Com o lançamento do Simcenter STAR-CCM+ 2402, a SIEMENS fornece aos engenheiros de todos os setores recursos de dinâmica de fluidos computacional (CFD) para acelerar a modelagem da complexidade dos produtos atuais.
Confira todos os novos recursos disponíveis para explorar possibilidades de engenharia e transformar a complexidade em uma vantagem competitiva.
As novas melhorias no Simcenter STAR-CCM+ ajudam a:
- Modelar a complexidade
- Explorar ainda mais possibilidades
- Ir ainda mais rápido
Execute simulações de turbomáquinas industriais com mais rapidez e precisão
A geração de malhas poliédricas nas pás de máquinas turbomáquinas resulta em um número de células comparativamente elevado. Isso geralmente se manifesta em tempos de execução mais longos para simulações aerodinâmicas de turbomáquinas.
Dado que as principais malhas estruturadas de solução foram introduzidas anteriormente no Simcenter STAR-CCM+, elas possibilitam um tempo de resposta mais rápido para máquinas axiais, tornando a malha menor em comparação com as poliédricas e permitindo um tempo de simulação mais rápido. A malha estruturada também oferece células de alta qualidade alinhadas ao fluxo no canal principal da pá, proporcionando uma convergência mais rápida na simulação e maior precisão na solução.
Com o Simcenter STAR-CCM+ 2402, estamos expandindo ainda mais a capacidade da malha estruturada para turbomáquinas com suporte para filamentos das pás. Esses filamentos podem estar no anel ou no cubo. Uma experiência do usuário perfeita é garantida com o filamento sendo automaticamente detectado como parte da entrada da superfície da pá sem qualquer entrada adicional.
No geral, a malha estruturada para turbomáquinas, juntamente com o suporte automático para filamentos, leva a uma maior precisão e um tempo de solução mais rápido, sem esforço adicional por parte do usuário.
Lide com cargas fluidas altamente dinâmicas que levam a grandes deformações de corpos sólidos
Para aplicações onde existe um acoplamento forte de duas vias entre um fluido denso e uma estrutura muito flexível, a convergência e a estabilidade de uma simulação de CFD são difíceis de alcançar.
Com o Simcenter STAR-CCM+ 2402, introduzimos um conjunto de novos recursos que permitem exatamente esse tipo de simulações complexas de interação fluido-estrutura, onde cargas fluidas altamente dinâmicas levam a grandes deformações na estrutura sólida.
O novo método de estabilização Dynamic FSI oferece um excelente controle sobre a simulação com apenas um coeficiente ajustável, ao mesmo tempo em que é totalmente compatível com o solver estrutural para cálculo de tensões.
E com o esquema de integração no tempo com diferenciação retroativa agora também disponível para o solver estrutural, a consistência cinemática completa entre sólido e fluido é agora garantida mesmo para configurações que usam integração temporal de segunda ordem.
Essa modelagem de Interação Fluida-Estrutura (FSI) de próxima geração reduz as barreiras para lidar com aplicações FSI altamente dinâmicas e fortemente acopladas.
Habilite aplicações envolvendo radiação em meios participantes
Muitas aplicações na indústria de alimentos e bebidas, médica, de processos ou em manufatura aditiva dependem fortemente da interação volumétrica da radiação com o material processado (meio participante).
Portanto, para lidar com tais cenários com simulação CFD, é preciso de um modelo preciso de absorção e dispersão de radiação na presença de um meio participante.
Com o Simcenter STAR-CCM+ 2402, o modelo Surface Photon Monte Carlo (SPMC) já existente, que considera apenas a radiação de superfície para superfície e ignora o efeito participante/volumétrico, está sendo estendido para um Photon Monte Carlo (PMC) totalmente volumétrico.
O PMC, um método estatístico para resolver a Equação de Transferência Radiativa, é considerado um dos métodos de solução mais precisos. Com a expansão para PMC volumétrico, uma modelagem combinada de radiação volumétrica e de superfície está habilitada e, portanto, proporcionamos uma abordagem ainda mais fiel.
Isso permite uma modelagem mais precisa de fenômenos complexos como absorção e dispersão da radiação quando ela interage com um meio participante.
Para capturar a interação da radiação com líquidos, pode-se executá-lo em conjunto com o método multifásico Volume de Fluidos (VOF). Graças ao Esquema Híbrido de Volume-Superfície, os usuários podem usar eficientemente o VPMC apenas na região onde a precisão de absorção é necessária, enquanto mantêm o restante com o SPMC de superfície. Isso traz melhorias impressionantes de velocidade de até 37 vezes em comparação com uma solução pura do Método de Ordenadas Discretas (DOM).
O VPMC está expandindo ainda mais a já rica oferta de físicas do Simcenter STAR-CCM+ para modelagem de radiação (DOM, Harmônicos Esféricos P1, Superfície para Superfície, SPMC) com a abordagem de alta fidelidade ainda mais abrangente.
Estimule a sinergia interfuncional para Exploração de Design
Em um mundo de produtos cada vez mais complexos, a consideração de compensações entre disciplinas de engenharia é de fundamental importância para maximizar o desempenho do produto.
Por conta disso, estudos de exploração de design isolados e não rastreados em uma única disciplina de CAE representam o risco de não atingirem os objetivos na prática.
Com o Simcenter STAR-CCM+ 2402, a SIEMENS está introduzindo uma integração do Gerenciador de Design no Teamcenter Simulation. A solução integrada permitirá obter atualizações em tempo real e notificações sobre alterações na geometria, alterações nos requisitos, parâmetros, etc., das outras equipes de engenharia que podem afetar seu projeto de exploração de design.
O Gerenciador de Design integrado ajudará equipes a acelerarem o tempo de entrada de produtos no mercado, aproveitando as capacidades do Teamcenter para exploração de design: é possível acessar diretamente os dados corretos no Teamcenter, garantindo rastreabilidade entre requisitos e resultados e aproveitando um banco de dados centralizado de informações sobre projetos/produtos.
O lançamento de estudos incorporado a partir do Active Workspace está democratizando ainda mais a exploração de design.
Com essa colaboração interorganizacional aprimorada, é possível aproveitar todo o potencial por meio da otimização do desempenho do produto interfuncional.
Realize preparação de superfície mais rápida para geometrias complexas
Em estudos aerodinâmicos de automóveis, engenheiros de CFD precisam buscar uma distribuição eficiente de camadas de prisma em partes exteriores e interiores do veículo.
Usando ferramentas de reparo de superfície, a preparação de superfícies é um processo que pode levar horas ou dias, dependendo da experiência do usuário e da complexidade do modelo.
A divisão das superfícies das peças também é importante em qualquer estudo quando, por exemplo, deseja-se obter relatórios de uma grandeza física em uma fronteira específica ou a atribuição de condições de contorno adequadas.
No Simcenter STAR-CCM+ 2402, a SIEMENS introduziu uma ferramenta interativa de classificação em reparo de superfície que acelera a divisão das superfícies das peças.
O recurso vem com uma interface de usuário intuitiva e algoritmos de ponta que permitem uma classificação rápida e eficiente, economizando tempo. A ferramenta pode ser aplicada a peças individuais ou a um conjunto de peças.
O processo de classificação é rápido, e as faces podem ser classificadas em questão de segundos. A ferramenta também permite a gravação de um macro, para uma classificação ainda mais rápida.
Portanto, para simulações aerodinâmicas, é possível economizar tempo valioso na preparação da superfície, bem como no número de elementos de malha. Isso também leva à redução do tempo de execução do solver de CFD.
Tenha acesso a uma ampla gama de hardware para aceleração nativa de GPU
Os benefícios da aceleração de simulações de CFD habilitadas para GPU são inegáveis. Custos significativamente mais baixos por simulação para o mesmo número de projetos, redução maciça no consumo de energia e a capacidade de substituir milhares de núcleos de CPU por um único nó de GPU.
No entanto, até o momento, a aceleração habilitada para GPU no Simcenter STAR-CCM+ estava vinculada a um único fornecedor de hardware de GPU, limitando suas opções.
No Simcenter STAR-CCM+ 2402, um passo importante foi dado na oferta de GPU. Agora, as simulações do Simcenter STAR-CCM+ podem ser realizadas tanto em GPUs AMD quanto em GPUs NVIDIA.
Nesta versão, você agora pode aproveitar GPUs da série AMD Instinct™ 200 (MI210, MI250, MI250X), com consistência inalterada nos resultados independentemente do hardware escolhido, seja CPUs ou GPUs.
Isso oferece uma seleção mais ampla de hardware, acesso mais fácil a CFD acelerado por GPU e, em última análise, mais flexibilidade para obter seus resultados de CFD da maneira mais eficiente possível.
Execute simulações de CHT e de várias escalas de tempo de forma mais eficiente
Como mencionado anteriormente, a simulação de CFD acelerada por GPU apresenta uma longa lista de benefícios, incluindo o potencial para executar suas simulações de maneira eficiente em termos de custo e energia.
De acordo com isso, os benchmarks ao longo dos últimos ciclos de lançamento têm comprovado o excelente desempenho do Simcenter STAR-CCM+ em GPUs. Portanto, é de fundamental importância expandir a capacidade de aproveitar GPUs para mais modelos e, consequentemente, mais aplicações.
Com o Simcenter STAR-CCM+ 2402, o processo de portabilidade de solvers e físicas para se tornarem igualmente disponíveis para simulações nativas de GPU e CPU continua. A nova versão oferece interfaces de contato mapeadas para Fluido-Sólido e/ou Sólido-Sólido.
Juntas, essas melhorias permitem executar simulações de Transferência de Calor Conjugado (CHT), Gerenciamento Térmico de Veículos (VTM) e outras simulações de várias escalas de tempo em GPUs com todos os benefícios associados. Soluções equivalentes à CPU são garantidas mantendo uma base de código unificada.
Acelere significativamente as simulações com solver acoplado
Aplicações envolvendo fluxos reativos podem ser encontradas em muitas indústrias. E enquanto a simulação de CFD pode cobrir todos os aspectos relacionados às reações químicas com um alto nível de precisão, isso tem um custo.
Tipicamente, simulações de fluxo, energia e espécies totalmente acopladas podem ser computacionalmente muito exigentes.
Portanto, no Simcenter STAR-CCM+ 2402, há a possibilidade de usar o solver segregado para as espécies químicas em conjunto com o solver acoplado para Fluxo e Energia, como uma alternativa a uma abordagem totalmente acoplada de Fluxo-Energia-Espécies.
Resolver o transporte de espécies químicas de forma segregada reduz o tempo computacional para todo o sistema, com grandes benefícios de aceleração até 10 vezes dependendo do caso de uso ou – mais precisamente – do número de espécies envolvidas.
Observe que, enquanto a abordagem de Fluxo/Energia Acoplados com Espécies Segregadas pode fornecer uma aceleração significativa para simulações de múltiplas espécies, espera-se que certos casos reativos mais complexos exijam uma abordagem completa de Fluxo/Energia e Espécies Acopladas.
Integração da Hidrodinâmica de Partículas Suavizadas (SPH – Smoothed-particle hydrodynamics) no Simcenter STAR-CCM+
A tecnologia de Hidrodinâmica de Partículas Suavizadas (SPH) é um método alternativo muito poderoso e rápido para modelar fluxos transientes complexos com fluxos de superfície livre altamente dinâmicos, incluindo jatos e respingos.
No entanto, ferramentas independentes para SPH e CFD forçam os usuários e equipes de engenharia a escolher a ferramenta a priori e, eventualmente, trabalhar em várias ferramentas diferentes dependendo dos requisitos exatos da simulação.
A primeira versão do solucionador SPH totalmente integrado à plataforma CFD está sendo lançada no Simcenter STAR-CCM+ 2402. Isso permite executar simulações SPH e CFD a partir da mesma ferramenta.
Como o SPH não requer malha volumétrica, é possível lidar rapidamente com movimentos de corpos complexos, mesmo com contato e geometrias complexas. Através da integração ao Simcenter STAR-CCM+, é possível se beneficiar imediatamente do poder do Simcenter STAR-CCM+ como plataforma de simulação de CFD: automação de fluxo de trabalho integrado de ponta a ponta, pré-processamento avançado com uma ferramenta CAD incorporada e conectividade CAD externa, análise de dados poderosa e exploração de design já incorporada.
A integração permite, em última análise, executar vários tipos de aplicações multifásicas em um único ambiente, expandindo suas opções além dos métodos multifásicos de volumes finitos estabelecidos como VOF ou MMP, para um método SPH rápido e sem malha. Tudo isso sem a necessidade de aprender e manter uma ferramenta de software adicional de CFD.
Observe que, para poder executar o solucionador SPH, os clientes precisarão de uma licença adicional.
Estes são apenas alguns dos novos e poderosos recursos no Simcenter STAR-CCM+ 2402. Eles permitirão que você projete produtos melhores e mais rapidamente do que nunca, transformando a complexidade da engenharia de hoje em uma vantagem competitiva.
Melhor software de simulação de CFD
Os resultados mais recentes da revisão por pares do Simcenter STAR-CCM+ G2 mostram como a SIEMENS está avançando na comunidade e sendo reconhecida como o melhor software de simulação de CFD.
Estamos empolgados em anunciar que o Simcenter STAR-CCM+ garantiu a primeira posição na categoria de Software de Simulação e CAE no G2. Isso é um testemunho dos grandes avanços que a SIEMENS segue fazendo a cada ano.
Quer aplicar a simulação em CFD nos seus projetos? Fale com a JL Engenharia e Software.
SIEMENS Digital Industries Software – Where today meets tomorrow!
