CFD simulacija

Ne glede na to, ali gre za pline ali tekočine, Simcenter ponuja obsežen nabor računalniških modelov dinamike tekočin za enofazne tokove. Od stisljivega do nestlačljivega in od laminarnega do turbulentnega režima Simcenter podpira analizo CFD v širokem razponu pogojev pretoka in aplikacij. Za turbulentne tokove lahko inženirji izbirajo med najsodobnejšim portfeljem turbulentnih modelov, vključno z Reynoldsovim povprečnim navier—Stokesom (RANS), Separated Eddy Simulation (DES) in Large Eddy Simulation (LES), ki omogočajo pravo ravnovesje med natančnostjo in stroški računanja.

Poleg pristopov CFD s končno količino Simcenter vključuje tudi zmogljivosti panelnih metod za podporo hitre aerodinamične in hidrodinamične analize. Panelne metode uporabljajo formulacije, ki temeljijo na površinah, ki temeljijo na vrtinčah, za učinkovito zajemanje ključnih značilnosti pretoka okoli zapletenih geometrij brez potrebe po volumetričnih mrežah. Ta pristop je še posebej primeren za zgodnje načrtovanje in vrednotenje konceptov, saj omogoča hitro napovedovanje obremenitev, sil in lastnosti delovanja ter dopolnjuje visoko natančne CFD za potrjevanje poznejših stopenj.

Hipersonični in nadzvočni tokovi so v ospredju raziskav in vesoljskih aplikacij naslednje generacije. V teh režimih visoke hitrosti v obnašanju toka prevladujejo močni udarni valovi, visoke temperature in ekstremni gradienti tlaka. Ker učinki disociacije in ionizacije plina postanejo pomembni, predpostavke idealnih plinov morda ne bodo več veljavne, kar zahteva pristope modeliranja realnega plina in termokemičnega modeliranja za natančno zajemanje fizike in zmogljivosti toka.

Simcenter CFD simulacija ponuja napredne zmogljivosti za modeliranje stisljivih, nadzvočnih in hipersoničnih tokov, ki podpira analizo udarnih interakcij, aerodinamičnega segrevanja in pojavov pretoka z visokim Mach-številom z ustreznimi fizikalnimi modeli in numeričnimi metodami. Za hitro oceno zunanje nadzvočne in hipersonične aerodinamike v zgodnjih fazah razvoja Simcenter vključuje tudi panelno metodo. Ta površinska metoda učinkovito zajema ključne aerodinamične značilnosti, kot so porazdelitev tlaka, sile in momenti na kompleksnih konfiguracijah brez volumetrične mreže, kar dopolnjuje visoko natančne simulacije CFD, kasneje uporabljene za podrobno fiziko pretoka in validacijo.

Preberite blog

Dejanski inženirski problemi zajemajo več režimov pretoka v stratificiranih, razpršenih, diskretnih, filmih itd. Do danes ni enotnega večfaznega modela, ki bi pokrival vse režime; vendar Simcenter CFD ponuja obsežno paleto modelov za večfazne simulacije CFD, ki jih je mogoče uporabiti skupaj za pokrivanje številnih režimov pretoka, vključno s prehodi med njimi. Predvidevajte in razumejte realno vedenje vaših izdelkov s simulacijo večrežimnih večfaznih tokov.

Preberite blog

Dinamika delcev igra ključno vlogo v številnih inženirskih aplikacijah, vključno s fluidnimi posteljami, ciklonskimi separatorji, postopki prevlečenja, transporterji, pražilniki in sistemi za ravnanje z razsutim materialom. Ne glede na to, ali gre za tokove razredčenih ali gostih delcev, Simcenter CFD simulacija pomaga optimizirati porazdelitev delcev, zmanjšati porabo energije, zmanjšati obrabo in odrgnino ter povečati celotno zmogljivost sistema. Za aplikacije, kjer interakcije delcev in delcev in mehanika stikov prevladujejo v fiziki, Simcenter ponuja napredne zmogljivosti metode diskretnih elementov (DEM). Ti pristopi, ločeni z delci, omogočajo realistično modeliranje oblike delcev, porazdelitve velikosti, obnašanja stika in lastnosti materiala ter podpirajo natančno napovedovanje pretoka razsutega materiala, ločevanja, lomljenja, aglomeracije in obrabe. To je še posebej pomembno za goste zrnaste sisteme, kjer običajni modeli delcev na osnovi CFD ne zadostujejo.

Z združevanjem DEM in CFD znotraj enotnega simulacijskega okvira Simcenter omogoča podrobno simulacijo kompleksnih sistemov delcev in tekočin. Inženirji lahko fleksibilno izberejo najprimernejši pristop modeliranja, od metod delcev, ki temeljijo na CFD za razredčene tokove, do polnega DEM za sisteme gostih delcev, kar zagotavlja natančnost in učinkovitost v številnih industrijskih aplikacijah.

Preberite več o pretoku delcev in DEM

Simcenter ponuja obsežen nabor reakcijskih modelov pretoka in emisij, ki pokrivajo široko paleto aplikacij. Omogoča tesno povezovanje med reakcijskimi modeli pretoka in prenosom toplote, sevanjem, večfaznimi reakcijami in površinsko kemijo. Naši modeli reakcijskega toka pomagajo razumeti in optimizirati obliko in lokacijo plamena, zmanjšati temperature trdnih komponent, zmanjšati emisije in povečati učinkovitost delovanja. Za natančno zajemanje realne fizike vaših modelov lahko napovedujete in razumete dinamiko plamena, prenos toplote, toplotno obrabo, emisije, donos, pretvorbo, selektivnost in nezaželene pogoje.

Preberite blog

Hidrodinamika gladkih delcev (SPH) je hitra metoda računalniške dinamike tekočin brez mreže. Ker ni potrebno mrežo, inženirjem omogoča enostavno obvladovanje zapletenih geometrij in gibov s hitro in robustno metodo. Z uporabo SPH lahko brez dodatnega napora rešite zapleten visoko dinamičen vmesnik tekočina/tekočina. Kot taka je metoda SPH del nove generacije numeričnih metod, razvite za premagovanje omejitev, povezanih z mrežami, s tradicionalnimi pristopi, hkrati pa še vedno temeljijo na Navier-Stokesovih enačbah.

Preberite blog

Današnji inovativni izdelki, od elektronskih naprav do rešitev za mobilnost, potrebujejo inovativne rešitve za hlajenje in upravljanje toplote. Simcenter CFD paket omogoča inženirjem, da natančno in učinkovito simulirajo prenos toplote v mediju ali med mediji. Simcenter CFD simulacija s prevodnostjo, konvekcijo, sevanjem, konjugiranim prenosom toplote in vrenjem ponuja celoten nabor fizike prenosa toplote za natančno napovedovanje porazdelitve temperature v tekočinah in trdnih snoveh. Portfelj Simcenter vključuje vodilno analizo CFD s posebnimi zmogljivostmi simulacije hlajenja elektronike za raven paketa čipov, tiskano vezje (PCB), stojalo in ohišja za velike podatkovne centre.

Oglejte si spletni seminar

Hrup, ki ga povzroča pretok, je pomemben sestavni del zvočnega znaka vozil, stavb, ventilatorjev in industrijske opreme. Simcenter ponuja obsežen nabor pristopov modeliranja za napovedovanje aeroakustičnih virov hrupa, ki zajemajo metode dinamičnega ravnovesja, prehodno rešetkasto Boltzmannovo metodo (LBM), neposredne simulacije visoke ločljivosti, ki temeljijo na DES in LES, modele širjenja zvoka in napredne reševalce enačb zvočnih motenj (APE).

Simcenter podpira hibridne aeroakustične delovne tokove, pri katerih simulacije CFD najprej zajemajo turbulentne strukture pretoka, ki delujejo kot viri hrupa. Te vire lahko nato prenesemo na namenske akustične simulacije, vključno s pristopi, ki temeljijo na končnih elementih, za napovedovanje širjenja zvoka ob upoštevanju odsevov, absorpcije in vplivov na okolje. Tipične aplikacije vključujejo hrup HVAC, hrup s stranskim ogledalom in druge zvočne pojave, ki jih povzroča tok.

Poleg tega Simcenter razširja svoje aeroakustične zmogljivosti s hitrimi simulacijskimi pristopi, ki temeljijo na pospeševanju LBM in GPU. Ta metoda je privlačna alternativa za natančne napovedi zunanjega aeroakustičnega hrupa z neposrednim zajemanjem nestabilnega vedenja toka pri visoki časovni ločljivosti.

Preberite blog

Skoraj vsi inženirski problemi v resničnem svetu so na koncu odvisni od interakcije med tekočinami in trdnimi strukturami. Simcenter CFD simulacija ponuja tako računalniško dinamiko tekočin, ki temelji na končni prostornini (FV), kot računalniško trdno mehaniko (CSM), ki temelji na končnih elementih (FE). To inženirjem omogoča simuliranje interakcije tekočine in strukture FSI v enotnem integriranem uporabniškem vmesniku, ki je enostaven za uporabo. S tem pristopom lahko rešite statične, kvazistatične in dinamične težave, vključno s tistimi z nelinearno geometrijo in več deli z uporabo vezanih in majhnih drsnih kontaktov.

Preberite blog

Simcenter CFD simulacija razširja mehansko interakcijo med tekočino in strukturo ponuja učinkovite delovne tokove za analize toplotnih napetosti. Toplotni inženirji lahko rešujejo težave s prenosom toplote med tekočino in strukturo ter na podlagi tega ocenijo toplotne napetosti v trdnih predelih.

Z računalniško reologijo v analizi CFD Simcenter lahko inženirji simulirajo tekočine, v katerih prevladujejo difuzija in viskozno ali viskoelastično vedenje. Računalniška dinamika tekočin ne-newtonskih tekočin je koristna za inženirje v potrošniških proizvodih, predelavi odpadkov ter industriji hrane in pijač, ki delajo z mešalniki, pretočnimi posodami, gnojevko, ekstruzijami in predelavo materialov. Natančna simulacija reologije je ključna za zmanjšanje porabe energije, emisij in porabe surovin, hkrati pa izboljšanje zanesljivosti izdelkov, uporabniške izkušnje in stroškov odgovornosti.

Preberite blog

Paket CFD Simcenter ima široko paleto elektromagnetnih modelov, ki obravnavajo vrsto simulacij elektromagnetike od magnetnih ventilov, solenoidov, aktuatorjev in transformatorjev do električnih strojev. Kot multifizikalni CFD paket ponuja integrirane elektromagnetične zmogljivosti, ki vam omogočajo tesno povezovanje s pretokom hladilne tekočine, prenosom toplote in elektromagnetiko v eni sami simulaciji. Inženirjem omogoča tudi simulacijo aplikacij magnetohidrodinamike (MHD), vključno s simulacijo plazemskega loka, odklopniki plina in varjenjem.

Preberite blog

Za realizacijo celostnega digitalnega dvojčka je Simcenter CFD simulacija vgrajena v širši portfelj Simcenter. To omogoča inženirjem, da ostanejo integrirani med izvajanjem razširjenih multidisciplinarnih projektov, kadar mora analiza presegati multifiziko CFD. Simcenter vam omogoča povezovanje z drugimi simulacijskimi orodji prek namenskih vmesnikov in običajnih podatkovnih formatov. To inženirjem omogoča ustvarjanje celostnih multidisciplinarnih simulacij z uporabo časovnih lestvic od mikrosekund do tisoč sekund in fizike, od prefinjene mehanike trdnih snovi do hitrih sistemskih simulacij, hkrati pa uporabljajo najbolj primerno simulacijsko tehnologijo za vsako disciplino.

Preberite blog

Ker inženirski sistemi postajajo bolj zapleteni in se načrtovalni cikli skrajšajo, inženirji potrebujejo hitrejše načine za raziskovanje velikih oblikovalskih prostorov, hkrati pa ohranjajo zaupanje v napovedi zmogljivosti. Geometrijsko globoko učenje (GDL), ki temelji na umetni inteligenci, omogoča hitro napovedovanje neposredno iz geometrijskih in simulacijskih podatkov, pospešuje zgodnje odločanje in odpira širše raziskovanje zasnove.

Simcenter integrira Geometric Deep Learning v svoj potek dela CFD, da ustvari nadomestne modele visoke ločljivosti, ki dopolnjujejo tradicionalno simulacijo. Z učenjem neposredno iz rezultatov simulacije, bodisi na novo ustvarjenih ali ponovno uporabljenih iz obstoječih naborov podatkov, modeli GDL zagotavljajo hitre napovedi uspešnosti v minutah namesto v urah. Ta pristop omogoča inženirjem, da računalniško intenzivne simulacije osredotočijo na najbolj obetavne koncepte, medtem ko uporabljajo AI za učinkovito prikazovanje, primerjavo in izboljšanje možnosti oblikovanja. Rezultat je hitrejša iteracija, boljša uporaba zgodovinskih naložb v simulacijo in razširljiv vpogled, ki ga temelji na umetni inteligenci, ki je brezhibno povezan s simulacijskimi poteki, ki temeljijo na fiziki.

Preberi več o Simcenter PhysicsAI