Simulação CFD

Quer se trate de gases ou líquidos, o Simcenter oferece um conjunto abrangente de modelos computacionais de dinâmica de fluidos para fluxos monofásicos. De compressível a incompressível, de fluxos laminares a turbulentos, o Simcenter fornece análise CFD para qualquer regime de fluxo. Para fluxos turbulentos, os engenheiros aerodinâmicos de todas as indústrias podem escolher entre um conjunto abrangente de modelos de turbulência de última geração, incluindo todos os modelos comuns Reynolds Average Navier Stokes (RANS), Simulações de Eddy Destacadas (DES) e Large Eddy Simulations (LES).

A velocidade hipersónica é atualmente um tópico muito interessante para a investigação e futuros voos comerciais. Com a dissociação e ionização de fluidos em regimes hipersónicos, 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 cobrem vários regimes de fluxo em filmes estratificados, dispersos, discretos, etc. Até à data, não existe um modelo multifásico único que possa cobrir todos os regimes; no entanto, o Simcenter CFD fornece uma gama abrangente de modelos para simulações de CFD multifásicas que podem ser usadas juntas para cobrir muitos regimes de fluxo, incluindo as transições entre eles. Preveja e compreenda o comportamento real dos seus produtos através da simulação de fluxos multifásicos multi-regime e multi-escala.

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Os fluxos de partículas na engenharia existem em todo o lado — leitos fluidizados, separadores de ciclones, revestimento, transportadores, torrefadores, etc. Sejam fluxos de partículas enxutos ou densos, a simulação Simcenter CFD oferece integração total do fluxo de partículas para maximizar a eficiência e distribuição das partículas, minimizar o consumo de energia, evitar o desgaste excessivo e a abrasão e otimizar o desempenho geral.

Ao simular formas realistas de partículas com precisão com movimento e contacto adequados das partículas, os engenheiros podem garantir o desempenho do manuseamento do material. Ao contrário de outras ferramentas, o Simcenter oferece fluxo acoplado e física de partículas num 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 podem sempre escolher a abordagem de modelagem de partículas mais adequada.

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O Simcenter oferece um conjunto abrangente de modelos de fluxo e emissão de reação, cobrindo uma ampla gama de aplicações. Permite um acoplamento estreito entre modelos de fluxo de reação e transferência de calor, radiação, reações multifásicas e química de superfície. Os nossos modelos de fluxo de reação ajudam a compreender e otimizar a forma e a localização da chama, minimizar as temperaturas dos componentes sólidos, reduzir as emissões e maximizar a eficiência do desempenho. Pode prever e compreender a dinâmica da chama, transferência de calor, desgaste térmico, emissões, rendimento, conversão, seletividade e condições indesejáveis para capturar com precisão a física do mundo real dos 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, permite aos engenheiros lidar facilmente com geometrias e movimentos complexos com um método rápido e robusto. Usando o SPH, é possível resolver uma interface fluido/fluido altamente dinâmica complexa sem nenhum esforço extra. Como tal, o método SPH faz parte de uma nova geração de métodos numéricos, desenvolvidos para ultrapassar restrições relacionadas com o meshing com abordagens tradicionais enquanto continua a ser baseado nas equações de Navier-Stokes.

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Os produtos inovadores de hoje, de dispositivos eletrónicos a soluções de mobilidade, precisam de soluções inovadoras de arrefecimento e gestão térmica. O Simcenter CFD suite permite aos engenheiros simular a transferência de calor num meio ou entre suportes de forma precisa e eficiente. Com condução, convecção, radiação, transferência de calor conjugada e ebulição, a simulação Simcenter CFD oferece um conjunto completo de física de transferência de calor para prever com precisão as distribuições de temperatura em fluidos e sólidos. O portefólio Simcenter inclui análises CFD líderes com capacidades específicas de simulação de arrefecimento eletrónico para nível de pacote de chips, placa de circuito impresso (PCB), rack e compartimentos para grandes datacenters.

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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 aeroacústicas, 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 prevê a propagação acústica destas fontes, incluindo reflexos e absorção no ambiente. Por exemplo, o sistema de climatização ou o ruído do espelho lateral num 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 Simcenter CFD oferece dinâmica de fluidos computacional baseada em volume finito (FV) e mecânica de sólidos computacional baseada em elementos finitos (FE) (CSM). Isto permite que os engenheiros simulem a interação fluido-estrutura FSI numa interface de utilizador integrada única e fácil de usar. Usando esta abordagem, pode resolver problemas estáticos, quase-estáticos e dinâmicos, incluindo aqueles com geometria não linear e várias partes usando contactos deslizantes ligados e pequenos.

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

Com a reologia computacional na análise Simcenter CFD, os engenheiros podem simular fluidos dominados por difusão e comportamento viscoso ou viscoelástico. A dinâmica de fluidos 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, lamas, 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, melhorando a fiabilidade do produto, a experiência do utilizador e os custos de responsabilidade.

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O Simcenter CFD suite vem com uma vasta gama de modelos eletromagnéticos para abordar uma gama de simulações eletromagnéticas, desde válvulas magnéticas, solenóides, atuadores e transformadores até máquinas elétricas. Como um conjunto de CFD multifísico, oferece capacidades eletromagnéticas integradas que permitem acoplar-se firmemente ao fluxo de líquido de arrefecimento, transferência de calor e eletromagnetismo numa única simulação. Também permite aos engenheiros simular aplicações de magnetohidrodinâmica (MHD), incluindo simulação de arco de plasma, disjuntores a jato de gás e soldadura.

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Para a realização de um digital twin holístico, a simulação Simcenter CFD está incorporada no portefólio Simcenter mais amplo. Isto permite que os engenheiros permaneçam integrados enquanto executam projetos multidisciplinares alargados quando a análise precisa ir além do CFD multifísico. O Simcenter permite-lhe acopar a outras ferramentas de simulação através de interfaces dedicadas e formatos de dados comuns. Isto permite que os engenheiros criem simulações multidisciplinares holísticas usando escalas de tempo que variam de microssegundos a milhares de segundos, e física que vão desde mecânica de sólidos sofisticada a simulações rápidas de sistema, aproveitando a tecnologia de simulação mais adequada para cada disciplina.

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