web statistics
Home » Software » Siemens PLM Software » Simcenter 3D » Analisi Fluidodinamica
Analisi Fluidodinamica2017-05-19T12:08:13+00:00

Simcenter 3D : Analisi Fluidodinamica

Dalla raffica di vento che provoca la rotazione di un mulino a vento al terminale caldo dello scarico di un’automobile, al getto di farmaco che fuoriesce dall’ugello di un dispositivo di inalazione orale, la dinamica dei fluidi rappresenta una parte essenziale e imprescindibile della vita di tutti i giorni. Il flusso di gas e liquidi può essere fondamentale per la funzionalità e il successo di un prodotto. Di conseguenza, l’analisi fluidodinamica computazionale (CFD) è un aspetto molto importante per la progettazione. Nella suite di soluzioni Simcenter 3D sono integrate funzionalità complete di analisi dei flussi che aiutano a visualizzare e ottimizzare le caratteristiche del flusso dei progetti, in modo da ottenere prodotti più duraturi e con prestazioni migliori.

Flusso Incomprimibile

L’analisi fluidodinamica computazionale (CFD) permette agli ingegneri di prevedere il comportamento del flusso incomprimibile. Qualunque sia l’obiettivo finale della tua analisi, Simcenter 3D offre gli strumenti e le capacità per rendere l’analisi del flusso del fluido produttiva e indolore. Simcenter 3D offre un’elevata accuratezza, capacità di elaborazione in parallelo, e la capacità di accoppiare il calcolo al solutore termico.

Analisi CFD Integrata

Le funzionalità di analisi CFD disponibili in Simcenter 3D consentono di capire meglio le distribuzioni di flusso nei sistemi del mondo reale. Ciò consente di identificare e correggere fenomeni di separazione e ricircolo del flusso indesiderati, o creare sistemi che hanno perdite di pressione minime.

Solutore CFD Affidabile e Robusto

Con Simcenter 3D, è possibile simulare in modo efficiente il flusso del fluido utilizzando un solutore basato sul metodo dei volumi finiti dotato di un metodo multigrid algebrico per il calcolo delle equazioni di Navier-Stokes.

Accoppiamento Termo-Fluidodinamico

Simcenter 3D permette l’accoppiamento tra il modello CFD e il solutore termico per risolvere problemi complessi di scambio termico e per la trasmissione del calore coniugata.

Accoppiamento Fluido-Struttura

In Simcenter 3D è possibile utilizzare la velocità di trasferimento del calore e le informazioni prodotte dalla soluzione termo-fluidodinamica come condizioni al contorno per l’analisi strutturale. L’ambiente grafico integrato di Simcenter 3D consente di trasferire facilmente il risultato della simulazione CFD come condizione al contorno per le fluido risultanti alle soluzioni di analisi strutturale.

Flusso Comprimibile

I flussi comprimibili si verificano in una vasta gamma di prodotti, processi e fenomeni quotidiani. Simcenter 3D dispone di funzionalità di analisi fluidodinamica allo stato dell’arte per lo studio di una vasta gamma di problemi, tra cui i flussi comprimibili. Simcenter 3D offre una accurata precisione, capacità di elaborazione parallela, e la possibilità di passare senza soluzione di continuità alle simulazioni termo-fluidodinamiche accoppiate in base alle esigenze.

Percorso delle Particelle

La possibilità di seguire il percorso delle particelle all’interno del flusso comprimibile, sfruttando le capacità di tracciamento delle particelle di Simcenter 3D. Questa funzione può essere utile per applicazioni come i dispositivi medici che devono fornire corrette quantità di farmaco, o nei sistemi di scarico dove devono essere misurati i livelli di contaminanti in uscita del sistema.

Accoppiamento Fluido-Struttura

Simcenter 3D permette di utilizzare i risultati di pressione e gli sforzi di taglio calcolati dalla soluzione fluidodinamica come una condizione al contorno per una analisi strutturale. L’ambiente grafico di Simcenter 3D consente di trasferire facilmente i risultati di pressione dal calcolo CFD verso le analisi strutturali.

Calcolo Termo-Fluidodinamico

Simcenter 3D permette di impostare simulazioni accoppiate termo-fluidodinamiche senza soluzione di continuità, per la simulazione con accuratezza problemi di scambio termico coniugato.

Network 1D di Fluido

Una rete 1D di fluidi è un insieme interconnesso di condotti o tubi che trasportano un fluido, e il loro studio può essere abbastanza complicato e complesso. Simcenter 3D permette la modellazione di reti 1D di fluidi e combinarle direttamente con i modelli di analisi CFD a tre dimensioni.

Cosa è una rete 1D di fluido?

Le reti di fluidi 1D sono dispositivi molto comuni nelle applicazioni industriali e nei prodotti di consumo. Ad esempio, gli scambiatori di calore a fascio tubiero (chiamati anche radiatori) sono costituiti da un gran numero di tubi. Questi tubi portano un liquido caldo che raffredda gradualmente trasferendo il calore ad un altro fluido freddo che bagna la superficie esterna dei tubi.
La modellazione 3D di un gran numero di tubi può essere un’operazione poco pratica e noiosa. La rappresentazione monodimensionale (1D) delle reti di fluidi può essere un’ottima alternativa. Utilizzando la rete idraulica 1D del liquido in combinazione con una rappresentazione 3D del volume dell’aria di raffreddamento consente una simulazione accurata del trasferimento di calore, mantenendo un costo computazionale accettabile.
Simcenter 3D consente l’accoppiamento tra le di reti di fluido 1D e i domini fluidi 3D domini per analisi realistiche e computazionalmente efficienti di sistemi complessi.

Tempi di Modellazione Ridotti

L’utilizzo delle reti 1D di fluido per modellare i condotti di raffreddamento, piuttosto che una maglia 3D, permette di ridurre del 90% il tempo di modellazione del sistema mantenendo l’accuratezza della simulazione.

Analisi più Veloci

Un modello con elementi 1D impiega molto meno tempo di risoluzione rispetto a modelli con mesh 3D di dettaglio. A seconda delle dimensioni del modello, le reti 1D di fluido possono aiutare a compattare il tempo di analisi e a ottenere risultati più velocemente.

Fluidi Non Newtoniani

I fluidi non newtoniani presentano caratteristiche fluidodinamiche uniche rispetto alle loro controparti newtoniani. In particolare, la viscosità di un fluido non newtoniano varia in base alla tensione applicata. Il comportamento unico dei fluidi non newtoniani deve essere considerata in maniera opportuna nelle analisi CFD con questi fluidi. Simcenter 3D permette di trattare i fluidi non newtoniani in maniera semplice, attraverso sofisticate capacità di modellazione dei fluidi e un potente risolutore di flusso.

Analisi CFD Integrata

Con Simcenter 3D, si può facilmente modellare e analizzare il flusso del fluido non-newtoniano in parti e assiemi complessi. La formulazione basata sul metodo dei volumi finiti accoppiato al risolutore algebrico multigrid permettono la discretizzazione e la soluzione delle equazioni di Navier Stokes.

Analisi dei Flussi Estesa

Porta la tua analisi del flusso non newtoniano al livello successivo grazie alle funzionalità aggiuntive per la gestione di tracciamento di particelle, la simulazione con sistemi di riferimento rotanti, e le reti di fluidi 1D.

Modellazione CFD

Ridurre i tempi di preparazione del modello e migliorare la produttività con strumenti personalizzati di estrazione automatica interna e meshing dello strato limite. Superare le difficoltà della preparazione di geometrie complesse e avviare prima l’analisi del flusso.

Passa Meno Tempo a Modellare, Dedica Più Tempo all’Analisi dei Risultati

Con gli strumenti CAE tradizionali, la preparazione del modello CFD può rappresentare fino all’80% del processo di simulazione complessivo. Questo è spesso dovuto alle operazioni di pulizia e preparazione della geometria, e alle sfide associate all’ottenimento di un volume di fluido chiuso. I modelli CAE tradizionale sono spesso scollegati dalla geometria CAD, pertanto è necessario ricreare il modello ogni volta che viene effettuata una modifica di progettazione.

Simcenter 3D è un ambiente di simulazione integrato e moderno per la visualizzazione preparazione del modello, l’esecuzione del calcolo e la visualizzazione dei risultati. In particolare, la Tecnologia Sincrona consente la modifica diretta, indipendente dalla storia di modellazione, della geometria multi-CAD. Inoltre, l’associatività CAD-CAE permette di aggiornare rapidamente il modello con le modifiche progettuali, eliminando la necessità di ricreare ogni volta il modello. Simcenter 3D include anche una sofisticata tecnologia di avvolgimento di superficie (wrapper) per l’estrazione dei più complicati volumi fluidi per la modellazione e l’analisi CFD.

Simcenter 3D elimina le operazioni ripetitive nella preparazione delle analisi CFD, accorciando i tempi di modellazione e incrementando la produttività della simulazione.

Tecnologia Surface Wrapping

Con Simcenter 3D la creazione della geometria di un dominio fluido richiede pochi secondi. Simcenter 3D possiede una potente tecnologia di avvolgimento delle superficie (Surface Wrapping) in grado di estrarre rapidamente volumi complessi appoggiandosi alle superfici interna o esterna del sistema da analizzare. Inoltre, la nuova geometria del dominio fluido è associata al disegno di base, in modo da poter aggiornare rapidamente il modello di analisi ogni volta che vengono apportate delle modifiche al progetto.

Semplificazione della Geometria CAE

La Tecnologia Sincrona offre capacità di modifiche della geometria uniche per la preparazione dei modelli CAE grazie a comandi diretti e intuitivi per una migliore modellazione del volume del fluido. È possibile creare rapidamente e analizzare varie alternative di progetto e quindi usare la geometria come una variabile di progetto per guidare le analisi di ottimizzazione.

Meshing CFD

Con Simcenter 3D è possibile creare mesh fluide strutturate e non strutturate, con strato limite di parete, utilizzando elementi di forma tetraedrica, esaedrica, prismatica e piramidale. Simcenter 3D include un set completo di opzioni automatiche e manuali per la meshatura CFD per aiutarti a produrre la grigli giusta per la tua simulazione.