Simulación CFD

Ya sean gases o líquidos, Simcenter ofrece un conjunto completo de modelos computacionales de dinámica de fluidos para flujos monofásicos. Desde flujos compresibles hasta incompresibles, desde flujos laminares hasta turbulentos, Simcenter ofrece análisis CFD para cualquier régimen de flujo. Para los flujos turbulentos, los ingenieros aerodinámicos de todos los sectores pueden elegir entre un conjunto completo de modelos de turbulencia de última generación, que incluye todos los modelos Navier Stokes (RANS) con promedio de Reynolds, simulaciones de remolinos separados (DES) y simulaciones de remolinos grandes (LES).

La velocidad hipersónica es actualmente un tema muy interesante para la investigación y los futuros vuelos comerciales. Con la disociación e ionización de los fluidos en los regímenes hipersónicos, el gas ideal puede no ser la ecuación de estado adecuada, el equilibrio real de los gases puede ser una mejor opción.

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Los problemas de ingeniería del mundo real abarcan varios regímenes de flujo en películas estratificadas, dispersas, discretas, etc. Hasta la fecha, no existe un modelo multifásico único que pueda cubrir todos los regímenes; sin embargo, Simcenter CFD ofrece una amplia gama de modelos para simulaciones de CFD multifásicas que se pueden utilizar juntos para cubrir muchos regímenes de flujo, incluidas las transiciones entre ellos. Prediga y comprenda el comportamiento de sus productos en el mundo real simulando flujos multifásicos con varios regímenes y escalas.

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Los flujos de partículas en la ingeniería existen en todas partes: lechos fluidizados, separadores ciclónicos, revestimientos, transportadores, tostadores, etc. Ya sean flujos de partículas magros o densos, la simulación CFD de Simcenter ofrece una integración total del flujo de partículas para maximizar la eficiencia y la distribución de las partículas, minimizar el consumo de energía, evitar el desgaste y la abrasión excesivos y optimizar el rendimiento general.

Al simular formas de partículas realistas con precisión con el movimiento y el contacto adecuados de las partículas, los ingenieros pueden garantizar el rendimiento de la manipulación de materiales. A diferencia de otras herramientas, Simcenter ofrece una física combinada de flujo y partículas en un único entorno de simulación, lo que reduce significativamente el esfuerzo de configuración de la simulación. Al ofrecer métodos de elementos discretos (DEM) basados y sin malla, los ingenieros siempre pueden elegir el enfoque de modelado de partículas más adecuado.

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Simcenter ofrece un conjunto completo de modelos de flujo de reacción y emisión que cubren una amplia gama de aplicaciones. Permite un acoplamiento estrecho entre los modelos de flujo de reacción y la transferencia de calor, la radiación, las reacciones multifásicas y la química de superficies. Nuestros modelos de flujo de reacción ayudan a entender y optimizar la forma y la ubicación de la llama, minimizar las temperaturas de los componentes sólidos, reducir las emisiones y maximizar la eficiencia del rendimiento. Puede predecir y entender la dinámica de las llamas, la transferencia de calor, el desgaste térmico, las emisiones, el rendimiento, la conversión, la selectividad y las condiciones no deseadas para captar con precisión la física real de sus diseños.

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La hidrodinámica de partículas suavizadas (SPH) es un método rápido de dinámica de fluidos computacional sin malla. Como no es necesario hacer mallas, permite a los ingenieros gestionar fácilmente geometrías y movimientos complejos con un método rápido y robusto. Con el SPH se puede resolver una compleja interfaz fluido/fluido altamente dinámica sin ningún esfuerzo adicional. Como tal, el método SPH forma parte de una nueva generación de métodos numéricos, desarrollados para superar las restricciones relacionadas con el mallado con los enfoques tradicionales y, al mismo tiempo, basándose en las ecuaciones de Navier-Stokes.

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Los productos innovadores de hoy en día, desde dispositivos electrónicos hasta soluciones de movilidad, necesitan soluciones innovadoras de refrigeración y gestión térmica. La suite Simcenter CFD permite a los ingenieros simular la transferencia de calor en un medio o entre medios de forma precisa y eficiente. Con la conducción, la convección, la radiación, la transferencia de calor conjugada y la ebullición, la simulación CFD de Simcenter ofrece un conjunto completo de física de transferencia de calor para predecir con precisión las distribuciones de temperatura en fluidos y sólidos. La cartera de Simcenter incluye los principales análisis de CFD con capacidades específicas de simulación de refrigeración de componentes electrónicos para chips a nivel de paquete, placa de circuito impreso (PCB), racks y gabinetes de grandes centros de datos.

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El ruido inducido por el flujo es un componente importante de la firma acústica de un vehículo (u otro producto). Simcenter ofrece una amplia biblioteca de modelos precisos para predecir las fuentes de ruido aeroacústico, que incluyen: modelos de estado estacionario, modelos directos (DES/LES), modelos de propagación y solucionador de ecuaciones de perturbación acústica (APE).

Simcenter admite métodos aeroacústicos híbridos: en primer lugar, se utiliza una simulación CFD para capturar las turbulencias del flujo, que se traducen en fuentes aeroacústicas que se conectan a un segundo modelo de simulación acústica (FEM). Este último predice entonces la propagación acústica de estas fuentes, incluidas las reflexiones y la absorción en el entorno. Por ejemplo, se puede predecir el ruido del sistema de climatización o de los espejos laterales de un coche.

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Casi todos los problemas de ingeniería del mundo real dependen, en última instancia, de la interacción entre los fluidos y las estructuras sólidas. La simulación CFD de Simcenter ofrece tanto una dinámica de fluidos computacional basada en volúmenes finitos (FV) como una mecánica de sólidos computacional (CSM) basada en elementos finitos (FE). Esto permite a los ingenieros simular la interacción fluido-estructura de la FSI en una interfaz de usuario integrada única y fácil de usar. Con este enfoque, puede resolver problemas estáticos, cuasiestáticos y dinámicos, incluidos los de geometría no lineal y piezas múltiples, mediante contactos deslizantes pequeños y unidos.

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Al ampliar la interacción mecánica fluido-estructura, la simulación CFD de Simcenter ofrece flujos de trabajo eficientes para los análisis de tensión térmica. Los ingenieros térmicos pueden resolver los problemas de transferencia de calor entre un fluido y una estructura y, en función de eso, evaluar las tensiones térmicas en las regiones sólidas.

Con la reología computacional en el análisis CFD de Simcenter, los ingenieros pueden simular fluidos dominados por la difusión y el comportamiento viscoso o viscoelástico. La dinámica computacional de fluidos de fluidos no newtonianos es útil para los ingenieros de las industrias de productos de consumo, procesamiento de residuos y alimentos y bebidas que trabajan con mezcladoras, contenedores de flujo, lodos, extrusiones y procesamiento de materiales. Simular la reología con precisión es la clave para reducir el consumo de energía, las emisiones y el uso de materias primas y, al mismo tiempo, mejorar la fiabilidad del producto, la experiencia del usuario y los costes de responsabilidad.

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La suite Simcenter CFD incluye una amplia gama de modelos electromagnéticos para abordar una gama de simulaciones electromagnéticas, desde válvulas magnéticas, solenoides, actuadores y transformadores hasta máquinas eléctricas. Como suite de CFD multifísica, ofrece funciones electromagnéticas integradas que le permiten combinar perfectamente el flujo de refrigerante, la transferencia de calor y el electromagnetismo en una sola simulación. También permite a los ingenieros simular aplicaciones de magnetohidrodinámica (MHD), como la simulación de arco de plasma, los disyuntores con ráfagas de gas y la soldadura.

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Para crear un gemelo digital holístico, la simulación CFD de Simcenter está integrada en la gama más amplia de Simcenter. Esto permite a los ingenieros mantenerse integrados mientras ejecutan proyectos multidisciplinarios ampliados cuando el análisis necesita ir más allá de la CFD multifísica. Simcenter le permite conectarse a otras herramientas de simulación a través de interfaces dedicadas y formatos de datos comunes. Esto permite a los ingenieros crear simulaciones holísticas y multidisciplinarias utilizando escalas temporales que van desde microsegundos hasta miles de segundos, y una física que va desde una sofisticada mecánica de sólidos hasta simulaciones rápidas de sistemas, al tiempo que utilizan la tecnología de simulación más adecuada para cada disciplina.

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