Žena sledující simulaci CFD zabudovanou v systému Simcenter CAD na několika obrazovkách.

Simcenter

CFD simulace zabudovaná do CAD

Výpočtová simulace dynamiky kapalin (CFD) v počítačem podporovaném navrhování (CAD) pro konstruktéry a analytiky.

Zkraťte dobu vývoje

Provádějte simulace CFD v ranějších fázích pomocí softwaru CFD plně integrovaného do CAD pro konstruktéry a analytiky. Eliminujte typické režijní náklady na pracovní postup analýzy a zkraťte vývoj pomocí simulace proudění kapalin a přenosu tepla na nativní geometrii CAD v řešeních NX, Solid Edge, CATIA a Creo.

Funkce simulace CFD zabudované do CAD

Simulace CFD v rozhraní CAD

CFD simulace plně zabudovaná do CAD umožňuje konstruktérům a analytikům provádět simulaci proudění kapalin a vyhodnocovat přenos tepla v prostředí návrhu CAD, a to pomocí intuitivního rozhraní a CAD geometrie. Odpadá tak časová náročnost převodu dat CAD, zjednodušování geometrie nebo příprava pro kroky CFD a inženýři mohou provádět více konstrukčních studií a vyhodnocovat výsledky. Konstruktéři se proto mohou zaměřit na to, jak úpravy geometrie nebo provozních okrajových podmínek ovlivňují výkonnost. Vzhledem k tomu, že výsledky simulací jsou k dispozici v dřívější fázi vývoje, je možné přijímat informovaná rozhodnutí.

Vytváření simulace CAD

Předsunutí simulace CFD

Předsunutí simulací je proces, kdy se simulace přesouvá do dřívějších fází vývoje, kde může nejvíce ovlivnit výkonnost návrhu, pomoci snížit náklady na prototypování a vyhnout se přepracování návrhu v pozdní fázi. Předsunutím simulací CFD se rozumí postup, kdy se simulace výpočetní dynamiky kapalin začíná používat v dřívější fázi procesu návrhu, a mají je na starosti konstruktéři. Tato demokratizace simulace CFD pomocí CFD zabudované v CAD znamená, že konstruktéři mohou vyhodnocovat proudění kapalin a tepelný výkon, zkoumat trendy a odmítat méně žádoucí konstrukční varianty a zlepšovat tak návrh výrobku. Předsunutí CFD jako metodiky může zkrátit celkový vývoj tím, že proces simulace bude výrazně rychlejší. Umožňuje inženýrům optimalizovat výkon a spolehlivost výrobků a snížit náklady na fyzické prototypy a vývoj.

Vývojový diagram zobrazující metody, procesy a IT řešení v rané fázi procesu vývoje

Uživatelské prostředí CFD pro konstruktéry

Aby bylo možné integrovat CFD do návrhového prostředí CAD, musí být intuitivní pro strojní inženýry a konstruktéry, kteří CAD pravidelně používají. Ať už používáte simulaci CFD pravidelně nebo zřídka, je výhodné mít intuitivní a známé prostředí, nabídky, volby a logické pracovní kroky. Je velmi výhodné využít řešení, které kombinuje předběžné zpracování, nastavení CFD simulace, sledování řešení a následné zpracování a vyhodnocení výsledků, a to vše v rámci návrhového prostředí CAD. Chytrá automatizace je pro konstruktéry klíčovým prvkem, který umožňuje snadné používání a konzistenci. To může mít podobu průvodců analýzou, kteří uživatele provedou nastavením simulace, automatického vytváření sítí a zpětné vazby v reálném čase o průběhu řešení simulace. Konstruktéři mají k dispozici rychlé a přehledné výsledky v podobě grafů, tabulek a sestav a jejich generování je jednoduché bez nutnosti dalších kroků.

Vizuál softwaru Simcenter.

Automatizované vytváření sítí pro CFD zabudované do CAD

Chytré předběžné zpracování a automatizace mohou pomoci konstruktérům zvýšit produktivitu práce s nástrojem CFD zabudovaným do CAD. Práce v prostředí CAD, rychlá automatická detekce netěsností, metody rychlého utěsnění geometrie a automatická detekce objemu kapaliny jsou žádoucími příklady chytré automatizace, která může urychlit jakýkoli proces simulace CFD. Automatizované síťování je navržené pro práci přímo s geometrií CAD a zpracování složité geometrie nebo geometrie proměnlivé kvality bez nutnosti zjednodušovat modely CAD, a je považováno za klíč k rychlejšímu a přesnějšímu CFD pro konstrukční prostředí. Osvědčily se stabilní a robustní metody kartézského ponořeného mřížkování, při nichž je automatické zjemňování sítě založeno na vlastnostech geometrie a může být kombinováno s adaptivním zjemňováním řešení pro oblasti s vyššími gradienty proudění a teploty.

Pokud je možné síťování automatizovat a zkrátit ze dnů na hodiny nebo z hodin na minuty, pak se jedná o skutečnou změnu pro kratší CFD analýzu ve srovnání s typickým CFD softwarem. Chytrá automatizace ve spojení s inovativní technologií automatického vytváření sítí a snadným používáním umožňuje konstruktérům i neodborníkům spolehlivě provádět analýzy CFD v rané fázi procesu návrhu. V kombinaci s lokalizovanými kontrolami sítě a pokročilými možnostmi poskytuje CFD zabudované do CAD také rychlý a efektivní alternativní přístup pro zkušené analytiky k řešení široké škály typických problémů CFD.

Snímek nástroje CFD zabudovaného do CAD

CFD s použitím geometrie CAD bez zjednodušení

Výhodou CFD zabudovaného do CAD, které přímo využívá nativní geometrii CAD bez nutnosti zjednodušení, je eliminace nebo minimalizace předběžného zpracování a času stráveného přípravou CAD pro CFD. Tím se také eliminují chyby při překladu informací mezi týmy.

Přímá práce s geometrií CAD pro analýzu a vyhodnocování výsledků a možností návrhu znamená, že se díky rychlé komunikaci geometrie CAD z optimalizovaného návrhu zlepšuje propojení následných funkcí návrhu.

Dva obrázky dílu stroje vytvořené v CAD – jeden s kovovým pláštěm, druhý výřez zobrazující tepelnou mapu proudění vzduchu skrz něj

Optimalizace návrhu v CAD na základě simulace CFD

Pokud mohou konstruktéři dříve a častěji přímo provádět simulace CFD, mohou s jistotou přijímat lepší konstrukční rozhodnutí. Schopnost snadno porovnávat výsledky z různých konfigurací modelu a provádět změny geometrie až po vyhodnocování více provozních podmínek přibližuje možnosti přehledu simulací blíže k návrhu. Inženýři s přístupem ke snadnému nastavení parametrických studií, zkoumání scénářů „co kdyby“ až po pokročilé možnosti návrhu experimentů mohou lépe prozkoumat prostor návrhu a dosáhnout lepšího výkonu a spolehlivosti výrobků v rámci harmonogramu projektu.

Současný model CAD optimálního návrhu vybraného pomocí simulace je možné okamžitě předat například do výroby. CFD zabudované do CAD umožňuje integrovat návrh založený na simulaci dynamiky kapalin do celkového procesu správy životního cyklu výrobků.

Vícenásobné iterace jednoho dílu, jak je vidět v simulaci CAD