Skip to main content
Tämä sivu näytetään automaattisella käännöksellä. Näytä sen sijaan englanniksi?

Laskennallinen nestedynamiikan simulointi

Laskennalliset nestedynamiikan (CFD) simulaatiot perustuvat Navier-Stokes-yhtälöön, jota käytetään kuvaamaan nesteiden liikettä.

Mikä on laskennallinen nestedynamiikka?

Laskennallinen nestedynamiikan simulointi sisältää mekaniikan peruslakien käytön, virtausdynamiikan yhtälöiden ohjaamisen ja mallinnuksen fysikaalisen ongelman matemaattisen muotoilun kannalta. Kun ne on muotoiltu, laskentaresurssit käyttävät numeerisia menetelmiä yhtälöiden ratkaisemiseksi CFD-ohjelmistolla saadakseen likimääräisiä ratkaisuja mukana oleville fysikaalisille ominaisuuksille.

Laskennalliset nestedynamiikan simulaatiot perustuvat Navier-Stokes-yhtälöön, jota käytetään kuvaamaan nesteiden liikettä. CFD-simulaatioiden tarkkuus riippuu mallin tarkkuudesta, käytetyistä likimääräyksistä ja oletuksista, kokeellisesta validoinnista ja käytettävissä olevista laskentaresursseista. On välttämätöntä karakterisoida laskennallisen nestedynamiikan simulaation epävarmuustekijöitä ja virheitä, jotta sitä voidaan käyttää tehokkaana työkaluna suunnittelussa ja analysoinnissa.

On olemassa kolme päämenetelmää nesteiden käyttäytymisen ja niiden vuorovaikutuksen ennustamiseksi ympäröivän ympäristön kanssa - kokeellinen, analyyttinen ja numeerinen. Laskennallinen nestedynamiikka on numeerinen menetelmä tasaisen ja epävakaan nesteen liikkeen simuloimiseksi laskennallisilla menetelmillä ja laitteistoilla.

Laskennallinen nestedynamiikka on vakiintunut menetelmä, jota käytetään usein korvaamaan tai täydentämään kokeellisia ja analyyttisiä menetelmiä päivittäisten tuotteiden suunnittelussa ja analysoinnissa.

Aiheeseen liittyvät tuotteet: Simcenter STAR-CCM+ | Simcenter FLOEFD | Simcenter Flotherm | Simcenter Flotherm XT | Simcenterin akkujen suunnittelustudio

 
Laskennallinen virtausdynamiikan (CFD) simulointi visuaalinen Simcenter STAR-CCM+ -ohjelmistosta.

Hyödynnä CFD-simulointia eri tieteenaloilla

Tutustu tähän ratkaisuoppaaseen saadaksesi lisätietoja Simcenterin nesteistä ja lämpöratkaisuista.

Selvitä edut

Laskennallinen nestedynamiikka on vakiintunut menetelmä, jota käytetään usein korvaamaan tai täydentämään kokeellisia ja analyyttisiä menetelmiä päivittäisten tuotteiden suunnittelussa ja analysoinnissa. Prototyyppien valmistamiseen ja kokeisiin verrattuna CFD-simulaatiot tarjoavat seuraavat edut.

Paranna suorituskykyä

Laskennallisen nestedynamiikan simuloinnin avulla voit nopeasti analysoida ja tutkia suunnittelumahdollisuuksia tuotteen suorituskyvyn parantamiseksi.

Ajan lyhentäminen

CFD-simulointi auttaa tuomaan optimoidut tuotesuunnitelmat markkinoille nopeammin kuin rakenna ja testausmenetelmä.

Kustannusten vähentäminen

Laskennallisen nestedynamiikan avulla voit vähentää merkittävästi tuotekehityskustannuksiasi verrattuna perinteisiin prototyyppipohjaisiin suunnitteluprosesseihin.

CFD-simulointiprosessin vaiheet

Ohjelmistosta riippumatta kaikki laskennalliset nestedynamiikan simulaatiot noudattavat näitä yleisiä vaiheita.

Grafiikan yhdistäminen Simcenter STAR-CCM+ -ohjelmistosta.

Esikäsittely

Esikäsittelyvaihe sisältää geometrian luomisen ja sen valmistelun CFD-simulointia varten. Prosessissa, jota kutsutaan verkko- tai ruudukon luomiseksi, CFD-työkalu hajottaa verkkotunnuksen pieniksi tilavuuksiksi tai soluiksi. Käyttäjä soveltaa virtausolosuhteita, nesteen ominaisuuksia ja alkureunaehtoja.

CFD-simulointiohjelmisto alkaa iteratiivisesti ratkaista diskretisoidut yhtälöt CFD-ratkaisijan avulla.

Ratkaiseminen

CFD-simulointiohjelmisto alkaa iteratiivisesti ratkaista diskretisoidut yhtälöt CFD-ratkaisijan avulla. Tämä vaihe voi vaatia huomattavaa aikaa tai laskentaresursseja. Monimutkaisten simulaatioiden osalta yhä useammat yritykset kääntyvät pilvilaskennan puoleen kustannustehokkaana ratkaisuna tähän ongelmaan.

Robottivarsi hehkuvilla sinisillä viivoilla tummaa taustaa vasten piirilevykuvioilla

Jälkikäsittely

Kun ratkaisu on valmis, seuraava vaihe on analysoida ja visualisoida simulaation tulokset laadullisesti ja kvantitatiivisesti raporttien, monitorien, kaavioiden, 2D/3D-kuvien ja animaatioiden avulla. Tulosten todentaminen ja validointi sisältyvät myös tähän vaiheeseen.

Multifysiikan laskennallinen nestedynamiikka

Nykyaikainen laskennallinen nestedynamiikka on enemmän kuin vain kyky simuloida ja ennustaa nestevirtausta ja lämmönsiirtokäyttäytymistä. Nykyään CFD on upotettu monitieteiseen tietokoneavusteiseen suunnitteluympäristöön (CAE), jonka avulla insinöörit voivat mallintaa monenlaista nesteeseen liittyvää fysiikkaa reagoivista virtauksista aeroakustiikkaan, monivaihevirroista hiukkasdynamiikkaan, elektroniikan jäähdytyksestä aerodynamiikkaan ja yhdistää ne tiiviisti niihin liittyvään nestedynamiikkaan. Tämä on olennaisen tärkeää yhä monimutkaisempien tuotteiden maailmassa, joka vaatii kokonaisvaltaista monialaista suunnittelua maksimaalisen suorituskyvyn saavuttamiseksi.

Tutustu CFD-simulointiin liittyviin tuotteisiin

Kokeile ilmaisia ohjelmistokokeita

Simcenter STAR-CCM+ malli kahdesta kilpa-rattaasta.

Simcenter STAR-CCM+ kokeiluversio

  • Simuloi tuotteen suorituskykyä täydessä mittakaavassa ja todellisissa käyttöolosuhteissa
  • Tutustu satoihin malleihin suorittamalla testejä digitaalisesti, mikä johtaa innovatiivisiin ratkaisuihin
  • Vähennä laskennallisen nestedynamiikan simulointiaikaa päivistä tunneihin
Kuvakaappaus Simcenter FLOEFD: stä NX: lle

Simcenter FLOEFD -kokeilu

  • Koe laskennallinen virtausdynamiikan simulointi suoraan tietokoneavusteisessa suunnittelussa (CAD) käyttäen todellista geometriaa Simcenter FLOEFD -ohjelmiston avulla
  • Hanki käytännön kokemusta nesteen virtauksen simulaatiotutkimuksista ja lämmönsiirtoanalyyseistä aikaisemmassa vaiheessa riippumatta siitä, käytätkö NX-, Solid Edge- tai Creo-tekniikkaa
Simcenter Flotherm elektroniikan lämpöanalyysiohjelmiston online-kokeilu 2U Server -simulaatioesimerkki sisältäen piirilevyn lämpöanalyysin.

Simcenter Flotherm -kokeilu

  • Hanki taitoa nopeaan ja tarkkaan simulointiin luotettavan elektroniikan lämpösuunnittelussa
  • Opi esimerkkien avulla ja kehitä malliasi
  • Oppaat saumattomasta ECAD-tietojen tuonnista PCB-malleille, jäähdytyselementtien optimoinnista, transienttianalyysistä, nestejäähdytyksestä ja mallin kalibroinnista

Usein kysytyt kysymykset

Kello

Tilausverkkoseminaari | Mahdollisen taiteen uudelleenmäärittely laskennallisessa nestedynamiikan simulaatiossa.

Kuuntele

Podcast | Laskennallisen nestedynamiikan menneisyys, nykyisyys ja tulevaisuus tohtori Simon Fischerin kanssa.

Lukea

Blogeja | Tutustu kaikkiin Simcenterin laskennallisen nestedynamiikan blogeihin.