Simulação de escoamentos de fluidos pode apoiar decisões em questões cotidianas. No post de hoje, Leonardo Paes Rangel, Diretor de Desenvolvimento de Negócios da JL Engenharia e Software, nos mostra como explicou um questionamento comum do dia a dia com dinâmica dos fluidos. Confira!
“Trabalhar com simulação de escoamentos de fluidos é empolgante. Em muitas situações do nosso cotidiano visualiso imaginariamente vórtices turbulentos, caminhos preferenciais, zonas de estagnação, streamlines e o famoso mapa de cores que tão bem ilustra simulações de escoamentos de fluidos por CFD (Computational Fluid Dynamics ou Fluidodinâmica Computacional, em tradução livre).
Gosto de manifestar como o escoamento de fluidos está presente em nosso dia a dia ao meu filho de 14 anos, grande interessado em perceber os fenômenos naturais. Recentemente pude demonstrar em situação cotidiana como funciona a dinâmica dos fluidos de maneira computacional, utilizando a simulação de escoamentos.
Estávamos voltando de um passeio em família e estava receoso que o volume de combustível do carro seria suficiente para chegar em casa sem parar no posto. Frente à alta de temperatura do dia, liguei o ar condicionado do carro. No mesmo instante, meu filho comentou que o ar condicionado gastaria mais combustível e pediu:
-Não seria melhor abrirmos as janelas para refrescar? Isso ajudaria a economizar gasolina para chegarmos mais cedo em casa!
– E se eu te disser que abrir as janelas também gastará mais combustível? – posicionei-o com o questionamento científico.
– Anhh? Como assim?
– Quando chegarmos em casa, vou te mostrar, através de simulação em CFD, usando o software SIMCENTER STAR-CCM+ que há maior consumo! E ainda mais: saberemos quanto a mais de combustível será consumido.
Simulação de escoamentos no SIMCENTER STAR-CCM+
Lembrei-me de um exemplo simples, bem prático de treinamento do software (quase igual ao Mini Cooper do Mr. Bean!). Com algumas adaptações na geometria e temos dois modelos simples para comparação: um carro com janela fechada e outro com janela aberta.
A simulação de escoamentos permitiu medir o arrasto obtido que, em outras palavras, descreve a resistência do ar ao veículo. Quanto maior o arrasto, maior a resistência do ar e logo, maior o consumo de combustível!
Mostrei ainda que, ao abrirmos as janelas do carro em movimento, a massa de ar que entra fica circulando no interior do veículo, consumindo energia e modificando os parâmetros aerodinâmicos do carro. Quem pagaria por esta energia e aerodinâmica “perdida”? Bingo! Está explicado o maior consumo de combustível. Neste caso simplificado de simulação, o aumento de consumo foi na ordem de 5%.
Mas sob qual situação se gasta mais combustível, ar condicionado ligado ou janelas abertas? Bom, neste caso teremos que avaliar em detalhes os mecanismos de acionamento e funcionamento do ar condicionado, calculando sua potência e obtendo assim quanto que este componente “retira” do motor, diminuindo sua potência total, necessária para movimentar o veículo.
Na indústria, seja para se executar processos em plantas ou desenvolvimento de produtos manufaturados, é fundamental identificar e quantificar eventuais perdas. Para isto existe a simulação computacional! Esta técnica é uma “calculadora 3D” que abarca os fenômenos físicos com suas equações já estudadas e estruturadas! Ela auxilia o engenheiro a otimizar seu produto ou processo, minimizando perdas e maximizando produtividade. Fazer mais com menos!
Conte conosco para avaliar situações do cotidiano de sua indústria e mostraremos como podemos auxiliar na inserção de tecnologias de simulação em sua empresa!”
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Leonardo Paes Rangel, PhD
Diretor de Desenvolvimento de Negócios da JL Engenharia e Software |
A empresa JL Engenharia e Software é parceira SIEMENS DIGITAL INDUSTRIES SOFTWARE com o selo Smart Partner Expert. Este selo é concedido pela experiência e expertise nas aplicações práticas de ferramentas SIEMENS para simulação e otimização em engenharia.
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