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Una mujer observa la simulación de CFD integrada en CAD de Simcenter en sendas pantallas.

Simcenter

Simulación de CFD integrada en CAD

Simulación de dinámica computacional de fluidos (CFD) en diseño asistido por ordenador (CAD) para diseñadores y analistas.

Acortar los plazos de desarrollo

Realiza antes simulaciones CFD con software CFD totalmente integrado en CAD para diseñadores y analistas. Elimina los gastos generales típicos del flujo de trabajo de análisis para acortar el desarrollo mediante la simulación del flujo de fluidos y la transferencia de calor en geometría CAD nativa en NX, Solid Edge, CATIA y Creo.

Funcionalidades de simulación de CFD integradas en CAD

Simulación de CFD en la interfaz CAD

La simulación de CFD totalmente integrada en CAD. Permite a ingenieros de diseño y analistas efectuar una simulación de flujo de fluidos y evaluar la transferencia de calor en el entorno de diseño CAD con una interfaz intuitiva y utilizando directamente la geometría CAD. Esto elimina la sobrecarga de tiempo de la conversión de datos CAD, elimina la simplificación de la geometría o la preparación para los pasos CFD, y permite a los ingenieros efectuar varios estudios de diseño y evaluar los resultados. Por tanto, los ingenieros de diseño pueden centrarse en cómo influyen en el rendimiento las modificaciones de la geometría o las condiciones de contorno de funcionamiento. Como los resultados de la simulación están disponibles en una fase más temprana del desarrollo, se pueden tomar decisiones con conocimiento de causa.

Se está creando una simulación CAD.

Simulación de predistribución CFD

El frontloading de simulación es el proceso de adelantar la simulación en el desarrollo, en un punto donde pueda influir más en el rendimiento del diseño, ayudar a reducir costes en la creación de prototipos y evitar la reelaboración del diseño en las últimas fases. La simulación de CFD de frontloading hace referencia a la práctica de introducir la simulación de dinámica computacional de fluidos en una fase temprana del proceso de diseño y ponerla en manos de los ingenieros de diseño. Esta democratización de la simulación de CFD mediante CFD integrada en CAD significa que los ingenieros de diseño pueden evaluar el flujo de fluidos y el rendimiento térmico, examinar tendencias y descartar opciones de diseño menos deseables para mejorar el diseño del producto. La CFD de frontloading como metodología puede acortar el desarrollo global al hacer que el proceso de simulación sea muchas órdenes de magnitud más rápido. Permite a los ingenieros optimizar el rendimiento y la fiabilidad de los productos, así como reducir los costes de desarrollo y creación de prototipos físicos.

Organigrama que muestra los métodos, procesos y soluciones de IT en las primeras fases de desarrollo.

Experiencia de usuario de CFD para diseñadores

A fin de integrar CFD en el entorno de diseño CAD, debe ser intuitiva para los ingenieros mecánicos y de diseño que utilizan CAD de manera habitual. Tanto si utilizas la simulación de CFD con regularidad como si lo haces con poca frecuencia, es beneficioso disponer de un entorno intuitivo y familiar, menús, selecciones y pasos lógicos del flujo de trabajo. Resulta muy ventajoso aprovechar una solución que combine preprocesamiento, configuración de la simulación de CFD, supervisión de la solución y posprocesamiento y evaluación de los resultados, todo ello dentro del entorno de diseño CAD. Para facilitar el uso y la coherencia, la automatización inteligente es esencial para los ingenieros de diseño. Esto puede adoptar la forma de asistentes de análisis para guiar a los usuarios en la configuración de la simulación, mallado automático e información en tiempo real sobre el progreso de la solución de simulación. Los ingenieros de diseño pueden apreciar el valor de unos resultados rápidos y claros en forma de ploteos, tablas e informes, por lo que generarlos resulta sencillo sin necesidad de aplicar pasos adicionales.

Imagen del software de Simcenter.

Mallado automatizado para CFD integrada en CAD

El preprocesamiento inteligente y la automatización pueden ayudar a los ingenieros de diseño a incrementar la productividad de los analistas con una herramienta CFD integrada en CAD. El trabajo en el entorno CAD, la rápida detección automática de fugas, los métodos para sellar rápidamente la geometría y la detección automática del volumen de fluido son ejemplos deseables de automatización inteligente que pueden acelerar cualquier proceso de simulación de CFD. La tecnología de mallado automatizado diseñada para trabajar directamente con geometría CAD y manejar geometría compleja o de calidad variable sin necesidad de simplificar los modelos CAD está reconocida como un aspecto clave para contar con una CFD más rápida y precisa en el entorno de diseño. Se ha demostrado que el valor de los métodos estables y robustos de mallado de contorno inmersos cartesianos, en los que el refinamiento automático de la malla se basa en las características de la geometría y puede combinarse con el refinamiento adaptativo de la solución para las regiones de mayor flujo y gradientes térmicos.

Cuando es posible automatizar el mallado y reducirlo de días a horas o de horas a minutos, se proporciona un verdadero cambio de ritmo en el análisis CFD más corto en comparación con el típico software CFD. La automatización inteligente, junto con la innovadora tecnología de mallado automatizado y la facilidad de uso, permite a los ingenieros de diseño y a personal técnico no especializado realizar análisis CFD de forma fiable en las primeras fases del proceso de diseño. Cuando se combina con controles de mallado localizados y opciones avanzadas, la CFD integrada en CAD también proporciona un enfoque alternativo rápido y eficaz para que los analistas experimentados aborden una amplia gama de problemas típicos de CFD.

Imagen en pantalla de una herramienta CFD integrada en CAD.

CFD con geometría CAD sin simplificación.

Las ventajas de la CFD integrada en CAD, que utiliza directamente la geometría CAD nativa sin necesidad de simplificarla, es que se elimina o minimiza el preprocesamiento y el tiempo dedicado a preparar el CAD para la CFD. Esto también elimina errores en la conversión de información entre equipos.

Trabajar directamente con la geometría CAD para analizar y evaluar los resultados y las opciones de diseño significa que la conectividad de la función de diseño downstream se mejora mediante la rápida comunicación que ofrece la geometría CAD a partir de un diseño optimizado.

Dos imágenes creadas mediante CAD de una pieza de una máquina: una con su piel metálica y otra con un corte que muestra un mapa térmico del flujo de aire que la atraviesa.

Optimización del diseño basado en la simulación de CFD en CAD

El hecho de que los ingenieros de diseño puedan realizar directamente simulaciones de CFD en una etapa anterior y con más frecuencia les ayuda a tomar mejores decisiones de diseño y con mayor confianza. La posibilidad de comparar fácilmente los resultados de diferentes configuraciones de modelos, realizando cambios en la geometría y evaluando más condiciones de funcionamiento, acerca la potencia de la perspectiva de simulación al diseño. Los ingenieros con acceso a estudios paramétricos de fácil configuración, exploración de escenarios hipotéticos y funcionalidades avanzadas de diseño de experimentos pueden explorar más a fondo el espacio de diseño para ofrecer un mejor rendimiento y fiabilidad del producto dentro de los plazos del proyecto.

El modelo CAD concurrente de un diseño óptimo seleccionado mediante simulación puede comunicarse inmediatamente a otras funciones de ingeniería, como la fabricación. La CFD integrada en CAD permite incorporar el diseño basado en la simulación de la dinámica de fluidos en el proceso general de gestión del ciclo de vida del producto.

Varias iteraciones de una misma pieza en una simulación CAD.