vícerežimních vícefázových toků ve více měřítcích.

Přečtěte si blog

Dynamika částic hraje rozhodující roli v mnoha inženýrských aplikacích, včetně fluidních ložisek, cyklónových separátorů, potahovacích procesů, dopravníků, pražíren a systémů pro manipulaci se sypkým materiálem. Ať už se jedná o toky zředěných nebo hustých částic, Simcenter CFD simulace pomáhá optimalizovat distribuci částic, snížit spotřebu energie, minimalizovat opotřebení a oděr a maximalizovat celkový výkon systému. Pro aplikace, kde interakce částice-částice a kontaktní mechanika dominují ve fyzice, nabízí Simcenter pokročilé možnosti metody diskrétních prvků (DEM). Tyto přístupy s rozlišením částic umožňují realistické modelování tvaru částic, rozložení velikosti, chování kontaktu a vlastností materiálu, což podporuje přesnou predikci toku sypkého materiálu, segregace, rozbití, aglomerace a opotřebení. To je zvláště důležité pro husté granulární systémy, kde konvenční částicové modely založené na CFD nestačí.

Kombinací DEM a CFD v rámci jednotného simulačního rámce umožňuje Simcenter detailní simulaci komplexních systémů částice-fluid. Inženýři si mohou flexibilně vybrat nejvhodnější modelovací přístup, od částicových metod založených na CFD pro zředěné toky až po plný DEM pro systémy s hustými částicemi, což zajišťuje přesnost a účinnost v široké škále průmyslových aplikací.

Přečtěte si více o tocích částic a DEM

Simcenter nabízí komplexní sadu modelů reagujících proudění a emisí, které pokrývají širokou škálu aplikací. Umožňuje těsné spojení mezi reagujícími modely proudění a přenosem tepla, radiací, vícefázovými reakcemi a chemií povrchu. Naše modely reakčního toku pomáhají porozumět a optimalizovat tvar a umístění plamene, minimalizovat teploty pevných součástí, snižovat emise a maximalizovat účinnost výkonu. Můžete předvídat a porozumět dynamice plamene, přenosu tepla, tepelnému opotřebení, emisím, výtěžnosti, konverzi, selektivitě a nežádoucím podmínkám, abyste přesně zachytili fyziku vašich návrhů v reálném světě.

Přečtěte si blog

Hydrodynamika hladkých částic (SPH) je rychlá výpočetní metoda dynamiky tekutin bez sítě. Vzhledem k tomu, že není vyžadováno žádné síťování, umožňuje inženýrům snadno zvládnout složité geometrie a pohyby rychlou a robustní metodou. Pomocí SPH lze vyřešit složité vysoce dynamické rozhraní kapalina/kapalina bez dalšího úsilí. Metoda SPH je jako taková součástí nové generace numerických metod, vyvinutých k překonání omezení souvisejících se sítí tradičními přístupy, přičemž jsou stále založeny na Navier-Stokesových rovnicích.

Přečtěte si blog

Inovativní produkty dneška, od elektronických zařízení až po řešení mobility, vyžadují inovativní řešení chlazení a řízení tepla. Sada Simcenter CFD umožňuje technikům simulovat přenos tepla v médiu nebo mezi médii přesně a efektivně. Díky vedení, konvekci, záření, konjugovanému přenosu tepla a varu nabízí simulace Simcenter CFD kompletní sadu fyziky přenosu tepla pro přesnou predikci rozložení teploty v tekutinách a pevných látkách. Portfolio Simcenter zahrnuje špičkovou analýzu CFD se specifickými možnostmi simulace chlazení elektroniky pro úroveň čipových balíčků, desky plošných spojů (PCB), stojanů a skříní až po velká datová centra.

Podívejte se na webinář

Hluk vyvolaný průtokem je významnou součástí akustického podpisu vozidel, budov, ventilátorů a průmyslových zařízení. Simcenter nabízí komplexní sadu modelovacích přístupů pro predikci zdrojů aeroakustického šumu, zahrnující metody ustáleného stavu, přechodovou Boltzmannovou metodu (LBM), vysoce věrné přímé simulace založené na DES a LES, modely šíření zvuku a pokročilé řešiče akustických poruch (APE).

Simcenter podporuje hybridní aeroakustické pracovní postupy, ve kterých CFD simulace nejprve zachycují turbulentní proudění, které fungují jako zdroje hluku. Tyto zdroje pak mohou být přeneseny do specializovaných akustických simulací, včetně přístupů založených na konečných prvcích, k předpovědi šíření zvuku při zohlednění odrazů, absorpce a vlivů na životní prostředí. Mezi typické aplikace patří hluk HVAC, šum bočního zrcadla a další zvukové jevy vyvolané tokem.

Kromě toho Simcenter rozšiřuje své aeroakustické schopnosti o rychlé simulační přístupy založené na LBM a akceleraci GPU. Tato metoda je atraktivní alternativou pro přesné předpovědi vnějšího aeroakustického šumu přímým zachycením nestabilního chování toku při vysokém časovém rozlišení.

Přečtěte si blog

Téměř všechny technické problémy v reálném světě nakonec závisí na interakci mezi tekutinami a pevnými strukturami. Simcenter CFD simulace nabízí jak výpočetní dynamiku tekutin založenou na konečném objemu (FV), tak výpočetní mechaniku pevných těles (CSM) založenou na konečných prvcích (FE). To umožňuje inženýrům simulovat interakci fluidní struktury FSI ve snadno použitelném jediném integrovaném uživatelském rozhraní. Pomocí tohoto přístupu můžete řešit statické, kvazistatické a dynamické problémy včetně problémů s nelineární geometrií a více částí pomocí vázaných a malých posuvných kontaktů.

Přečtěte si blog

Simcenter CFD simulace rozšiřuje interakci mechanické kapaliny a nabízí efektivní pracovní postupy pro analýzy tepelného napětí. Tepelní inženýři mohou vyřešit problémy s přenosem tepla mezi tekutinou a strukturou a na základě toho posoudit tepelné napětí v pevných oblastech.

S výpočetní reologií v analýze Simcenter CFD mohou inženýři simulovat tekutiny ovládané difúzí a viskózním nebo viskoelastickým chováním. Výpočetní dynamika tekutin nenewtonských kapalin je užitečná pro inženýry ve spotřebních výrobcích, zpracování odpadu a potravinářském a nápojovém průmyslu, kteří pracují s míchačkami, průtokovými nádobami, kaly, vytlačováním a zpracováním materiálu. Přesná simulace reologie je klíčem ke snížení spotřeby energie, emisí a spotřeby surovin při současném zlepšení spolehlivosti produktu, uživatelské zkušenosti a nákladů na odpovědnost.

Přečtěte si blog

Sada Simcenter CFD je dodávána se širokou škálou elektromagnetických modelů pro řešení řady elektromagnetických simulací od magnetických ventilů, solenoidů, akčních členů a transformátorů až po elektrické stroje. Jako multifyzikální sada CFD nabízí integrované elektromagnetické funkce, které vám umožní těsně spojit s průtokem chladicí kapaliny, přenosem tepla a elektromagnetikou v jedné jediné simulaci. Umožňuje také inženýrům simulovat aplikace magnetohydrodynamiky (MHD), včetně simulace plazmového oblouku, jističů plynem a svařování.

Přečtěte si blog

Pro realizaci holistického digitálního dvojčete je Simcenter CFD simulace začleněna do širšího portfolia Simcenter. To umožňuje inženýrům zůstat integrovaní při provádění rozšířených multidisciplinárních projektů, když analýza musí jít nad rámec multifyzikálních CFD. Simcenter umožňuje propojení s dalšími simulačními nástroji prostřednictvím vyhrazených rozhraní a běžných datových formátů. To umožňuje inženýrům vytvářet holistické multidisciplinární simulace pomocí časových měřítek od mikrosekund do tisíců sekund a fyziky od sofistikované mechaniky pevných těles po rychlé systémové simulace při využití nejvhodnější simulační technologie pro každou disciplínu.

Přečtěte si blog

Vzhledem k tomu, že inženýrské systémy rostou složitější a cykly návrhu se zkracují, inženýři potřebují rychlejší způsoby, jak prozkoumat velké konstrukční prostory při zachování důvěry v předpovědi výkonu. Geometrické hluboké učení založené na umělé inteligenci (GDL) umožňuje rychlé předpovědi přímo z geometrických a simulačních dat, urychluje včasné rozhodování a otevírá širší průzkum designu.

Simcenter integruje geometrické hluboké učení do svého pracovního postupu CFD a vytváří vysoce věrné náhradní modely, které doplňují tradiční simulace. Učením přímo z výsledků simulace, ať už nově generovaných nebo znovu použitých ze stávajících datových sad, modely GDL poskytují rychlé předpovědi výkonu během několika minut namísto hodin. Tento přístup umožňuje inženýrům zaměřit výpočetně náročné simulace na nejslibnější koncepty a zároveň využívat AI k efektivnímu prověřování, porovnávání a zdokonalování návrhových alternativ. Výsledkem je rychlejší iterace, lepší využití historických investic do simulací a škálovatelný přehled založený na umělé inteligenci plynule propojený s pracovními postupy simulace založenými na fyzice.

Přečtěte si více o Simcenter PhysicsAI