symulacje cfd

Simcenter Star CCM+ zawansowane oprogramowanie dla nowoczesnego rozwoju

Zastanawiałeś się kiedyś, czy możesz mieć bardziej świadomy wpływ na rozwój urządzenia, który produkujesz? Czy jesteś w stanie zmniejszyć koszty, jednocześnie podnoszą parametry wyrobu i zmniejszając ryzyko poniesienia porażki. Na obecnym etapie rozwoju inżynierii właściwą drogą do odniesienia sukcesu jest symulacja komputerowa, która w zastosowaniu przemysłowym przestaje być opcją prowadzenia prac rozwojowych, a staje się koniecznością. Jeżeli twoje przedsiębiorstwo produkuje urządzenia wykorzystujące zjawiska fizyczne obejmujące przepływ cieczy, gazów oraz ich mieszanin,  zjawisk termicznych lub akustycznych, zjawisk elektromagnetycznych, powinieneś rozważyć wybór odpowiedniego narzędzia, jakim jest oprogramowanie CFD, np. Simcenter STAR CCM+. Dzięki obliczeniom numerycznym będziesz mógł przybliżyć charakterystykę procesu, wpływ elementów konstrukcyjnych, reakcji chemicznych i pozostałych parametrów na uzyskiwane wyniki. Można również policzyć stan instalacji przemysłowej, jej zachowanie podczas zmiennych warunków pracy oraz określić możliwości jej udoskonalenia.

star ccm

Rys. 1 Programy do symulacji przepływów CFD

Przykłady zastosowań oprogramowania CFD

W zależności od stopnia zaawansowania i zakresu fizyki prowadzonych prac rozwojowych portfolio firmy Siemens daje możliwość wyboru programu: Simcenter FloEFD, Simcenter FloTHERM, Simcenter 3D oraz Simcenter  Star CCM+, które jest najbardziej zaawansowanym narzędziem z zakresu CFD. Pozwala ono na najbardziej precyzyjne prowadzenie obliczeń w ramach jednego, zintegrowanego środowiska w którym funkcjonalność STAR-CCM+ eliminuje potrzebę uczenia się i łączenia różnych narzędzi. Umożliwia badanie zjawisk fizycznych w całkowicie jednolity sposób, bez konieczności przenoszenia danych pomiędzy oddzielnymi programami. W programie mamy możliwości symulacji:

  • różnych dziedzin fizyki, w tym CFD, mechaniki ciał stałych (CSM), elektromagnetyki, wymiany ciepła, przepływu wielofazowego, przepływu reakcyjnego, elektrochemii, aeroakustyki i reologii
  • ruchów ciał sztywnych i elastycznych przy pomocy technik, do których należą morfing siatkowy, metoda siatek nakładanych oraz ruch w sześciu stopniach swobody
  • zdolność do połączenia i uwzględnienia interakcji pomiędzy różnymi modelami fizycznymi i ruchu w ramach jednej symulacji (analiza FSI)
simcenter star ccm

Rys. 2 Możliwości obliczeniowe Simcenter STAR CCM+

Z uwagi na szeroki zakres możliwości prowadzenia symulacji program znajduje  zastosowanie w wielu dziedzinach przemysłu. Typowymi gałęziami przemysłu wymagającymi programów CFD są: wytwórcy maszyn przepływowych (pomp, turbin, wentylatorów, wiatraków), producenci samochodów, samolotów i statków. Program  może znaleźć zastosowanie także przemysłu np. w budownictwie (projektowanie systemów wentylacji i ogrzewania), w architekturze (projektowania osiedli i sposobów ich przewietrzania), w przemyśle farmaceutycznym (symulacja procesu mieszania i transportu gotowych wyrobów itp.). W rozwoju swoich produktów producentowi programu zaufały m.in. takie firmy jak: Airbus, TLG Aerospace, Toyota Motorsports, Renault Sport Formula One Team, Trek, Becker Marine Systems, Kawasaki Heavy Industries.

Pamiętać jednak należy, że samo stosowanie dobrych narzędzi nie gwarantuje sukcesu. Symulacja komputerowa to narzędzie do tworzenia nowej jakości w oparciu o istniejącą wiedzę konstruktorów. Sam fakt uzyskiwania wiarygodnych wyników niewiele zmienia, a jedynie właściwe ich zastosowanie w procesie tworzenia produktu daje właściwe efekty. Innymi słowy – celem symulacji jest optymalizacja w celu rozwoju.

Opracował: Wojciech Plutecki