Simulação de CFD

Sejam gases ou líquidos, o Simcenter oferece um conjunto abrangente de modelos computacionais de dinâmica de fluidos para fluxos monofásicos. De compressíveis a incompressíveis, de fluxos laminares a turbulentos, o Simcenter fornece análise CFD para qualquer regime de fluxo. Para fluxos turbulentos, engenheiros aerodinâmicos de todos os setores podem escolher entre um conjunto abrangente de modelos de turbulência de última geração, incluindo todos os modelos comuns do Reynolds Average Navier Stokes (RANS), Detached Eddy Simulations (DES) e Large Eddy Simulations (LES).

Atualmente, a velocidade hipersônica é um tópico muito interessante para pesquisas e futuros voos comerciais. Com a dissociação e ionização de fluidos em regimes hipersônicos, o gás ideal pode não ser a equação de estado apropriada; o equilíbrio real do gás pode ser uma opção melhor.

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Os problemas de engenharia do mundo real abrangem vários regimes de fluxo em filmes estratificados, dispersos, discretos, etc. Até o momento, não há um único modelo multifásico que possa cobrir todos os regimes; no entanto, o Simcenter CFD fornece uma ampla variedade de modelos para simulações de CFD multifásicas que podem ser usados juntos para cobrir muitos regimes de fluxo, incluindo as transições entre eles. Preveja e compreenda o comportamento real de seus produtos simulando fluxos multifásicos de vários regimes e escalas.

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Os fluxos de partículas na engenharia existem em todos os lugares — leitos fluidizados, separadores de ciclones, revestimentos, transportadores, torrefadores etc. Sejam fluxos de partículas enxutas ou densas, a simulação CFD do Simcenter oferece integração total do fluxo de partículas para maximizar a eficiência e a distribuição de partículas, minimizar o consumo de energia, evitar desgaste e abrasão excessivos e otimizar o desempenho geral.

Ao simular formas realistas de partículas com precisão com o movimento e o contato adequados das partículas, os engenheiros podem garantir o desempenho do manuseio de materiais. Ao contrário de outras ferramentas, o Simcenter oferece física acoplada de fluxo e partículas em um único ambiente de simulação, reduzindo significativamente o esforço de configuração da simulação. Oferecendo métodos de elementos discretos (DEM) baseados em malha e sem malha, os engenheiros sempre podem escolher a abordagem de modelagem de partículas mais adequada.

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O Simcenter oferece um conjunto abrangente de modelos de fluxo reagente e emissão, cobrindo uma ampla variedade de aplicações. Ele permite um forte acoplamento entre modelos de fluxo reagente e transferência de calor, radiação, reações multifásicas e química de superfície. Nossos modelos de fluxo reativo ajudam a entender e otimizar a forma e a localização da chama, minimizar as temperaturas dos componentes sólidos, reduzir as emissões e maximizar a eficiência do desempenho. Você pode prever e entender a dinâmica da chama, a transferência de calor, o desgaste térmico, as emissões, o rendimento, a conversão, a seletividade e as condições indesejáveis para capturar com precisão a física real de seus projetos.

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A hidrodinâmica de partículas suavizadas (SPH) é um método rápido de dinâmica de fluidos computacional sem malha. Como nenhuma malha é necessária, ela permite que os engenheiros lidem facilmente com geometrias e movimentos complexos com um método rápido e robusto. Usando o SPH, é possível resolver uma interface fluido/fluido complexa e altamente dinâmica sem nenhum esforço extra. Como tal, o método SPH faz parte de uma nova geração de métodos numéricos, desenvolvidos para superar as restrições relacionadas à malha com abordagens tradicionais, ao mesmo tempo em que se baseia nas equações de Navier-Stokes.

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Os produtos inovadores de hoje, de dispositivos eletrônicos a soluções de mobilidade, precisam de soluções inovadoras de resfriamento e gerenciamento térmico. O pacote Simcenter CFD permite que os engenheiros simulem a transferência de calor em um meio ou entre mídias com precisão e eficiência. Com condução, convecção, radiação, transferência de calor conjugada e ebulição, a simulação CFD do Simcenter oferece um conjunto completo de física de transferência de calor para prever com precisão as distribuições de temperatura em fluidos e sólidos. O portfólio do Simcenter inclui as principais análises de CFD com recursos específicos de simulação de resfriamento eletrônico para nível de pacote de chips, placa de circuito impresso (PCB), rack e gabinetes para grandes data centers.

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O ruído induzido pelo fluxo é um componente significativo da assinatura acústica de um veículo (ou outro produto). O Simcenter oferece uma extensa biblioteca de modelos precisos para prever fontes de ruído aeroacústico, incluindo: modelos de estado estacionário, modelos diretos (DES/LES), modelos de propagação e solucionador de equações de perturbação acústica (APE).

O Simcenter suporta métodos aeroacústicos híbridos: primeiro, uma simulação CFD é usada para capturar turbulências de fluxo, que são traduzidas em fontes aeroacústicas para serem conectadas a um segundo modelo de simulação acústica (FEM). Este último então prevê a propagação acústica dessas fontes, incluindo reflexões e absorção no ambiente. Por exemplo, o sistema HVAC ou o ruído do espelho lateral em um carro podem ser previstos.

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Quase todos os problemas de engenharia do mundo real dependem, em última análise, da interação entre fluidos e estruturas sólidas. A simulação de CFD do Simcenter oferece dinâmica de fluidos computacional baseada em volume finito (FV) e mecânica de sólidos computacional (CSM) baseada em elementos finitos (FE). Isso permite que os engenheiros simulem a interação fluido-estrutura FSI em uma única interface de usuário integrada e fácil de usar. Usando essa abordagem, você pode resolver problemas estáticos, quase estáticos e dinâmicos, incluindo aqueles com geometria não linear e várias peças usando contatos deslizantes pequenos e colados.

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Estendendo a interação mecânica entre fluidos e estruturas, a simulação CFD do Simcenter oferece fluxos de trabalho eficientes para análises de estresse térmico. Os engenheiros térmicos podem resolver problemas de transferência de calor entre um fluido e uma estrutura e, com base nisso, avaliar as tensões térmicas nas regiões sólidas.

Com a reologia computacional na análise CFD do Simcenter, os engenheiros podem simular fluidos dominados pela difusão e pelo comportamento viscoso ou viscoelástico. A dinâmica computacional de fluidos não newtonianos é útil para engenheiros nas indústrias de produtos de consumo, processamento de resíduos e alimentos e bebidas que trabalham com misturadores, recipientes de fluxo, pastas, extrusões e processamento de materiais. Simular a reologia com precisão é a chave para reduzir o consumo de energia, as emissões e o uso de matéria-prima, ao mesmo tempo em que melhora a confiabilidade do produto, a experiência do usuário e os custos de responsabilidade.

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O pacote Simcenter CFD vem com uma ampla variedade de modelos eletromagnéticos para abordar uma variedade de simulações eletromagnéticas, desde válvulas magnéticas, solenóides, atuadores e transformadores até máquinas elétricas. Como uma suíte de CFD multifísica, ela oferece recursos eletromagnéticos integrados que permitem acoplar firmemente o fluxo de refrigerante, a transferência de calor e o eletromagnetismo em uma única simulação. Ele também permite que os engenheiros simulem aplicações de magnetohidrodinâmica (MHD), incluindo simulação de arco de plasma, disjuntores de jateamento a gás e soldagem.

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Para a realização de um gêmeo digital holístico, a simulação CFD do Simcenter está incorporada ao portfólio mais amplo do Simcenter. Isso permite que os engenheiros permaneçam integrados enquanto executam projetos multidisciplinares estendidos quando a análise precisa ir além do CFD multifísico. O Simcenter permite que você se conecte a outras ferramentas de simulação por meio de interfaces dedicadas e formatos de dados comuns. Isso permite que os engenheiros criem simulações multidisciplinares holísticas usando escalas de tempo que variam de microssegundos a milhares de segundos e físicas que variam de sofisticada mecânica de sólidos a simulações rápidas de sistemas, aproveitando a tecnologia de simulação mais adequada para cada disciplina.

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