Mô phỏng CFD

Cho dù đó là khí hay chất lỏng, Simcenter cung cấp một tập hợp toàn diện các mô hình động lực học chất lỏng tính toán cho dòng chảy đơn pha. Từ chế độ nén đến không nén, và từ chế độ tầng đến hỗn loạn, Simcenter hỗ trợ phân tích CFD trên một loạt các điều kiện và ứng dụng dòng chảy. Đối với dòng chảy hỗn loạn, các kỹ sư có thể chọn từ danh mục mô hình nhiễu loạn hiện đại, bao gồm Reynolds-Averaged Navier-Stokes (RANS), Mô phỏng xoáy tách rời (DES) và Mô phỏng xoáy lớn (LES), cho phép cân bằng phù hợp giữa độ chính xác và chi phí tính toán.

Ngoài các phương pháp tiếp cận CFD khối lượng tối thiểu, Simcenter còn bao gồm các khả năng phương pháp bảng điều khiển để hỗ trợ phân tích khí động học và thủy động lực học nhanh chóng. Các phương pháp bảng điều khiển sử dụng các công thức dựa trên bề mặt, hướng xoáy để nắm bắt hiệu quả các đặc điểm dòng chảy chính xung quanh các hình học phức tạp mà không cần lưới thể tích. Cách tiếp cận này đặc biệt phù hợp cho việc đánh giá thiết kế và khái niệm ban đầu, cho phép dự đoán nhanh về tải trọng, lực và đặc tính hiệu suất, đồng thời bổ sung CFD có độ trung thực cao để xác nhận giai đoạn sau.

Các dòng siêu thanh và siêu thanh đi đầu trong cả nghiên cứu và các ứng dụng hàng không vũ trụ thế hệ tiếp theo. Trong các chế độ tốc độ cao này, sóng xung kích mạnh, nhiệt độ cao và gradient áp suất cực cao chi phối hành vi dòng chảy. Khi các hiệu ứng phân ly và ion hóa khí trở nên quan trọng, các giả định về khí lý tưởng có thể không còn hợp lệ nữa, đòi hỏi các phương pháp tiếp cận mô hình hóa khí thực và nhiệt hóa để nắm bắt chính xác vật lý và hiệu suất dòng chảy.

Mô phỏng CFD Simcenter cung cấp các khả năng tiên tiến để mô hình hóa các dòng chảy nén, siêu thanh và siêu thanh, hỗ trợ phân tích tương tác xung kích, gia nhiệt khí động học và hiện tượng dòng chảy số Mach-số cao với các mô hình vật lý và phương pháp số thích hợp. Để đánh giá nhanh về khí động học siêu thanh và siêu thanh bên ngoài ở giai đoạn phát triển ban đầu, Simcenter cũng bao gồm một phương pháp bảng điều khiển. Phương pháp dựa trên bề mặt này nắm bắt một cách hiệu quả các đặc tính khí động học chính như phân bố áp suất, lực và mômen trên các cấu hình phức tạp mà không cần nối lưới thể tích, bổ sung cho các mô phỏng CFD có độ trung thực cao được sử dụng sau này cho vật lý dòng chảy chi tiết và xác nhận.

Đọc blog

Các vấn đề kỹ thuật trong thế giới thực bao gồm nhiều chế độ dòng chảy trên phân tầng, phân tán, rời rạc, màng, v.v... Cho đến nay, không có mô hình đa pha duy nhất có thể bao gồm tất cả các chế độ; tuy nhiên, Simcenter CFD cung cấp một loạt các mô hình toàn diện cho mô phỏng CFD đa pha có thể được sử dụng cùng nhau để bao gồm nhiều chế độ dòng chảy, bao gồm cả sự chuyển đổi giữa chúng. Dự đoán và hiểu hành vi thực tế của sản phẩm của bạn bằng cách mô phỏng các luồng đa pha đa chế độ, đa quy mô.

Đọc blog

Động lực học hạt đóng một vai trò quan trọng trong nhiều ứng dụng kỹ thuật, bao gồm các tầng sôi, thiết bị tách lốc xoáy, quy trình phủ, băng tải, máy rang và hệ thống xử lý vật liệu rời. Cho dù xử lý các dòng hạt loãng hay dày đặc, Simcenter CFD mô phỏng giúp tối ưu hóa sự phân bố hạt, giảm tiêu thụ năng lượng, giảm thiểu hao mòn và mài mòn và tối đa hóa hiệu suất tổng thể của hệ thống. Đối với các ứng dụng mà tương tác hạt — hạt và cơ học tiếp xúc chiếm ưu thế trong vật lý, Simcenter cung cấp khả năng Phương pháp Phần tử rời rạc (DEM) tiên tiến. Các phương pháp tiếp cận phân giải hạt này cho phép mô hình thực tế về hình dạng hạt, phân bố kích thước, hành vi tiếp xúc và tính chất vật liệu, hỗ trợ dự đoán chính xác dòng chảy vật liệu rời, phân tách, vỡ, kết tụ và mài mòn. Điều này đặc biệt quan trọng đối với các hệ thống hạt dày đặc, nơi các mô hình hạt dựa trên CFD thông thường là không đủ.

Bằng cách kết hợp DEM và CFD trong một khuôn khổ mô phỏng thống nhất, Simcenter cho phép mô phỏng chi tiết các hệ thống hạt — chất lỏng phức tạp. Các kỹ sư có thể linh hoạt lựa chọn phương pháp mô hình hóa phù hợp nhất, từ các phương pháp hạt dựa trên CFD cho dòng chảy loãng đến DEM đầy đủ cho các hệ thống hạt dày đặc, đảm bảo độ chính xác và hiệu quả trong một loạt các ứng dụng công nghiệp.

Tìm hiểu thêm về dòng chảy hạt và DEM

Simcenter cung cấp một bộ toàn diện các mô hình dòng chảy và khí thải phản ứng, bao gồm một loạt các ứng dụng. Nó cho phép kết hợp chặt chẽ giữa các mô hình dòng chảy phản ứng và truyền nhiệt, bức xạ, phản ứng đa pha và hóa học bề mặt. Các mô hình dòng phản ứng của chúng tôi giúp hiểu và tối ưu hóa hình dạng và vị trí ngọn lửa, giảm thiểu nhiệt độ thành phần rắn, giảm phát thải và tối đa hóa hiệu suất hiệu suất. Bạn có thể dự đoán và hiểu động lực học ngọn lửa, truyền nhiệt, hao mòn nhiệt, phát xạ, năng suất, chuyển đổi, độ chọn lọc và các điều kiện không mong muốn để nắm bắt chính xác vật lý trong thế giới thực của thiết kế của bạn.

Đọc blog

Thủy động lực học hạt mịn (SPH) là một phương pháp động lực học chất lỏng tính toán nhanh không lưới. Vì không cần nối lưới, nó cho phép các kỹ sư dễ dàng xử lý các hình học và chuyển động phức tạp với một phương pháp nhanh chóng và mạnh mẽ. Sử dụng SPH, người ta có thể giải quyết giao diện chất lỏng/chất lỏng động cao phức tạp mà không cần nỗ lực thêm. Như vậy, phương pháp SPH là một phần của thế hệ phương pháp số mới, được phát triển để khắc phục các ràng buộc liên quan đến lưới với các phương pháp tiếp cận truyền thống trong khi vẫn dựa trên phương trình Navier-Stokes.

Đọc blog

Các sản phẩm sáng tạo ngày nay, từ thiết bị điện tử đến giải pháp di động cần các giải pháp quản lý nhiệt và làm mát sáng tạo. Bộ Simcenter CFD cho phép các kỹ sư mô phỏng truyền nhiệt trong môi trường hoặc giữa các phương tiện một cách chính xác và hiệu quả. Với tính năng dẫn truyền, đối lưu, bức xạ, truyền nhiệt liên hợp và đun sôi, Simcenter CFD mô phỏng cung cấp một bộ vật lý truyền nhiệt đầy đủ để dự đoán chính xác sự phân bố nhiệt độ trong chất lỏng và chất rắn. Danh mục đầu tư của Simcenter bao gồm phân tích CFD hàng đầu với khả năng mô phỏng làm mát điện tử cụ thể cho cấp gói chip, bảng mạch in (PCB), giá đỡ và vỏ cho các trung tâm dữ liệu lớn.

Xem hội thảo trên web

Tiếng ồn do dòng chảy gây ra là một thành phần quan trọng của dấu hiệu âm thanh của xe cộ, tòa nhà, quạt và thiết bị công nghiệp. Simcenter cung cấp một bộ phương pháp tiếp cận mô hình hóa toàn diện để dự đoán các nguồn nhiễu không khí, bao gồm các phương pháp trạng thái ổn định, phương pháp Lattice Boltzmann thoáng qua (LBM), mô phỏng trực tiếp có độ trung thực cao dựa trên DES và LES, mô hình lan truyền âm thanh và bộ giải phương trình nhiễu loạn âm thanh tiên tiến (APE).

Simcenter hỗ trợ các quy trình làm việc không khí hỗn hợp, trong đó các mô phỏng CFD trước tiên nắm bắt các cấu trúc dòng chảy hỗn loạn hoạt động như nguồn tiếng ồn. Sau đó, các nguồn này có thể được chuyển sang các mô phỏng âm thanh chuyên dụng, bao gồm các phương pháp tiếp cận dựa trên nguyên tố hữu hạn, để dự đoán sự lan truyền âm thanh trong khi tính đến phản xạ, hấp thụ và tác động môi trường. Các ứng dụng điển hình bao gồm tiếng ồn HVAC, tiếng ồn gương bên và các hiện tượng âm thanh do dòng chảy gây ra khác.

Ngoài ra, Simcenter mở rộng khả năng aeroacoustic của mình với các phương pháp mô phỏng nhanh dựa trên khả năng tăng tốc LBM và GPU. Phương pháp này là một giải pháp thay thế hấp dẫn cho các dự đoán chính xác về tiếng ồn không khí bên ngoài bằng cách thu nhận trực tiếp hành vi dòng chảy không ổn định ở độ phân giải thời gian cao.

Đọc blog

Hầu như tất cả các vấn đề kỹ thuật trong thế giới thực cuối cùng phụ thuộc vào sự tương tác giữa chất lỏng và cấu trúc rắn. Mô phỏng CFD Simcenter cung cấp cả động lực học chất lỏng tính toán dựa trên khối lượng hữu hạn (FV) và cơ học rắn tính toán dựa trên phần tử hữu hạn (FE) (CSM). Điều này cho phép các kỹ sư mô phỏng tương tác cấu trúc chất lỏng FSI trong một giao diện người dùng tích hợp đơn dễ sử dụng. Sử dụng cách tiếp cận này, bạn có thể giải quyết các vấn đề tĩnh, bán tĩnh và động, bao gồm cả những vấn đề có hình học phi tuyến và nhiều phần bằng cách sử dụng các tiếp điểm trượt liên kết và nhỏ.

Đọc blog

Mở rộng tương tác giữa cấu trúc chất lỏng cơ học, mô phỏng CFD Simcenter cung cấp quy trình làm việc hiệu quả để phân tích ứng suất nhiệt. Các kỹ sư nhiệt có thể giải quyết các vấn đề truyền nhiệt giữa chất lỏng và cấu trúc, và dựa trên đó đánh giá ứng suất nhiệt trong các vùng rắn.

Với lưu biến tính toán trong phân tích CFD của Simcenter, các kỹ sư có thể mô phỏng chất lỏng bị chi phối bởi sự khuếch tán và hành vi nhớt hoặc đàn hồi. Động lực học chất lỏng tính toán của chất lỏng phi Newton rất hữu ích cho các kỹ sư trong các sản phẩm tiêu dùng, xử lý chất thải và ngành công nghiệp thực phẩm và đồ uống làm việc với máy trộn, thùng chứa dòng chảy, bùn, đùn và chế biến vật liệu. Mô phỏng lưu biến chính xác là chìa khóa để giảm tiêu thụ điện năng, khí thải và sử dụng nguyên liệu thô đồng thời cải thiện độ tin cậy của sản phẩm, trải nghiệm người dùng và chi phí trách nhiệm.

Đọc blog

Bộ Simcenter CFD đi kèm với một loạt các mô hình điện từ để giải quyết một loạt các mô phỏng điện từ từ từ, solenoid, bộ truyền động và máy biến áp đến máy điện. Là một bộ CFD đa vật lý, nó cung cấp các khả năng điện từ tích hợp cho phép bạn kết nối chặt chẽ với dòng nước làm mát, truyền nhiệt và điện từ trong một mô phỏng duy nhất. Nó cũng cho phép các kỹ sư mô phỏng các ứng dụng từ thủy động lực học (MHD), bao gồm mô phỏng hồ quang plasma, bộ ngắt mạch nổ khí và hàn.

Đọc blog

Để hiện thực hóa một cặp song sinh kỹ thuật số toàn diện, mô phỏng CFD của Simcenter được tích hợp vào danh mục Simcenter rộng lớn hơn. Điều này cho phép các kỹ sư luôn tích hợp trong khi chạy các dự án đa ngành mở rộng khi phân tích cần vượt ra ngoài CFD đa vật lý. Simcenter cho phép bạn kết nối với các công cụ mô phỏng khác thông qua các giao diện chuyên dụng và các định dạng dữ liệu phổ biến. Điều này cho phép các kỹ sư tạo ra các mô phỏng đa ngành toàn diện bằng cách sử dụng các thang thời gian từ micro giây đến hàng nghìn giây và vật lý từ cơ học rắn tinh vi đến mô phỏng hệ thống nhanh chóng trong khi tận dụng công nghệ mô phỏng phù hợp nhất cho từng ngành học.

Đọc blog

Khi các hệ thống kỹ thuật phát triển phức tạp hơn và chu kỳ thiết kế rút ngắn, các kỹ sư cần những cách nhanh hơn để khám phá không gian thiết kế lớn trong khi vẫn duy trì sự tự tin vào các dự đoán hiệu suất. Học sâu hình học dựa trên AI (GDL) cho phép dự đoán nhanh chóng trực tiếp từ dữ liệu hình học và mô phỏng, đẩy nhanh quá trình ra quyết định sớm và mở khóa khám phá thiết kế rộng hơn.

Simcenter tích hợp Geometric Deep Learning vào quy trình làm việc CFD của mình để tạo ra các mô hình thay thế có độ trung thực cao bổ sung cho mô phỏng truyền thống. Bằng cách học trực tiếp từ các kết quả mô phỏng, cho dù mới được tạo hay tái sử dụng từ các bộ dữ liệu hiện có, các mô hình GDL cung cấp dự đoán hiệu suất nhanh chóng trong vài phút thay vì hàng giờ. Cách tiếp cận này cho phép các kỹ sư tập trung các mô phỏng chuyên sâu về tính toán vào các khái niệm hứa hẹn nhất trong khi sử dụng AI để sàng lọc, so sánh và tinh chỉnh các lựa chọn thay thế thiết kế một cách hiệu quả. Kết quả là việc lặp lại nhanh hơn, sử dụng tốt hơn các khoản đầu tư mô phỏng lịch sử và thông tin chi tiết dựa trên AI có thể mở rộng được kết nối liền mạch với quy trình công việc mô phỏng dựa trên vật lý.

Xem thêm về Simcenter PhysicsAI