CFD-simulatie

Of het nu gaat om gassen of vloeistoffen, Simcenter biedt een uitgebreide set computationele vloeistofdynamica-modellen voor enkelfasige stromen. Van samendrukbaar tot onsamendrukbaar, en van laminaire tot turbulente regimes, Simcenter ondersteunt CFD-analyses voor een breed scala aan stroomomstandigheden en toepassingen. Voor turbulente stromingen kunnen ingenieurs kiezen uit een ultramodern portfolio van turbulentiemodellen, waaronder Reynolds‑Averaged Navier—Stokes (RANS), Detached Eddy Simulation (DES) en Large Eddy Simulation (LES), waarmee de juiste balans tussen nauwkeurigheid en rekenkosten mogelijk is.

Naast CFD-benaderingen met een beperkt volume biedt Simcenter ook mogelijkheden voor paneelmethoden ter ondersteuning van snelle aërodynamische en hydrodynamische analyses. Paneelmethoden maken gebruik van op het oppervlak gebaseerde, op vorticiteit gebaseerde formuleringen om de belangrijkste stroomkenmerken rond complexe geometrieën efficiënt vast te leggen zonder dat volumetrisch in elkaar grijpen nodig is. Deze aanpak is met name geschikt voor vroege ontwerp- en conceptevaluatie, waardoor een snelle voorspelling van belastingen, krachten en prestatiekenmerken mogelijk is, en als aanvulling op high-fidelity CFD voor validatie in een later stadium.

Hypersonische en supersonische stromen spelen een voortrekkersrol in zowel onderzoek als ruimtevaarttoepassingen van de volgende generatie. In deze hogesnelheidsregimes domineren sterke schokgolven, hoge temperaturen en extreme drukgradiënten het stromingsgedrag. Naarmate de effecten van gasdissociatie en ionisatie aanzienlijk worden, is het mogelijk dat de ideale gasaannames niet langer geldig zijn, waardoor reële gas- en thermochemische modelleringsmethoden nodig zijn om de stromingsfysica en -prestaties nauwkeurig vast te leggen.

Simcenter CFD-simulatie biedt geavanceerde mogelijkheden voor het modelleren van samendrukbare, supersonische en hypersonische stromen, ter ondersteuning van de analyse van schokinteracties, aërodynamische verwarming en stromingsverschijnselen met een hoog Mach-getal met geschikte fysische modellen en numerieke methoden. Voor een snelle beoordeling van externe supersonische en hypersonische aerodynamica in vroege ontwikkelingsstadia bevat Simcenter ook een panelmethode. Deze op het oppervlak gebaseerde methode legt op efficiënte wijze belangrijke aerodynamische eigenschappen vast, zoals drukverdeling, krachten en momenten op complexe configuraties zonder volumetrische integratie, als aanvulling op uiterst betrouwbare CFD-simulaties die later werden gebruikt voor gedetailleerde stromingsfysica en validatie.

Lees het blog

Technische problemen uit de echte wereld hebben betrekking op meerdere stroomregimes in gelaagde, verspreide, discrete films, enz. Tot op heden bestaat er geen enkel meerfasenmodel dat geschikt is voor alle regimes; Simcenter CFD biedt echter een uitgebreide reeks modellen voor meerfasige CFD-simulaties die samen kunnen worden gebruikt om vele stroomregimes te bestrijken, inclusief de overgangen daartussen. Voorspel en begrijp het gedrag van uw producten in de echte wereld door stromen met meerdere regimes en meerdere fasen te simuleren.

Blog lezen

Deeltjesdynamica speelt een cruciale rol in veel technische toepassingen, waaronder wervelbedden, cycloonafscheiders, coatingprocessen, transportbanden, branders en systemen voor de verwerking van bulkmateriaal. Of het nu gaat om verdunde of dichte deeltjesstromen, Simcenter CFD-simulatie helpt om de deeltjesverdeling te optimaliseren, het energieverbruik te verminderen, slijtage en slijtage te minimaliseren en de algehele systeemprestaties te maximaliseren. Voor toepassingen waarbij interacties tussen deeltjes en deeltjes en contactmechanica de natuurkunde domineren, biedt Simcenter geavanceerde mogelijkheden voor de Discrete Element Method (DEM). Deze deeltjesopgeloste benaderingen maken realistische modellering mogelijk van deeltjesvorm, grootteverdeling, contactgedrag en materiaaleigenschappen, wat een nauwkeurige voorspelling van de materiaalstroom, segregatie, breuk, agglomeratie en slijtage in bulk ondersteunt. Dit is met name belangrijk voor systemen met een hoge korreldichtheid waar conventionele deeltjesmodellen op basis van CFD niet voldoende zijn.

Door DEM en CFD te combineren binnen een uniform simulatiekader, maakt Simcenter een gedetailleerde simulatie mogelijk van complexe deeltjes-vloeistofsystemen. Ingenieurs kunnen flexibel kiezen voor de meest geschikte modelleermethode, van op CFD gebaseerde deeltjesmethoden voor verdunde stromen tot volledige DEM voor systemen met een hoge deeltjesdichtheid, wat zorgt voor nauwkeurigheid en efficiëntie voor een breed scala aan industriële toepassingen.

Lees meer over deeltjesstromen en DEM

Simcenter levert een uitgebreide reeks modellen voor reactiestromen en emissies, voor een breed scala aan toepassingen. Het maakt een nauwe koppeling mogelijk tussen modellen met reagerende stroming en warmteoverdracht, straling, meerfasige reacties en oppervlaktechemie. Onze modellen met reagerende stroming helpen de vorm en locatie van vlammen te begrijpen en te optimaliseren, de temperaturen van vaste componenten te minimaliseren, emissies te verminderen en de prestatie-efficiëntie te maximaliseren. U kunt vlamdynamica, warmteoverdracht, thermische slijtage, emissies, opbrengst, conversie, selectiviteit en ongewenste omstandigheden voorspellen en begrijpen om nauwkeurig de fysica van uw ontwerpen vast te leggen.

Blog lezen

Hydrodynamica met gladde deeltjes (SPH) is een snelle, meshloze computationele methode voor vloeistofdynamica. Omdat er geen meshing nodig is, kunnen ingenieurs complexe geometrieën en bewegingen eenvoudig verwerken met een snelle en robuuste methode. Met SPH kan men complexe, zeer dynamische vloeistof/vloeistof-interfaces oplossen zonder extra moeite. Als zodanig maakt de SPH-methode deel uit van een nieuwe generatie numerieke methoden, ontwikkeld om beperkingen op het gebied van meshing te overwinnen met traditionele benaderingen, terwijl ze nog steeds gebaseerd is op de Navier-Stokes-vergelijkingen.

Blog lezen

Innovatieve producten van vandaag, van elektronische apparaten tot mobiliteitsoplossingen, hebben innovatieve oplossingen voor koeling en warmtebeheer nodig. Simcenter CFD-suite stelt ingenieurs in staat om de warmteoverdracht in een medium of tussen media nauwkeurig en efficiënt te simuleren. Met geleiding, convectie, straling, geconjugeerde warmteoverdracht en koken biedt Simcenter CFD-simulatie een volledige suite van warmteoverdrachtsfysica om de temperatuurverdeling in vloeistoffen en vaste stoffen nauwkeurig te voorspellen. Het Simcenter-portfolio omvat toonaangevende CFD-analyses met specifieke elektronische koelsimulatiemogelijkheden voor chippakketniveau, printplaten (PCB's), racks en behuizingen voor grote datacenters.

Webinar bekijken

Geluid veroorzaakt door stroming is een belangrijk onderdeel van de akoestische signatuur van voertuigen, gebouwen, ventilatoren en industriële apparatuur. Simcenter biedt een uitgebreide reeks modelleringsmethoden voor het voorspellen van aeroakoestische geluidsbronnen, waaronder steady-state methoden, de transiënte Lattice Boltzmann-methode (LBM), nauwkeurige directe simulaties op basis van DES en LES, geluidsvoortplantingsmodellen en geavanceerde oplossingen voor akoestische verstoringsvergelijkingen (APE).

Simcenter ondersteunt hybride aeroakoestische workflows waarbij CFD-simulaties eerst turbulente stromingsstructuren vastleggen die als geluidsbron fungeren. Deze bronnen kunnen vervolgens worden overgezet naar specifieke akoestische simulaties, waaronder benaderingen op basis van eindige elementen, om de voortplanting van geluid te voorspellen, waarbij rekening wordt gehouden met reflecties, absorptie en milieueffecten. Typische toepassingen zijn onder meer HVAC-geluid, zijspiegelgeluid en andere geluidsverschijnselen die door de stroming worden veroorzaakt.

Bovendien breidt Simcenter zijn aeroakoestische mogelijkheden uit met snelle simulatiebenaderingen op basis van LBM- en GPU-acceleratie. Deze methode is een aantrekkelijk alternatief voor nauwkeurige voorspellingen van externe aeroakoestische ruis door onstabiel stromingsgedrag rechtstreeks vast te leggen met een hoge temporele resolutie.

Blog lezen

Bijna alle technische problemen in de echte wereld zijn uiteindelijk afhankelijk van de interactie tussen vloeistoffen en vaste structuren. Simcenter CFD-simulatie biedt zowel op eindige volumes (FV) gebaseerde computationele vloeistofdynamica als op eindige elementen (FE) gebaseerde computationele solide mechanica (CSM). Dit stelt ingenieurs in staat om de interactie tussen vloeistof en structuur (FSI) te simuleren in een eenvoudig te gebruiken, geïntegreerde gebruikersinterface. Met deze aanpak kunt u statische, quasi-statische en dynamische problemen oplossen, waaronder problemen met niet-lineaire geometrie en meerdere onderdelen, met behulp van gebonden en kleine schuifcontacten.

Blog lezen

Simcenter CFD-simulatie breidt de interactie tussen de mechanische vloeistofstructuur uit en biedt efficiënte workflows voor thermische stressanalyses. Thermische ingenieurs kunnen problemen met de warmteoverdracht tussen een vloeistof en een structuur oplossen en op basis daarvan thermische spanningen in vaste gebieden beoordelen.

Met computationele reologie in Simcenter CFD-analyse kunnen ingenieurs vloeistoffen simuleren die worden gedomineerd door diffusie en viskeus of visco-elastisch gedrag. Computationele vloeistofdynamica van niet-Newtoniaanse vloeistoffen is nuttig voor ingenieurs in consumentenproducten, afvalverwerking en de voedingsmiddelen- en drankenindustrie die werken met mixers, flowcontainers, slurries, extrusies en materiaalverwerking. Het nauwkeurig simuleren van reologie is essentieel om het energieverbruik, de emissies en het gebruik van grondstoffen te verminderen en tegelijkertijd de betrouwbaarheid van het product, de gebruikerservaring en de aansprakelijkheidskosten te verbeteren.

Blog lezen

De CFD-suite van Simcenter bevat een breed scala aan elektromagnetische modellen voor uiteenlopende elektromagnetische simulaties, van magnetische kleppen, solenoïdes, actuatoren en transformatoren tot elektrische machines. Als CFD-suite voor multifysica biedt het geïntegreerde elektromagnetische mogelijkheden waarmee u in één enkele simulatie nauw kunt koppelen aan de koelmiddelstroom, warmteoverdracht en elektromagnetica. Het stelt ingenieurs ook in staat om toepassingen op het gebied van magnetohydrodynamica (MHD) te simuleren, waaronder plasmaboogsimulatie, gasstroomonderbrekers en lassen.

Lees het blog

Voor de realisatie van een holistische digitale tweeling is Simcenter CFD-simulatie geïntegreerd in het bredere Simcenter-portfolio. Hierdoor kunnen ingenieurs geïntegreerd blijven terwijl ze uitgebreide multidisciplinaire projecten uitvoeren wanneer analyses verder moeten gaan dan multifysische CFD. Simcenter stelt u in staat om via speciale interfaces en veelgebruikte gegevensformaten te koppelen aan andere simulatietools. Dit stelt ingenieurs in staat om holistische multidisciplinaire simulaties te maken met behulp van tijdschalen van microseconden tot duizenden seconden, en natuurkunde, variërend van geavanceerde solide mechanica tot snelle systeemsimulaties, waarbij gebruik wordt gemaakt van de meest geschikte simulatietechnologie voor elke discipline.

Blog lezen

Naarmate technische systemen complexer worden en de ontwerpcycli korter worden, hebben ingenieurs snellere manieren nodig om grote ontwerpruimten te verkennen, terwijl ze toch kunnen vertrouwen in de prestatievoorspellingen. Op AI gebaseerde Geometric Deep Learning (GDL) maakt snelle voorspellingen mogelijk, rechtstreeks op basis van geometrie- en simulatiegegevens, waardoor vroege besluitvorming wordt versneld en een bredere verkenning van ontwerpen mogelijk wordt.

Simcenter integreert Geometric Deep Learning in zijn CFD-workflow om uiterst betrouwbare surrogaatmodellen te creëren die een aanvulling vormen op traditionele simulatie. Door rechtstreeks te leren van simulatieresultaten, of ze nu nieuw zijn gegenereerd of hergebruikt op basis van bestaande datasets, leveren GDL-modellen snelle prestatievoorspellingen binnen enkele minuten in plaats van uren. Met deze aanpak kunnen ingenieurs rekenintensieve simulaties concentreren op de meest veelbelovende concepten en tegelijkertijd AI gebruiken om ontwerpalternatieven efficiënt te screenen, te vergelijken en te verfijnen. Het resultaat is snellere iteratie, een beter gebruik van historische simulatie-investeringen en schaalbare, AI-gestuurde inzichten die naadloos zijn verbonden met op fysica gebaseerde simulatieworkflows.

Lees meer over Simcenter PhysicSai