Guia abrangente para software de simulação de CFD para iniciantes

A Dinâmica de Fluidos Computacional (CFD) é um campo de estudo que envolve a simulação de escoamento de fluidos e transferência de calor usando métodos numéricos.

Embora o conceito em si tenha surgido na década de 1960, ele começou a ser usado por várias indústrias apenas na década de 1980. No entanto, sua popularidade ainda está crescendo à medida que mais e mais empresas começam a implementar essa tecnologia em suas soluções para aumentar sua eficiência e confiabilidade.

Atualmente, o CFD Simulation Software é usado para realizar simulações de fluidos e transferência de calor. Isso o torna uma ferramenta crítica para engenheiros e cientistas em uma ampla gama de indústrias.

Este guia abrangente fornecerá uma visão geral do software de dinâmica de fluidos computacional, incluindo seus recursos, benefícios e aplicações.

Depois de ler este artigo, você saberá:

• O que é software de simulação CFD,
• Quais são os recursos do software de simulação CFD,
• Quais são os benefícios do software CFD,
• Quais são os casos de uso do software CFD,
• Como escolher o Software CFD certo?

O que é software de simulação de CFD?

De acordo com sua definição, CFD Simulation Software é um programa de computador que utiliza métodos numéricos e algoritmos para simular escoamentos de fluidos e relacionar com eles fenômenos físicos em diversos ambientes.

Essas simulações envolvem modelos matemáticos complexos que simulam o comportamento de fluidos considerando:

• transferências de calor,
• turbulência,
• fluxos multifásicos.

Como resultado, o software CFD permite que engenheiros e cientistas analisem efetivamente o comportamento do fluxo de fluidos e a transferência de calor sob diferentes condições. Descobertas e conclusões de tal análise podem ser usadas posteriormente para otimizar projetos e melhorar o desempenho.

Quais são os recursos do software de simulação de CFD?

O melhor software de modelagem CFD deve sempre envolver uma variedade de recursos que permitem aos usuários criar, simular e analisar o fluxo de fluidos e quaisquer problemas que possam surgir.

Os recursos mais comuns que o software de dinâmica de fluidos computacional deve incluir são:

• modelagem geométrica,
• Malha,
• Simulação de configuração e execução,
• Recursos de pós-processamento.

Modelagem geométrica

Esse recurso permite que os usuários criem ou importem modelos 3D de geometrias, que podem ser usados ​​para simulações.

Malha

A malha CFD é baseada em volume finito, que se refere ao pequeno volume em torno de cada ponto de nó em uma malha. Quando o CFD Simulation Software inclui ferramentas de malha, ele pode gerar malhas de alta qualidade para simulações mais precisas. Como resultado, o software permite que os engenheiros façam uma análise mais completa.

Configuração e execução da simulação

O recurso de configuração e execução da simulação descreve os modelos matemáticos de fenômenos físicos e suas propriedades e parâmetros de solucionadores para calcular a simulação.

Um software de análise CFD de alta qualidade deve vir com solucionadores para diferentes aplicações, por exemplo:

• curso estável,
• simulações transitórias,
• fluxos turbulentos,
• fluxos multifásicos.

Recursos de pós-processamento

Finalmente, o software CFD de alta qualidade deve fornecer aos usuários recursos de pós-processamento, como ferramentas para visualizar e analisar os resultados da simulação.

Como resultado, o software deve fornecer aos usuários a capacidade de visualizar facilmente os padrões de fluxo, distribuições de pressão, perfis de velocidade e distribuição de temperatura.

Ao falar de Software CFD, vale a pena mencionar a GUI OpenFOAM. É um pacote de software CFD de código aberto que pode ser personalizado e estendido para aplicações específicas.

Outras características que valem a pena considerar

Além dos recursos acima, também existem alguns menores que também devem ser levados em consideração ao escolher o provedor de software CFD.

Portanto, vale a pena verificar também se o software possui uma interface amigável ou recursos de computação baseados em nuvem.

Quais são os benefícios do software CFD?

Como você pode ver, o CFD Modeling Software está equipado com recursos poderosos que podem ajudar significativamente engenheiros e cientistas em seu trabalho diário.

Todos os recursos acima tornam o software uma ferramenta poderosa para assuntos técnicos, mas também muito benéfico para as empresas. Vamos verificar então quais são os benefícios do software de análise de CFD tanto para usuários quanto para gerenciamento em vários setores.

Custo-benefício

Com todos os recursos listados acima, o CFD Simulation Software elimina a necessidade de experimentos e testes físicos, que podem ser caros e demorados.

Em vez disso, as simulações podem ser simplesmente executadas em um computador e analisadas por engenheiros ou cientistas. Como resultado, o software CFD permite economias significativas nos altos custos que seriam incorridos ao construir e testar protótipos.

Flexibilidade

O uso do software CFD permite que engenheiros e cientistas testem rapidamente diferentes iterações e condições de projeto sem serem obrigados a construir e testar fisicamente cada um.

Como resultado, é uma ferramenta altamente flexível que pode acelerar o processo de criação de projetos e torná-lo mais fácil.

Precisão

Outro grande benefício da implementação do software de simulação CFD é a alta precisão das simulações de saída.

Com essa tecnologia, engenheiros e cientistas podem fazer previsões precisas sobre o comportamento do fluxo de fluidos e a transferência de calor sob diferentes condições.

Consequentemente, a precisão da ferramenta permite otimizar projetos e melhorar o desempenho de suas soluções.

Percepções

Por último, mas não menos importante, o CFD Modeling Software fornece aos usuários informações detalhadas sobre o comportamento do fluxo de fluidos e transferências de calor. Estes podem ser meticulosamente analisados ​​e usados ​​para:

• identificar problemas e suas áreas de ocorrência e agir sobre eles antes que ocorram,
• melhorar os projetos e aumentar sua eficiência.

Em suma, o software de dinâmica de fluidos computacional é uma solução benéfica que está revolucionando o cenário da engenharia. Vamos verificar quando ele pode e deve ser implementado e como seus recursos podem ser utilizados em diversos ambientes.

Quais são os casos de uso do software CFD?

Como já mencionado, o CFD Software pode ser usado em uma ampla seleção de setores para diversos fins.

Dito isto, pode ser usado em:

• Aeroespacial para projetar e otimizar aeronaves e espaçonaves, incluindo aerodinâmica, transferência de calor e combustão,
• Automotivo para otimizar o design dos componentes do veículo, como motores, sistemas de exaustão, sistemas de refrigeração e aerodinâmica da carroceria,
• Construção para simular fluxo de fluido ao redor do edifício, carga de vento em edifícios, conforto do vento e transporte de contaminação,
• Energia para projetar e otimizar sistemas de energia, como turbinas eólicas, painéis solares e reatores nucleares,
• HVAC para projetar ventiladores e sopradores, ar condicionado, aquecimento, simular fogo e propagação de fumaça,
• Marine para projetar cascos de navios, hélices e sistemas de propulsão e analisar sua resistência,
• Médico para simular o fluxo sanguíneo e outros fluxos de fluidos no corpo, que podem ser usados ​​para projetar dispositivos e tratamentos médicos,
• Indústria de processos para otimizar processos na indústria de processos, como reações químicas, transferência de calor e fluxo de fluidos.

Como você pode ver, os casos de uso do software CFD são versáteis e podem ser usados ​​para muitas finalidades diferentes. Ele pode não apenas ajudar engenheiros e cientistas, mas também melhorar a eficiência geral e a lucratividade das empresas.

Como escolher o Software CFD certo?

Conhecendo os recursos e benefícios do software de modelagem CFD, é hora de escolher o provedor certo.

Verdade seja dita, escolher o Software de Simulação CFD certo é uma tarefa desafiadora. Portanto, como última etapa de nosso guia abrangente, vamos dividir esse processo em etapas separadas. Posteriormente, você pode usar a lista de verificação para escolher o software certo para seu caso de uso específico.

Etapa 1: defina seus requisitos.

Antes de comprar qualquer software, incluindo software de modelagem CFD, é crucial definir seus requisitos.

Somente quando você determinar claramente as necessidades que a ferramenta deve atender, você poderá comparar diferentes opções e escolher aquela que será mais adequada para o seu caso. É aconselhável anotar os aspectos mais cruciais que o software de sua escolha deve ter antes de prosseguir com a pesquisa.

Quando se trata de software de modelagem CFD, você deve pensar principalmente:

• quais fenômenos você está procurando modelar e quais funcionalidades o software deve possuir,
• qual precisão dos resultados da simulação você precisa para fornecer informações úteis para o processo de projeto de engenharia,
• quão alta a escalabilidade do software é necessária para lidar com seus modelos de tamanhos variados, de pequenos componentes a sistemas complexos.
• qual compatibilidade é necessária com o outro software de engenharia usado no processo de projeto, como o software CAD.

Além disso, você também pode pensar em quais outros recursos são importantes para você. Talvez uma interface amigável seja uma prioridade. Ou talvez você precise de suporte extra do provedor como um novato no mundo do software CFD.

Depois de definir e anotar todos os itens acima, você pode prosseguir para a etapa 2.

Passo 2: Pesquise as opções disponíveis.

Na verdade, existem vários pacotes de software de simulação de CFD disponíveis no mercado. Cada um vem com suas próprias forças e fraquezas. No entanto, com a lista criada na etapa 1, é mais fácil focar nos provedores que fornecem os recursos mais importantes para seu aplicativo específico.

Portanto, pesquise as opções disponíveis, por exemplo, SimFlow, e compare-as com base em seus requisitos.

Passo 3: Experimente antes de comprar.

Depois de fazer uma pesquisa completa, é hora de experimentar o software CFD de sua escolha. Felizmente, a maioria dos pacotes de software de modelagem CFD oferece uma versão de teste ou demonstração gratuita, que permite testar o software e avaliar seu desempenho antes de fazer a compra.

Vale a pena experimentar alguns fornecedores de software que você encontrou na etapa de pesquisa e verificar qual é o mais adequado para você.

Passo 4: Considere o custo.

Infelizmente, o software de simulação CFD pode ser caro, especialmente para pacotes comerciais. Portanto, é importante confrontar suas limitações orçamentárias com o custo do software. Além disso, é importante incluir também custos adicionais, como treinamento e suporte.

Passo 5: Avalie o suporte.

Finalmente, ao escolher o Software de Fluidodinâmica Computacional certo, você também deve avaliar o suporte técnico e os recursos. Software desse tipo é complexo, portanto, avaliar a qualidade e a disponibilidade do suporte é de extrema importância. Como resultado, você deve verificar se o software de sua escolha vem com documentação detalhada, fóruns e suporte ao cliente.

Resumindo, o CFD Simulation Software é uma ferramenta útil e de alta qualidade para engenheiros e cientistas em uma ampla gama de setores. Ele permite simular e analisar o comportamento do fluxo de fluidos em diferentes condições, o que pode ser usado para otimizar projetos e melhorar o desempenho.

Existem vários pacotes de software de análise de CFD disponíveis no mercado, portanto, escolher um pode ser um desafio. No entanto, depois de definir seus requisitos, pesquisar as opções disponíveis e avaliar o software com base em suas necessidades, você poderá escolher o software de simulação de CFD certo para seu caso de uso específico.