Simulação de fluidos utilizando o SIMULIA na 3DEXPERIENCE

Por José Filipe Trilha de Carvalho
Head do departamento de engenharia da SKA

Com a Plataforma 3DEXPERIENCE, é possível testar vários cenários de fluxo de fluidos, diferentes condições de operação, diferentes projetos com alternativas mais baratas de fabricação e manufatura, otimizando o seu produto ainda na fase de projetos. Com os benefícios da simulação numérica você vai realizar muitos ensaios em escala real obtendo resultados físicos em um tempo muito menor. 
Uma ferramenta CFD oferece suporte para tomada de decisões inteligentes a analistas e engenheiros antes do protótipo final. A obtenção de resultados físicos, em um mundo sem simulação, só é possível através de experimentos que demandam a fabricação de protótipos e o uso de tecnologia avançada em instrumentos de medição e em sensores eletrônicos. 

Sabe-se que o fenômeno da turbulência é visivelmente um dos problemas de engenharia mais complexos de se descrever e, analiticamente, a sua resolução é parcial ou limitada, sendo altamente necessário o uso de técnicas numéricas empregando modelos de turbulência em determinadas escalas pré-determinadas para resolver os problemas físicos de forma aceitável, chegando a resultados reais. 

A Plataforma 3DEXPERIENCE possui um portfólio de produtos baseados na tecnologia SIMULIA Abaqus FEA e CFD, altamente capazes de solucionar numericamente esses fenômenos complexos de engenharia. Há diversos aplicativos de simulação disponíveis na 3DEXPERIENCE e eles são acessíveis a engenheiros, analistas e designers, que podem utilizar como ferramenta de trabalho para obter respostas em mecânica estrutural, eletromagnetismo e fluidos. 

Oferecendo recursos avançados para a análise de volumes finitos, pode-se simular gradientes térmicos, pressão, fluxos de massa ou térmicos, condução de calor, convecção de calor, radiação, tudo de forma integrada às suas soluções CAD 3D de projetos. Estes recursos avançados contemplam a maioria dos aspectos da simulação do ambiente e das condições de carregamento e de contorno em que um produto vai sofrer quando submetido a esse ambiente. As simulações CFD podem ser aplicadas para peças e montagens complexas com condições de contorno equivalentes ao problema real físico.

Vamos falar agora brevemente sobre o método de volumes finitos, que é utilizado na fluidodinâmica computacional. Trata-se de um método que resolve numericamente as equações diferenciais de transporte empregadas nos volumes de controle. A integração dessas equações é realizada em volumes de controle aplicando equações de conservação e balanços em cada um dos volumes. O que implica na conservação de grandezas físicas primárias, independentemente de sua discretização.

Em relação às aplicações da técnica de fluidodinâmica em problemas físicos de engenharia, um exemplo existente nos livros de mecânica dos fluidos (Çengel e Cimbala*) se refere aos vórtices formados por aviões, que podem causar perturbações no ar, ocasionando problemas no pouso de pequenas aeronaves. Esse acontecimento pode deixá-las incontroláveis e, em situações com pequenos aviões voando exatamente na esteira de vórtices dos aviões maiores, estes podem virar completamente ao contrário a aeronave, causando o difícil controle, e situações caóticas como estol aerodinâmico através da perda total da sustentação. 

*Fonte: Yunus A. Çengel, John M. Cimbala. Mecânica dos fluidos: fundamentos e aplicações. McGraw-Hill, 2007 

Caso você tenha situações envolvendo fluxos de fluidos e deseja analisar diferentes situações de projetos aplicando e testando o seu produto na prática, saiba que o SIMULIA pode ser utilizado para solucionar de forma numérica fenômenos simples e complexos, tratando os problemas de engenharia de forma simples pelo ponto de vista dos usuários. 
Realize seus testes virtuais com as análises CFD dentro da Plataforma 3DEXPERIENCE com acesso aos aplicativos robustos de simulação baseados na linha de produtos SIMULIA.

Veja a partir do vídeo abaixo e a playlist de vídeos uma serie de exemplos que demonstram algumas capacidades dessa solução e veja  como é simples e intuitivo resolver problemas de escoamentos envolvendo vários problemas físicos na Plataforma 3DEXPERIENCE.

Para saber mais sobre o SIMULIA na Plataforma 3DEXPERIENCE, acesse a página da solução ou preencha o formulário abaixo: