Simulazione CFD

Che si tratti di gas o liquidi, Simcenter offre una serie completa di modelli di fluidodinamica computazionale per flussi monofase. Dai flussi comprimibili a quelli incomprimibili, dai flussi laminari a quelli turbolenti, Simcenter fornisce analisi CFD per qualsiasi regime di flusso. Per i flussi turbolenti, gli ingegneri aerodinamici di tutti i settori possono scegliere tra una serie completa di modelli di turbolenza all'avanguardia, tra cui tutti i modelli Reynolds Average Navier Stokes (RANS) comuni, Detached Eddy Simulations (DES) e Large Eddy Simulations (LES).

La velocità ipersonica è attualmente un argomento molto interessante per la ricerca e i futuri voli commerciali. Con la dissociazione e la ionizzazione dei fluidi nei regimi ipersonici, il gas ideale potrebbe non essere l'equazione di stato appropriata, l'equilibrio reale del gas potrebbe essere un'opzione migliore.

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I problemi ingegneristici del mondo reale riguardano più regimi di flusso su film stratificati, dispersi, discreti, ecc. Ad oggi, non esiste un unico modello multifase in grado di coprire tutti i regimi; tuttavia, Simcenter CFD fornisce una gamma completa di modelli per simulazioni CFD multifase che possono essere usati insieme per coprire molti regimi di flusso, comprese le transizioni tra di essi. Preveda e comprenda il comportamento reale dei suoi prodotti simulando flussi multifase multiregime e multiscala.

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I flussi di particolato in ingegneria esistono ovunque: letti fluidizzati, separatori a ciclone, rivestimenti, trasportatori, tostatrici, ecc. Che si tratti di flussi di particelle magri o densi, la simulazione CFD di Simcenter offre una completa integrazione del flusso di particelle per massimizzare l'efficienza e la distribuzione delle particelle, ridurre al minimo il consumo di energia, evitare usura e abrasione eccessive e ottimizzare le prestazioni complessive.

Simulando accuratamente forme realistiche delle particelle con movimento e contatto delle particelle corretti, gli ingegneri possono garantire prestazioni di movimentazione dei materiali. A differenza di altri strumenti, Simcenter offre la fisica del flusso e del particolato accoppiata all'interno di un unico ambiente di simulazione, riducendo significativamente lo sforzo di configurazione della simulazione. Offrendo metodi a elementi discreti (DEM) basati su mesh e senza mesh, gli ingegneri possono sempre scegliere l'approccio di modellazione delle particelle più adatto.

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Simcenter offre una suite completa di modelli di flusso ed emissione di reazione, che copre un'ampia gamma di applicazioni. Consente uno stretto accoppiamento tra i modelli di flusso reagente e il trasferimento di calore, la radiazione, le reazioni multifase e la chimica delle superfici. I nostri modelli di flusso reattivo aiutano a comprendere e ottimizzare la forma e la posizione della fiamma, minimizzare le temperature dei componenti solidi, ridurre le emissioni e massimizzare l'efficienza delle prestazioni. Può prevedere e comprendere la dinamica della fiamma, il trasferimento di calore, l'usura termica, le emissioni, la resa, la conversione, la selettività e le condizioni indesiderate per catturare con precisione la fisica reale dei suoi progetti.

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L'idrodinamica a particelle levigate (SPH) è un metodo di fluidodinamica computazionale rapido e senza maglie. Poiché non è richiesta alcuna mesh, consente agli ingegneri di gestire facilmente geometrie e movimenti complessi con un metodo rapido e robusto. Utilizzando SPH si può risolvere un'interfaccia fluido/fluido complessa e altamente dinamica senza alcuno sforzo aggiuntivo. In quanto tale, il metodo SPH fa parte di una nuova generazione di metodi numerici, sviluppati per superare i vincoli legati al mesh con approcci tradizionali pur essendo basato sulle equazioni di Navier-Stokes.

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I prodotti innovativi di oggi, dai dispositivi elettronici alle soluzioni per la mobilità, richiedono soluzioni innovative di raffreddamento e gestione termica. La suite Simcenter CFD consente agli ingegneri di simulare il trasferimento di calore in un mezzo o tra supporti in modo accurato ed efficiente. Con conduzione, convezione, irraggiamento, trasferimento di calore coniugato ed ebollizione, la simulazione CFD di Simcenter offre una suite completa di fisica del trasferimento di calore per prevedere con precisione le distribuzioni della temperatura nei fluidi e nei solidi. Il portafoglio Simcenter include analisi CFD all'avanguardia con funzionalità specifiche di simulazione del raffreddamento elettronico a livello di pacchetto di chip, circuiti stampati (PCB), rack e custodie per data center di grandi dimensioni.

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Il rumore indotto dal flusso è una componente significativa della firma acustica di un veicolo (o di un altro prodotto). Simcenter offre una vasta libreria di modelli accurati per la previsione delle sorgenti di rumore aeroacustico, tra cui: modelli allo stato stazionario, modelli diretti (DES/LES), modelli di propagazione e risolutore di equazioni di perturbazione acustica (APE).

Simcenter supporta metodi aeroacustici ibridi: in primo luogo, viene utilizzata una simulazione CFD per catturare le turbolenze di flusso, che vengono tradotte in sorgenti aeroacustiche da inserire in un secondo modello di simulazione acustica (FEM). Quest'ultimo prevede quindi la propagazione acustica di queste sorgenti, compresi i riflessi e l'assorbimento nell'ambiente. Ad esempio, è possibile prevedere il rumore del sistema HVAC o degli specchietti laterali in un'auto.

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Quasi tutti i problemi ingegneristici del mondo reale dipendono in ultima analisi dall'interazione tra fluidi e strutture solide. La simulazione CFD Simcenter offre sia la fluidodinamica computazionale basata sui volumi finiti (FV) che la meccanica computazionale dei solidi (CSM) basata sugli elementi finiti (FE). Ciò consente agli ingegneri di simulare l'interazione fluido-struttura FSI in un'unica interfaccia utente integrata facile da usare. Utilizzando questo approccio, può risolvere problemi statici, quasi statici e dinamici, compresi quelli con geometria non lineare e parti multiple utilizzando contatti incollati e di piccole dimensioni scorrevoli.

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Estendendo l'interazione meccanica fluido-struttura, la simulazione CFD di Simcenter offre flussi di lavoro efficienti per le analisi delle sollecitazioni termiche. Gli ingegneri termici possono risolvere i problemi di trasferimento del calore tra un fluido e una struttura e in base a ciò valutare le sollecitazioni termiche nelle regioni solide.

Con la reologia computazionale nell'analisi CFD di Simcenter, gli ingegneri possono simulare fluidi dominati dalla diffusione e dal comportamento viscoso o viscoelastico. La fluidodinamica computazionale dei fluidi non newtoniani è utile agli ingegneri dell'industria dei prodotti di consumo, del trattamento dei rifiuti e degli alimenti e delle bevande che lavorano con miscelatori, contenitori a flusso, fanghi, estrusioni e lavorazione dei materiali. La simulazione accurata della reologia è la chiave per ridurre il consumo energetico, le emissioni e l'uso di materie prime migliorando al contempo l'affidabilità del prodotto, l'esperienza utente e i costi di responsabilità.

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La suite Simcenter CFD include un'ampia gamma di modelli elettromagnetici per affrontare una serie di simulazioni elettromagnetiche da valvole magnetiche, solenoidi, attuatori e trasformatori a macchine elettriche. Essendo una suite CFD multifisica, offre funzionalità elettromagnetiche integrate che Le consentono di accoppiarsi strettamente al flusso di refrigerante, al trasferimento di calore e all'elettromagnetismo in un'unica simulazione. Consente inoltre agli ingegneri di simulare applicazioni magnetoidrodinamiche (MHD), tra cui simulazione di arco al plasma, interruttori automatici a getto di gas e saldatura.

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Per la realizzazione di un digital twin olistico, la simulazione CFD di Simcenter è integrata nel più ampio portafoglio Simcenter. Ciò consente agli ingegneri di rimanere integrati durante l'esecuzione di progetti multidisciplinari estesi quando l'analisi deve andare oltre la CFD multifisica. Simcenter Le consente di abbinarsi ad altri strumenti di simulazione tramite interfacce dedicate e formati di dati comuni. Ciò consente agli ingegneri di creare simulazioni multidisciplinari olistiche utilizzando scale temporali che vanno da microsecondi a migliaia di secondi e fisica che vanno dalla sofisticata meccanica dei solidi alle simulazioni rapide di sistema, sfruttando la tecnologia di simulazione più adatta per ogni disciplina.

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