CFD szimuláció

Legyen szó gázokról vagy folyadékról, a Simcenter átfogó számítási folyadékdinamikai modelleket kínál az egyfázisú áramlásokhoz. A tömöríthetettől a tömöríthetetlenig és a lamináris és turbulens rendszerekig a Simcenter támogatja a CFD-elemzést az áramlási feltételek és alkalmazások széles skálájában. A turbulens áramlások esetében a mérnökök a legmodernebb turbulenciamodellek portfóliójából választhatnak, beleértve a Reynolds-átlagolt Navier-Stokes (RANS), a Detached Eddy Simulation (DES) és a Large Eddy Simulation (LES), amelyek lehetővé teszik a pontosság és a számítási költségek megfelelő egyensúlyát.

A véges térfogatú CFD megközelítések mellett a Simcenter panelmódszerekkel is rendelkezik a gyors aerodinamikai és hidrodinamikai elemzés támogatására. A panelmódszerek felületalapú, örvényvezérelt készítményeket használnak a komplex geometriák körüli legfontosabb áramlási elemek hatékony rögzítésére anélkül, hogy térfogati hálót igényelne. Ez a megközelítés különösen alkalmas a korai tervezéshez és a koncepcióértékeléshez, lehetővé téve a terhelések, erők és teljesítményjellemzők gyors előrejelzését, és kiegészíti a nagy pontosságú CFD-t a későbbi szakaszos validáláshoz.

A hiperszonikus és szuperszonikus áramlások mind a kutatások, mind a következő generációs repülőgépipari alkalmazások élvonalában állnak. Ezekben a nagy sebességű rendszerekben az erős lökéshullámok, a magas hőmérséklet és a szélsőséges nyomásszínák dominálják az áramlási viselkedést. Ahogy a gázdisszociációs és ionizációs hatások jelentőssé válnak, az ideális gáz feltételezések már nem érvényesek, és valóságház- és termokémiai modellezési megközelítéseket igényelnek az áramlási fizikának és teljesítményének pontos rögzítéséhez.

A Simcenter CFD szimuláció fejlett képességeket biztosít a tömöríthető, szuperszonikus és hiperszonikus áramlások modellezéséhez, megfelelő fizikai modellekkel és numerikus módszerekkel támogatva a sokkkölcsönhatások, az aerodinamikai fűtés és a nagy Mach-számú áramlási jelenségek elemzését. A külső szuperszonikus és hiperszonikus aerodinamika gyors értékeléséhez a fejlesztés korai szakaszában a Simcenter panelmódszert is tartalmaz. Ez a felületalapú módszer hatékonyan rögzíti az olyan kulcsfontosságú aerodinamikai jellemzőket, mint a nyomáseloszlás, az erők és a nyomatékok komplex konfigurációkon, térfogati hálók nélkül, kiegészítve a későbbiekben a részletes áramlási fizikai és validáláshoz használt nagy hűségű CFD szimulációkat.

Olvassa el a blogot

A valós mérnöki problémák több áramlási rendszerre vonatkoznak a rétegzett, diszkrét, fóliák stb. között. A mai napig nincs egyetlen többfázisú modell, amely minden rendszert lefedne; azonban a Simcenter CFD átfogó modelleket kínál többfázisú CFD szimulációkhoz, amelyek együtt használhatók számos áramlási rendszer lefedésére, beleértve a köztük lévő átmenetet is. Megjósolhatja és értse meg termékei valós viselkedését a többrendű, többfázisú áramlások szimulálásával.

Olvassa el a blogot

A részecskedinamika kritikus szerepet játszik számos mérnöki alkalmazásban, beleértve a fluidágyakat, a ciklonszeparátorokat, a bevonási folyamatokat, a szállítószalagokat, a pörköléseket és az ömlesztett anyagkezelő rendszereket. Akár híg, akár sűrű részecskék áramlásról van szó, a Simcenter CFD szimuláció segít optimalizálni a részecskék eloszlását, csökkenti az energiafogyasztást, minimalizálja a kopást és kopást, valamint maximalizálja a rendszer általános teljesítményét. Azokhoz az alkalmazásokhoz, ahol a részecske-részecske kölcsönhatások és az érintkezési mechanika uralja a fizikát, a Simcenter fejlett Diszkrét Elem Method (DEM) képességeket biztosít. Ezek a részecskék által felbontott megközelítések lehetővé teszik a részecskék alakjának, méreteloszlásának, érintkezési viselkedésének és anyagtulajdonságainak reális modellezését, támogatva az ömlesztett anyagok áramlásának, szegregációjának, törésének, agglomerációjának és kopásának pontos előrejelzését. Ez különösen fontos a sűrű szemcsés rendszerek esetében, ahol a hagyományos CFD-alapú részecskemodellek nem elegendőek.

A DEM és a CFD egységes szimulációs keretben történő kombinálásával a Simcenter lehetővé teszi a komplex részecske-folyadék rendszerek részletes szimulációját. A mérnökök rugalmasan választhatják ki a legmegfelelőbb modellezési megközelítést, a CFD-alapú részecskemódszerektől kezdve a sűrű részecske-rendszerek teljes DEM-ig, biztosítva a pontosságot és a hatékonyságot az ipari alkalmazások széles skálájában.

További információ a részecskefolyásokról és a DEM-ről

A Simcenter reagáló áramlási és kibocsátási modellek átfogó csomagját kínálja, amely széles körű alkalmazási területet lefedi. Lehetővé teszi a reagáló áramlási modellek és a hőátadás, a sugárzás, a többfázisú reakciók és a felületi kémia szoros összekapcsolását. Reagáló áramlási modelljeink segítenek megérteni és optimalizálni a láng alakját és helyét, minimalizálni a szilárd alkatrészek hőmérsékletét, csökkenteni a kibocsátást és maximalizálni a teljesítményhatékonyságot. Megjósolhatja és megértheti a láng dinamikáját, a hőátadást, a hőkopást, a kibocsátást, a hozamot, az átalakulást, a szelektivitást és a nemkívánatos körülményeket, hogy pontosan rögzítse tervei valós fizikáját.

Olvassa el a blogot

A simított részecskék hidrodinamika (SPH) egy gyors háló nélküli számítási folyadékdinamikai módszer. Mivel nincs szükség hálózásra, lehetővé teszi a mérnökök számára, hogy gyors és robusztus módszerrel könnyen kezeljék a komplex geometriákat és mozgásokat. Az SPH használatával bonyolult, rendkívül dinamikus folyadék-folyadék-interfész megoldható további erőfeszítés nélkül. Mint ilyen, az SPH módszer a numerikus módszerek új generációjának része, amelyet a hálóhoz kapcsolódó korlátok hagyományos megközelítésekkel való leküzdésére fejlesztettek ki, miközben még mindig a Navier-Stokes-egyenleteken alapul.

Olvassa el a blogot

A mai innovatív termékeknek, az elektronikus eszközöktől a mobilitási megoldásokig innovatív hűtési és hőkezelési megoldásokra van szükségük. A Simcenter CFD csomag lehetővé teszi a mérnökök számára, hogy pontosan és hatékonyan szimulálják a hőátadást közegben vagy közegek között. A vezetőképességgel, konvekcióval, sugárzással, konjugált hőátadással és forralással a Simcenter CFD szimuláció a hőátadási fizika teljes csomagját kínálja a folyadékok és szilárd anyagok hőmérséklet-eloszlásának pontos előrejelzésére. A Simcenter portfólió vezető CFD-elemzéseket tartalmaz speciális elektronikai hűtési szimulációs képességekkel a chipcsomagok szintjén, a nyomtatott áramköri kártyákhoz (PCB), az állványokhoz és a nagy adatközpontokhoz tartozó házak számára.

Nézze meg a webináriumot

Az áramlás által kiváltott zaj a járművek, épületek, ventilátorok és ipari berendezések akusztikai jellegének jelentős eleme. A Simcenter átfogó modellezési megközelítéseket kínál az aeroakusztikus zajforrások előrejelzésére, amely egyensúlyi állapotú módszereket, tranziens rácsos Boltzmann módszert (LBM), DES és LES alapú nagy hűségű közvetlen szimulációkat, hangterjedési modelleket és fejlett akusztikus perturbációs egyenletmegoldásokat (APE) tartalmaz.

A Simcenter támogatja a hibrid aeroakusztikus munkafolyamatokat, amelyekben a CFD szimulációk először zajforrásként működő turbulens áramlási struktúrákat rögzítenek. Ezek a források ezután átvihetők dedikált akusztikus szimulációkba, beleértve a véges elemeken alapuló megközelítéseket is, hogy előre jelezzék a hangterjedést, miközben figyelembe vesszük a visszaverődést, az abszorpciót és a környezeti hatásokat. A tipikus alkalmazások közé tartozik a HVAC zaj, az oldalsó tükör zaj és más áramlás által kiváltott hangjelenségek.

Ezenkívül a Simcenter az LBM és GPU gyorsuláson alapuló gyors szimulációs megközelítésekkel bővíti aeroakusztikai képességeit. Ez a módszer vonzó alternatíva a külső aeroakusztikus zaj pontos előrejelzéséhez azáltal, hogy közvetlenül rögzíti a bizonytalan áramlási viselkedést nagy időbeli felbontásban.

Olvassa el a blogot

Szinte minden valós mérnöki probléma végső soron a folyadékok és a szilárd szerkezetek kölcsönhatásától függ. A Simcenter CFD szimuláció véges térfogatú (FV) alapú számítási folyadékdinamikát és véges elemek (FE) alapú számítási szilárdmechanikát (CSM) egyaránt kínál. Ez lehetővé teszi a mérnökök számára, hogy egy könnyen használható, egyetlen integrált felhasználói felületen szimulálják az FSI folyadékszerkezeti interakciót. Ezzel a megközelítéssel statikus, kvázi statikus és dinamikus problémákat oldhat meg, beleértve a nemlineáris geometriát és több alkatrészt tartalmazó problémákat kötött és kis csúszó érintkezők segítségével.

Olvassa el a blogot

A mechanikus folyadékszerkezet kölcsönhatásának kiterjesztésével a Simcenter CFD szimuláció hatékony munkafolyamatokat kínál a hőfeszültség elemzéséhez. A hőmérnökök megoldhatják a folyadék és a szerkezet közötti hőátadási problémákat, és ennek alapján felmérhetik a szilárd régiók hőfeszültségeit.

A Simcenter CFD elemzés számítási reológiájával a mérnökök szimulálhatják a diffúzió és a viszkózus vagy viszkoelasztikus viselkedés dominált folyadékokat. A nem newtoni folyadékok számítási folyadékdinamikája hasznos a fogyasztási termékek, a hulladékfeldolgozás, valamint az élelmiszer- és italipar mérnökei számára, akik keverőkkel, áramlási tartályokkal, hígtrágyával, extrudálással és anyagfeldolgozással dolgoznak. A reológia pontos szimulálása kulcsfontosságú az energiafogyasztás, a kibocsátás és a nyersanyag-felhasználás csökkentéséhez, miközben javítja a termék megbízhatóságát, a felhasználói élményt és a felelősségi költségeket.

Olvassa el a blogot

A Simcenter CFD csomag elektromágneses modellek széles választékával rendelkezik, amelyek számos elektromágneses szimulációval foglalkoznak a mágneses szelepektől, mágnesszelepektől, működtetőktől és transzformátoroktól az elektromos gépekig. Multifizikai CFD csomagként integrált elektromágneses képességeket kínál, amelyek lehetővé teszik a hűtőfolyadék áramlásához, a hőátadáshoz és az elektromágnesességhez való szoros összekapcsolást egyetlen szimulációban. Ezenkívül lehetővé teszi a mérnökök számára, hogy szimulálják a magnetohidrodinamikai (MHD) alkalmazásokat, beleértve a plazma ív szimulációt, a gázrobbanási megszakítókat és a hegesztést.

Olvassa el a blogot

A holisztikus digitális iker megvalósításához a Simcenter CFD szimuláció beágyazódik a szélesebb Simcenter portfólióba. Ez lehetővé teszi a mérnökök számára, hogy integrálódjanak kiterjesztett multidiszciplináris projektek futtatása közben, amikor az elemzésnek túl kell lépnie a multifizikai CFD-n. A Simcenter lehetővé teszi más szimulációs eszközökkel való párosítást dedikált interfészeken és általános adatformátumokon keresztül. Ez lehetővé teszi a mérnökök számára, hogy holisztikus multidiszciplináris szimulációkat hozzanak létre a mikromásodperctől több ezer másodpercig terjedő időskálák felhasználásával, valamint a kifinomult szilárdmechanikától a gyors rendszerszimulációkig, miközben az egyes tudományágakhoz legmegfelelőbb szimulációs technológiát alkalmazzák.

Olvassa el a blogot

Ahogy a mérnöki rendszerek egyre összetettebbé válnak, és a tervezési ciklusok lerövidülnek, a mérnököknek gyorsabb módszerekre van szükségük a nagy tervezési terek felfedezésére, miközben megőrizték A mesterséges intelligencia alapú geometriai mély tanulás (GDL) lehetővé teszi a gyors előrejelzést közvetlenül a geometriai és szimulációs adatokból, felgyorsítva a korai döntéshozatalt és szélesebb körű tervezési feltárást indítva.

A Simcenter integrálja a Geometric Deep Learning CFD munkafolyamatába, hogy nagy hűségű helyettesítő modelleket hozzon létre, amelyek kiegészítik a hagyományos szimulációt. Azáltal, hogy közvetlenül tanulnak a szimulációs eredményekből, legyen az újonnan generált vagy a meglévő adatkészletekből újrafelhasználva, a GDL modellek órák helyett percek alatt gyors teljesítményelőrejelzéseket nyújtanak. Ez a megközelítés lehetővé teszi a mérnökök számára, hogy számítási szempontból intenzív szimulációkat a legígéretesebb koncepciókra összpontosítsanak, miközben az AI segítségével hatékonyan szűrítik, összehasonlítják és finomítják a tervezési alternatívákat Az eredmény a gyorsabb iteráció, a korábbi szimulációs beruházások jobb felhasználása és a méretezhető, mesterséges intelligencia által vezérelt betekintés, amely zökkenőmentesen kapcsolódik a fizikai alapú szimulációs munkafolyamatokhoz.

További információ Simcenter PhysicsAI tartalommal kapcsolatosan