simulación de CFD

Ya sean gases o líquidos, Simcenter ofrece un conjunto completo de modelos computacionales de dinámica de fluidos para flujos monofásicos. De compresibles a incompresibles y de regímenes laminares a turbulentos, Simcenter admite el análisis CFD en una amplia gama de condiciones y aplicaciones de flujo. Para los flujos turbulentos, los ingenieros pueden elegir entre una gama de modelos de turbulencia de última generación, incluidos Navier—Stokes (RANS) con promedio de Reynolds, Detached Eddy Simulation (DES) y Large Eddy Simulation (LES), lo que permite lograr el equilibrio adecuado entre la precisión y el coste de cálculo.

Además de los enfoques de CFD de volúmenes finitos, Simcenter también incluye funciones de método de panel para permitir análisis aerodinámicos e hidrodinámicos rápidos. Los métodos de panel utilizan formulaciones basadas en la superficie e impulsadas por la vorticidad para capturar de forma eficiente las principales características del flujo en torno a geometrías complejas sin necesidad de un mallado volumétrico. Este enfoque es especialmente adecuado para la evaluación temprana del diseño y el concepto, ya que permite predecir rápidamente las cargas, las fuerzas y las características de rendimiento, y complementa la CFD de alta fidelidad para la validación posterior.

Los flujos hipersónicos y supersónicos están a la vanguardia de las aplicaciones aeroespaciales de investigación y de próxima generación. En estos regímenes de alta velocidad, las fuertes ondas de choque, las altas temperaturas y los gradientes de presión extrema dominan el comportamiento del flujo. A medida que los efectos de disociación e ionización de los gases se hagan importantes, es posible que las suposiciones sobre el gas ideal ya no sean válidas y requieran enfoques de modelización termoquímica y de gas real para captar con precisión la física y el rendimiento del flujo.

La simulación CFD de Simcenter proporciona funciones avanzadas para modelar flujos compresibles, supersónicos e hipersónicos, y ayuda al análisis de las interacciones de choque, el calentamiento aerodinámico y los fenómenos de flujo con números de máquina altos con los modelos físicos y los métodos numéricos adecuados. Para evaluar rápidamente la aerodinámica supersónica e hipersónica externa en las primeras fases de desarrollo, Simcenter también incluye un método de paneles. Este método basado en la superficie captura de manera eficiente las principales características aerodinámicas, como la distribución de la presión, las fuerzas y los momentos en configuraciones complejas sin mallado volumétrico, y complementa las simulaciones CFD de alta fidelidad que se utilizan más adelante para una física y una validación detalladas del flujo.

Lea el blog

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.

Lea el blog

La dinámica de partículas desempeña un papel fundamental en muchas aplicaciones de ingeniería, incluidos los lechos fluidizados, los separadores ciclónicos, los procesos de recubrimiento, los transportadores, los tostadores y los sistemas de manipulación de materiales a granel. Ya sea que se trate de flujos de partículas densos o diluidos, la simulación CFD de Simcenter ayuda a optimizar la distribución de las partículas, reducir el consumo de energía, minimizar el desgaste y la abrasión y maximizar el rendimiento general del sistema. Para las aplicaciones en las que las interacciones entre partículas y la mecánica de contacto dominan la física, Simcenter ofrece funciones avanzadas de Método de Elementos Discretos (DEM). Estos enfoques de resolución de partículas permiten modelar de forma realista la forma, el tamaño, el comportamiento de contacto y las propiedades del material de las partículas, lo que permite predecir con precisión el flujo, la segregación, la rotura, la aglomeración y el desgaste del material a granel. Esto es especialmente importante para los sistemas granulares densos en los que los modelos de partículas convencionales basados en CFD no son suficientes.

Al combinar DEM y CFD en un marco de simulación unificado, Simcenter permite la simulación detallada de sistemas complejos de partículas y fluidos. Los ingenieros pueden elegir de forma flexible el enfoque de modelado más adecuado, desde métodos de partículas basados en CFD para flujos diluidos hasta DEM completo para sistemas de partículas densas, lo que garantiza la precisión y la eficiencia en una amplia gama de aplicaciones industriales.

Lea más sobre los flujos de partículas y el DEM

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.

Lea el blog

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.

Lea el blog

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.

Ver el seminario web

El ruido inducido por el flujo es un componente importante de la firma acústica de los vehículos, edificios, ventiladores y equipos industriales. Simcenter ofrece un conjunto completo de enfoques de modelización para predecir las fuentes de ruido aeroacústico, que abarca los métodos de estado estacionario, el método de Lattice Boltzmann (LBM) transitorio, las simulaciones directas de alta fidelidad basadas en DES y LES, los modelos de propagación del sonido y los solucionadores avanzados de ecuaciones de perturbación acústica (APE).

Simcenter admite flujos de trabajo aeroacústicos híbridos en los que las simulaciones CFD capturan primero las estructuras de flujo turbulento que actúan como fuentes de ruido. Estas fuentes pueden transferirse entonces a simulaciones acústicas específicas, incluidos enfoques basados en elementos finitos, para predecir la propagación del sonido y tener en cuenta las reflexiones, la absorción y los efectos ambientales. Las aplicaciones típicas incluyen el ruido de la climatización, el ruido de los espejos laterales y otros fenómenos sonoros inducidos por el flujo.

Además, Simcenter amplía sus capacidades aeroacústicas con enfoques de simulación rápidos basados en la aceleración de LBM y GPU. Este método es una alternativa atractiva para predecir con precisión el ruido aeroacústico externo, ya que captura directamente el comportamiento inestable del flujo con una resolución temporal alta.

Lea el blog

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.

Lea el blog

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.

Lea el blog

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.

Lea el blog

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.

Lea el blog

A medida que los sistemas de ingeniería se hacen más complejos y los ciclos de diseño se acortan, los ingenieros necesitan formas más rápidas de explorar los grandes espacios de diseño y, al mismo tiempo, mantener la confianza en las predicciones de rendimiento. El aprendizaje profundo geométrico (GDL) basado en la IA permite hacer predicciones rápidas directamente a partir de datos geométricos y de simulación, lo que acelera la toma de decisiones temprana y permite una exploración más amplia del diseño.

Simcenter integra el aprendizaje profundo geométrico en su flujo de trabajo de CFD para crear modelos sustitutos de alta fidelidad que complementen la simulación tradicional. Al aprender directamente de los resultados de la simulación, ya sean generados recientemente o reutilizados a partir de conjuntos de datos existentes, los modelos GDL ofrecen predicciones de rendimiento rápidas en minutos en lugar de horas. Este enfoque permite a los ingenieros centrar las simulaciones intensivas desde el punto de vista computacional en los conceptos más prometedores y, al mismo tiempo, utilizar la IA para analizar, comparar y refinar las alternativas de diseño de manera eficiente. El resultado es una iteración más rápida, un mejor uso de las inversiones históricas en simulación y una visión escalable e impulsada por la IA que se conecta sin problemas a los flujos de trabajo de simulación basados en la física.

Leer más sobre Simcenter PhysicSAI