Tdyn CFD+HT

Tdyn CFD+HT è un ambiente di analisi fluidodinamica e termica (Computational Fluid Dynamics – CFD) che risolve le equazioni di Navier-Stokes RANSE basato sul Metodo degli Elementi Finiti, sviluppato da Compass IS. Tdyn CFD+HT lavora con diversi modelli di turbolenza e leggi di parete e dispone di strumenti sofisticati per la simulazione di problemi quali il trasporto di materia, scambio termico tra fluidi e solidi, calcolo della superficie libera. Tdyn CFD+HT comprende un ambiente di pre e postprocessamento perfettamente integrato, molto potente e semplice da utilizzare. L’ambiente grafico è molto flessibile nella definizione delle proprietà fisiche del modello e delle condizioni al contorno mediante funzioni definite dall’utente, rendendo Tdyn CFD+HT uno strumento adatto a un’ampia varietà di applicazioni: industriali, aeronautiche, nautiche, navali, civili.

Tecnologia CFD all’avanguardia

Tdyn CFD+HT è un ambiente per la simulazione multi fisica, basato sulla tecnologia Stabilized Finite Element Method (FIC-FEM). Questa tecnologia consente la simulazione di fenomeni stazionari e instazionari, producendo ottimi risultati anche in presenza di griglie grossolane. I solutori di Tdyn (iterativo e diretto) supportano computer con cpu multiple e sistemi GPU CUDA, garantendo prestazioni imbattibili su sistemi Windows e Linux.

Modellatore CFD integrato

Tdyn include un pre e post processore perfettamente integrato, progettato specificamente per la creazione dei modelli di calcolo CFD, nonché della visualizzazione dei rispettivi risultati. Il preprocessore permette la generazione di geometrie complesse definite da tipiche entità CAD, quali NURBS e superfici COONS, attraverso una varietà di strumenti disponibili. Allo stesso modo, è possibile importare geometria CAD in vari formati, tra cui Parasolid, IGES e DXF. L’interfaccia grafica offre un ambiente intuitivo per la definizione delle condizioni al contorno, le proprietà dei fluidi, le caratteristiche delle pareti, i modelli di turbolenza, e tutti gli altri dati della simulazione. L’assegnazione dei dati è eseguita a livello geometrico, indipendentemente dalla mesh utilizzata nel calcolo. La tecnologia di meshatura di Tdyn include strumenti automatici per la creazione e la verifica di griglie strutturare e non-strutturate di alta qualità.

Vera Simulazione Multi-Fisica

Tdyn CFD+HT offre svariati moduli per la risoluzione di numerosi problemi ingegneristici:

Questo modulo mette a disposizione dell’analista le ultime tecnologie per l’analisi fluidodinamica tridimensionale (regime stazionario o transitorio), includendo effetti turbolenti, mediante la risoluzione delle equazioni RANSE (Raynolds Averaged Navier-Stokes Equations).
I modelli di fluido disponibili permettono l’analisi di flussi fluidi incomprimibili e comprimibili, e flussi attraverso corpi solidi porosi (problema di Stokes).
Le proprietà fisiche e gli altri dati del problema possono essere definiti in funzione di qualsiasi altra variabile (es. temperatura). In questa maniera è possibile, ad esempio, analizzare fluidi con viscosità variabile.
Tdyn offre una gamma di 14 diversi modelli di turbolenza tra cui RANS, ILES (Implicit Large Eddy Simulation) e DES (Detached Eddy Simulation). Inoltre consente all’utente la possibilità di definire nuovi modelli di turbolenza attraverso espressioni analitiche o sistemi di PDE accoppiati (modulo URSOLVER).
Il modulo RANSOL include strumenti potenti per la definizione di condizioni al contorno avanzate variabili in funzione della posizione e/o transitorie. In questo modo possono essere definiti i profili di velocità sulle aperture e sulle pareti.
Il modulo RANSOL è in grado di fornire risposte per:

  • Calcolo dei carichi del vento su strutture civili
  • Determinazione dei coefficienti di forma (es. il Cp secondo la normativa italiana) di geometrie complesse simulando le prove in galleria del vento
  • Calcolo delle perdite di carico in valvole e condutture, al variare della portata
  • Ottimizzare la forma di cappe di aspirazione, miscelatori, cicloni
  • Determinare la distribuzione di aria (portata, pressione) in dispositivi per il trasporto pneumatico dei prodotti.

Il modulo HEATRANS risolve problemi di scambio termico per convezione forzata, naturale e mista nei fluidi, e conduzione nei solidi. Questo modulo include una tecnologia per l’accoppiamento del trasferimento termico per conduzione nei solidi con la temperatura di parete del fluido.
Tutti i dati del problema possono essere definiti in termini di altre variabili del problema stesso. In questa maniera è possibile analizzare solidi con capacità termica variabile, definire profili di flusso di calore attraverso le pareti o perfino simulare eventi con cambiamento di fase.
Con HEATRANS è possibile fornire risposte ai seguenti problemi:

  • Simulazione dello scambio termico in una caldaia
  • Calcolo della temperatura di uscita di fumi da una ciminiera
  • Studiare la climatizzazione di un ambiente
  • Ottimizzare il ciclo termico di uno stampo
  • Ottimizzare il raffreddamento di dispositivi elettronici
  • Simulare il trasporto di calore tra solidi e fluidi

Il modulo ADVECT risolve il problema della diffusione di specie nei fluidi. E’ inoltre in grado di analizzare la diffusione di specie nei solidi.
Tdyn incorpora un algoritmo di Calcolo a Incrementi Finiti (FIC) per incrementare la stabilità e l’accuratezza dell’analisi del trasporto di massa e di diffusione.
Il modulo FSURF costituisce il cuore dell’innovativa tecnologia di Compass IS per la simulazione dei problemi di superficie libera.
Questa metodologia è basata su tecniche di decomposizione del dominio fornisce risultati molto accurati nel calcolo della superficie di interfaccia tra due fluidi.
FSURF è in grado di fornire risposte per:

  • Simulazione del riempimento di bottiglie, con fluidi Newtoniani e non-Newtoniani
  • Determinare i carichi strutturali in un recipiente dati dal movimento (sloshing) – richiede ALEMESH
  • Simulazione del galleggiamento e della navigazione di uno scafo – richiede ALEMESH

Il modulo URSOLVER è in grado di risolvere problemi alle derivate parziali (PDE) in solidi e fluidi definiti dall’utente. Questo modulo consente la definizione di nuove variabili (φ-phi problem), specificare e risolvere l’equazione differenziale che governa il fenomeno. I nuovi problemi possono essere accoppiati tra di loro attraverso qualsiasi altra variabile usata in Tdyn (es. velocità, pressione, temperatura, …).
URSOLVER utilizza una interfaccia Tcl che consente l’integrazione nel ciclo di analisi, consentendo la ripetizione rapida di compiti ripetitivi e l’espansione delle capacità di Tdyn. L’interfaccia Tcl di Tdyn fornisce un interprete per lo sctiping standard Tcl, consentendo all’utente la realizzazione di routine complesse senza ricorrere all’utilizzo di compilatori. L’interfaccia Tcl consente anche la comunicazione/esecuzione di programmi esterni.
URSOLVER consente l’analisi di problemi quali:

  • Calcolo del campo magnetico nei motori elettrici
  • Calcolo del riscaldamento per effetto Joule

Quando la simulazione fluidodinamica richiede cambiamenti nella geometria, è possibile muovere la griglia mediante il modulo ALEMESH.
Questa opzione include svariate strategie di aggiornamento della griglia: imposta, movimento libero della griglia con remesh automatico, movimento 3D esplicito mediante funzioni definite dall’utente e combinazioni dei tre metodi. Questi algoritmi coprono praticamente tutte le casistiche di movimento della griglia.
Il modulo ALEMESH sfrutta algoritmi avanzati Arbitrary Lagrangian Eulerian (ALE), offrendo risultati veloci ed accurati.
Nel caso in cui interazione di un fluido attorno a un solido è importante, può essere eseguita una simulazione di interazione fluido-struttura (FSI) utilizzando il modulo ODDLS. In questi casi, l’aggiornamento della griglia è gestito automaticamente.