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Analisi Termica2017-06-12T16:48:09+00:00

Simcenter 3D : Analisi Termica

Simulazione realistica del trasferimento di calore

Tenere sotto controllo le temperature è fondamentale per una vasta gamma di prodotti, tra cui quelli appartenenti al settore della meccanica industriale, dell’automobile e dell’elettronica di consumo. L’obiettivo di ogni soluzione di gestione termica è mantenere la temperatura di un prodotto entro un intervallo ottimale per le prestazioni. Il raggiungimento di questo obiettivo può il raffreddamento o il riscaldamento del sistema, fornendo o dissipando calore: questo aspetto può essere valutato tramite un software di analisi termica. Nella suite di soluzioni Simcenter 3D sono comprese funzionalità di simulazione termica complete best-in-class, che possono contribuire a comprendere le caratteristiche termiche del prodotto e di conseguenza personalizzare la soluzione di gestione termica per prestazioni ottimali.

Conduzione

Conduzione

La conduzione termica si verifica quando il calore si trasferisce attraverso un solido, dalle regioni a temperatura più alta verso quelle a temperatura più bassa. Ciò avviene spontaneamente, e il flusso continua fino al raggiungimento della condizione di equilibrio termico. Esempi tipici di conduzione nella vita quotidiana comprendono il manico di una pentola di acqua bollente che si riscalda, l’aumento della temperatura della parete esterna di un tubo di rame quando vi passa all’interno dell’acqua calda, o il freddo che si sperimenta spontaneamente quando si consuma un cucchiaio di gelato.

Comprendere il comportamento della conduzione termica può aiutare a progettare prodotti più performanti più sicuri e più affidabili. Simcenter 3D mette a disposizione del progettista solide funzionalità di analisi di calcolo termico conduttivo, basate sulla stessa tecnologia della suite di soluzioni I-deas TMG.
Simcenter 3D offre un ambiente integrato per le simulazioni del trasferimento di calore per conduzione, in modo da poter comprendere e migliorare le prestazioni termiche del tuo prodotto. È possibile modellare una varietà di scenari di trasferimento di calore che coinvolgono la conduzione. La piena associatività con la geometria CAD significa che i risultati CAE possono essere aggiornati rapidamente quando il progetto cambia.
Simcenter 3D consente di modellare e analizzare lo scambio termico conduttivo, convettivo, e radiante in una vasta gamma di parti e assiemi complessi. La sua tecnologia basata sul metodo dei Volumi Finiti, applicato ad una mesh FEM permette soluzioni precise ed efficienti di una moltitudine di problemi di trasferimento di calore.
Convezione

Convezione

La Convezione è uno dei percorsi principali per il trasferimento di calore, che è presente in una vasta gamma di applicazioni, processi e fenomeni naturali. Ci sono due tipi di convezione: naturale e forzata. La convezione naturale si verifica quando un fluido caldo si alza, facendo posto al fluido freddo. La convezione forzata si verifica quando il fluido si sposta con l’ausilio di mezzi meccanici.

La convezione naturale può essere osservata all’interno di una casa in un caldo giorno d’estate, quando il climatizzatore è spento. Se la casa ha un piano rialzato, sarà molto più caldo che il primo livello. La convezione forzata può essere visto in un radiatore automobilistico, dove un ventilatore spinge aria sulla superficie dello scambiatore di calore per favorire il passaggio di calore dal liquido refrigerante caldo all’aria.

Molti prodotti si basano su una strategia di gestione del calore robusta per garantire prestazioni e durata ottimali. L’ottimizzazione dello scambio termico convettivo in questi dispositivi, mediante posizionamento strategico di componenti o l’uso di altri fluidi di lavoro, è un problema complesso. La simulazione CAE è molto efficace nel determinare la migliore strategia di gestione del calore per convezione all’interno del prodotto. Simcenter 3D offre solide funzionalità di calcolo termico termica convettivo, basate sulla stessa tecnologia che costutuiscono la suite di soluzioni I-deas TMG.

Le soluzioni allo stato dell’arte di Simcenter 3D per l’analisi fluidodinamica e il calcolo termico costituiscono una piattaforma potente per la simulazione del problema del raffreddamento. Simcenter 3D offre funzionalità versatili per la modellazione, l’analisi e la visualizzazione dello scambio termico convettivo in prodotti complessi.
Simcenter 3D offre funzionalità specializzate per modellare il riscaldamento per effetto Joule e la rappresentazione di reti idrauliche mono dimensionale. Altre funzionalità comprendono dispositivi di raffreddamento Peltier e accoppiamento termico convettivo.
Scambio Termico Coniugato

Scambio Termico Coniugato

Le temperature di un sistema variano in funzione dei vari percorsi di trasferimento del calore. Il calcolo termico deve tenere conto del comportamento “coniugato” dello scambio termico, ovvero il risultato deriva dalla combinazione di conduzione, convezione e irraggiamento, tra solidi e fluidi, tale da culminare in una distribuzione stabile e stazionaria di temperatura.

La capacità di eseguire analisi di trasferimento di calore coniugato e di prevedere le temperature di superficie è uno strumento fondamentale quando si vogliono progettare prodotti ottimizzati, le cui prestazioni soddisfino o superino le loro esigenze funzionali. Simcenter 3D offre robuste funzionalità di analisi termica per la previsione l’ottimizzazione delle caratteristiche termiche dei prodotti. Le funzionalità di analisi termica di Simcenter 3D si basano sulla stessa tecnologia della suite di prodotti I-deas TMG.
Simcenter 3D consente la modellazione e il calcolo termico conduttivo, convettivo e radiante in una vasta gamma di parti e assiemi complessi. La sua tecnologia basata sul metodo dei Volumi Finiti applicata ad una mesh FEM consente la soluzione accurata ed efficiente di una moltitudine di problemi di scambio termico.

Simcenter 3D offre una raccolta di strumenti completa per la preparazione del modello, l’analisi e la visualizzazione di scenari di trasmissione del calore complessi.

Portate la vostra analisi termica ad un livello superiore utilizzando modelli di irraggiamento sofisticati e materiali avanzati per la simulazione di fenomeni complessi, come l’evaporazione e il cambiamento di fase
NX Electronic Systems Cooling è una applicazione dedicata che utilizza le soluzioni Simcenter 3D allo stato dell’arte per la simulazione accoppiata fluidodinamica e termica, fornendo una potente piattaforma per la conversione diretta di modelli ECAD e MCAD, per una comoda simulazione del comportamento termico della componentistica elettronica.
Irraggiamento

Irraggiamento

Comprendere correttamente il meccanismo dell’irraggiamento è fondamentale per molte applicazioni. Nelle lampade, trascurare lo scambio termico per irraggiamento produce risultati imprecisi o errati. Nelle applicazioni spaziali, è obbligatorio tenere conto dell’irraggiamento in quanto è il meccanismo primario di trasferimento del calore.

Comprendere correttamente il meccanismo dell’irraggiamento è fondamentale per molte applicazioni. Nelle lampade, trascurare lo scambio termico per irraggiamento proce risultati imprecisi o errati. Nelle applicazioni spaziali, è obbligatorio tenere conto dell’irraggiamento in quanto è il meccanismo primario di trasferimento del calore.

Simcenter 3D dispone di numerose funzionalità per il calcolo dello scambio termico radiativo. Inoltre, Simcenter 3D offre una specifica applicazione dedicata all’analisi termica dei sistemi spaziali. Simcenter 3D offre la stessa tecnologia su cui si basa la suite di soluzioni I-deas TMG.

Simcenter 3D dispone di algoritmi per il calcolo radiativo e modelli di materiale allo stato dell’arte. Il modulo di calcolo termico NX Space Systems combina queste funzionalità con capacità avanzate come il riscaldamento solare per l’analisi efficiente dei sistemi spaziali.
In Simcenter 3D, si può tranquillamente modellare e analizzare lo scambio termico conduttivo, convettivo, e radiativo per una vasta gamma di parti e assiemi complessi. Le funzionalità includono:
  • Calcolo del fattore di vista radiativo
  • Opzione avanzata per il calcolo radiativo con il metodo Monte Carlo
  • Modellazione delle sorgenti di calore radiative.

Modellazione Termica Evoluta

Con gli strumenti CAE tradizionali, la preparazione del modello termico può rappresentare fino al 80 per cento del processo globale CAE. Questo spesso è dovuto alla pulitura e alla preparazione della geometria, e alle sfide collegate all’ottenimento di un volume di fluido chiuso. I modelli tradizionali CAE spesso sono scollegati dalla geometria CAD, e devono essere ricreati ogni volta che una modifica di progettazione viene effettuata.

Passa meno tempo a Modellare, dedica più tempo all’Analisi

Simcenter 3D è un ambiente integrato per la preparazione del modello, l’esecuzione del calcolo termico e la visualizzazione dei risultati. In particolare, Simcenter 3D consente la modellazione diretta della geometria, indipendente dalla storia, attraverso la tecnologia sincrona. Inoltre, la nostra associatività CAD-CAE permette di implementare direttamente le modifiche di progettazione al modello di analisi, eliminando il tempo necessario a ricostruisce la mesh ogni volta che viene effettuata una modifica di progettazione. Simcenter 3D comprende anche sofisticate tecnologie di avvolgimento delle superficie (wrapping) per rapidamente estrarre i complicati volumi di fluido per l’analisi termica partendo dal CAD.