Programa CFD
Implementa la simulación térmica en las primeras fases del proyecto de diseño con un programa CFD.
¿Cuál es el papel de un programa CFD en el contexto actual, en el cual las empresas y los consumidores son cada vez más exigentes?
Un programa CFD transforma la complejidad en ventaja competitiva
El consumidor busca productos más personalizados y seguros, la reducción de emisiones, residuos y uso de materiales, la mejora de la eficiencia energética y del rendimiento operativo. La evolución tecnológica impulsa la innovación en el desarrollo de nuevos productos, más complejos.
Uno de los mayores retos a los que se enfrentan los ingenieros, hoy en día, es el aumento de la complejidad, así como un ritmo de innovación más rápido que nunca. Evitar la complejidad no es una opción. La mejor alternativa consiste en convertir la complejidad en una ventaja competitiva.
Un programa CFD te permite hacer frente a la complejidad e impulsar la innovación más rápidamente que tus competidores.
Cómo funciona el programa CFD
CFD son las siglas de "Computational Fluid Dynamics" (en español: "Dinámica de Fluidos Computacional"), una rama de la mecánica de fluidos que utiliza el análisis numérico y las estructuras de datos para analizar y resolver problemas que implican flujos de fluidos. La CFD se aplica a una amplia gama de investigaciones, estudios e industrias, como la aerodinámica y el análisis aeroespacial, la simulación meteorológica, las ciencias naturales y la ingeniería medioambiental, el diseño y el análisis de sistemas industriales, la ingeniería biológica, el flujo de fluidos y la transferencia de calor o el análisis de motores y combustión.
Esta disciplina da lo mejor de sí cuando se aplica desde las primeras fases de diseño.
Anticipar el uso del programa CFD
El uso de un programa CFD para ejecutar la simulación dentro del entorno CAD en 3D permite que el diseño y el análisis permanezcan sincronizados. El diseñador puede realizar una evaluación rápida de los cambios de diseño, lo que minimiza los costes que supondría realizar los cambios más adelante.
El proceso tradicional de simulación CFD implica la creación de la geometría en el CAD, la exportación a una herramienta de mallado, la creación del mallado, la configuración y ejecución de un solucionador CFD, el postprocesamiento de los resultados, volver a la geometría, modificarla y, así, una y otra vez.
Siemens ha sido pionera al proponer el "diseño basado en la simulación", es decir, la integración de la tecnología CFD en los motores y flujos de trabajo CAD y PLM.
Libro blanco
Este documento, describe las soluciones de software de Simcenter para el análisis predictivo de ingeniería que abarca la simulación 1D, la simulación 3D (incluida la CFD) , las pruebas y la exploración del diseño.
Programa CFD en la práctica
La cartera de Simcenter
La cartera de Simcenter -de Siemens- es una gama de soluciones CFD de última generación. Se basan en la simulación como aspecto rápido y de bajo coste para acelerar la innovación de los productos. Te permiten incidir en cuatro áreas clave para el éxito de tu producto:
1. Modelar la complejidad
El programa CFD permite modelar la complejidad del dispositivo, desde el comportamiento de los materiales hasta el rendimiento de sistemas completos. Esto incluye la cobertura de una amplia gama de física, incluyendo estructuras, flujo, electromagnética, movimiento, térmica y mucho más.
Con la fidelidad geométrica, puedes mantenerte fiel a tus diseños en todas tus simulaciones:
- Capturar todos los detalles necesarios, desde el componente hasta el sistema.
- Obtener la precisión adecuada para cada etapa del ciclo de diseño.
- Aumentar la coherencia al trabajar directamente en tu CAD.
Con la CFD multifísica, puedes simular la realidad, independientemente de la complejidad de la aplicación:
- Obtener soluciones de flujo precisas para todas tus aplicaciones en un solo lugar.
- Modelar la física adecuada, en el momento adecuado.
- Mantener la física totalmente integrada en una simulación.
2. Explorar las posibilidades
Tan importante como dar a nuestros clientes la capacidad de modelar la complejidad es permitirles aprovechar estos modelos. Hoy en día, los ingenieros de simulación quieren realizar múltiples simulaciones a la vez para obtener la información necesaria para realizar mejores productos.
Con la CFD temprana, puedes tomar decisiones de diseño cuando tienen más impacto:
- Tomar decisiones críticas en las primeras fases del proceso de diseño.
- Construir simulaciones que crecen con tu diseño.
- Ampliar el uso de la CFD a más ingenieros.
Con la innovación del diseño, puedes descubrir mejores diseños, más rápidamente:
- Utilizar la exploración de diseños incorporada para considerar cientos de opciones.
- Realizar la optimización de la forma sin necesidad de un CAD paramétrico.
- Emplear la optimización de la topología del flujo para la fabricación aditiva.
3. Aumentar la velocidad
El gemelo digital proporciona modelos precisos y la capacidad de realizar cientos de simulaciones. Pero, otro factor importante consiste en la capacidad de ejecutar dichas simulaciones con la suficiente rapidez para influir en el diseño. Una simulación tardía no es mucho mejor que no realizarla en absoluto.
Con el proceso simplificado, puedes reducir drásticamente el tiempo de ingeniería:
- Reducir drásticamente el tiempo y los costes de preparación del modelo.
- Ahorrar tiempo de ingeniería con flujos de trabajo automatizados y planificados.
- Acelerar las soluciones con modelos empíricos, analíticos y en 1D integrados.
Con el conocimiento temprano, puedes obtener más valor de tus simulaciones:
- Aprovechar la escalabilidad masiva de HPC, tanto para el mallado como para la resolución.
- Ampliar y reducir la escala con licencias flexibles y soluciones en la nube.
- Acelerar la toma de decisiones con el análisis avanzado de datos.
4. Mantener la integración
La excelencia en ingeniería es fundamental en un contexto de creciente complejidad de los productos. Esto significa que la CFD no puede funcionar de forma aislada, sino que debe conectarse con toda la gama de herramientas de ingeniería, desde el CAD hasta la simulación de sistemas y las pruebas. Solo si todas estas soluciones funcionan juntas podremos acelerar el ritmo de la innovación.
Con las soluciones CAD embebidas, se puede minimizar el número de iteraciones de diseño:
- Permitir al ingeniero de CAD trabajar en un entorno familiar.
- Integrar la CFD en el flujo de trabajo para crear un enfoque "plug and play".
- Utilizar el modelo CAD nativo para el análisis.
La importancia de anticipar la simulación térmica
Nuestras soluciones están dedicadas a los diseñadores, por lo que pueden utilizarse fácilmente para realizar la simulación térmica en las primeras fases del proyecto de diseño. Aplicar la metodología del diseño basado en la simulación ofrece las siguientes ventajas:
Identificación temprana de los problemas térmicos
Entrega más rápida
Reducción de los errores
Calidad
Libro blanco
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Stefano
Morlacchi
Product Manager
Stefano es el responsable de producto de las áreas de simulación térmica y cableado. Lleva más de 10 años trabajando en el campo del análisis FEM y CFD en los sectores de la electrónica, la automoción, el petróleo y el gas.
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