Um modelo para contemplar: automatize seus processos de design marítimo
- Alvaro Filho
- há 8 horas
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O setor tem um prazo real a cumprir: 2050. Desde a adoção da Estratégia da Organização Marítima Internacional (OMI) para a Redução das Emissões de Gases de Efeito Estufa (GEE) por Navios em 2023, o setor marítimo tem buscado maneiras de atingir suas metas dentro do prazo. Seja modificando frotas existentes ou construindo novos navios, os desafios de engenharia que surgem para cumprir as diretrizes ambientais são enormes.
Arquitetos navais e engenheiros de projeto precisam tomar decisões radicais com mais rapidez. Para isso, recorrem à simulação. Neste contexto marítimo, a simulação deixou de ser uma ferramenta dispensável para se tornar essencial para explorar todos os aspectos do desempenho da embarcação e as inúmeras opções de projeto.
Para atingir seus objetivos, você precisa de ferramentas de simulação CFD que facilitem a configuração de casos complexos, incorporem as melhores práticas e possibilitem a automação. Você também precisa de ferramentas rápidas de executar e que contenham os recursos multifísicos avançados necessários para a simulação marítima. A boa notícia é que você pode fazer tudo isso e muito mais com o Simcenter!
O Simcenter STAR-CCM+ possui um conjunto completo de ferramentas para automatizar completamente processos e fluxos de trabalho, além de criar modelos de simulação. Esses modelos permitem fluxos de trabalho repetíveis que podem ser criados por analistas experientes e repassados aos engenheiros de projeto para a tomada de decisões de engenharia.
Os modelos de simulação podem eliminar a maioria dos processos manuais envolvidos na construção de uma simulação CFD por meio de um modelo de modelo parametrizado, reduzindo a simulação ao seu conjunto mínimo de entradas. A partir daí, todos os cálculos de malha, condições de contorno, configurações do solver e pós-processamento podem ser aplicados de forma que as simulações sejam repetíveis e integradas às melhores práticas da sua organização. Os modelos utilizam ferramentas integradas ao software, permitindo que sejam atualizadas quando necessário; não são ferramentas de caixa-preta que você obtém do seu fornecedor de software! Um desses modelos é o tanque de reboque virtual (VTT).
Preparação ágil
Configurar uma simulação CFD marítima requer muitas etapas: importar CAD, definir propriedades de massa e hidrostáticas, criar uma malha adequada, definir a física do solver... Não aqui.
O modelo de modelo parametrizado automatiza todas essas configurações e cálculos. Não há necessidade de scripts e o arquivo pode ser reutilizado para múltiplas simulações e compartilhado com outras pessoas. Portanto, o uso de um modelo garante consistência e melhores práticas em todas as simulações, além da repetibilidade dos resultados.
Modelos focados em questões marítimas orientam você na configuração e execução e garantem que suas melhores práticas sejam aplicadas a cada simulação.
Configurações de malha
As abordagens tradicionais de CFD exigem várias horas de configuração manual. Qual deve ser o tamanho da malha? Como construir adequadamente minha malha de camada limite? E onde devo aplicar os refinamentos apropriados?
Se você pensar bem, todas essas decisões são baseadas na velocidade, no tamanho e no formato da embarcação analisada. Um conjunto de operações de simulação passo a passo é incorporado ao arquivo de simulação para tomar essas decisões automaticamente. As operações determinarão todos os tamanhos de malha, locais para refinamento, onde aplicar as condições de contorno e todas as configurações relevantes do solver e critérios de parada. Esse processo é tão poderoso que você nem perceberá que está acontecendo e pressionará um botão para criar a malha E executar a simulação; e essas duas etapas estão perfeitamente interligadas.
O que talvez seja ainda mais poderoso é que esse processo automatizado permite o sequenciamento multimalha (MMS). Esse método refina automaticamente a malha, mapeia a solução anterior para a malha e continua a execução. Esse processo é repetido sistematicamente até que a discretização final da malha seja alcançada. Em média, esse processo melhora o tempo de execução em um fator de 4 em comparação à execução do modelo apenas na grade final!
Ilustração do refinamento da grade de sequenciamento MMS.
Pós-processamento
Relatórios para métricas-chave como resistência, compensação, elevação ou potência do eixo podem ser configurados antecipadamente. Dados de campo, como coeficientes de atrito, coeficientes de pressão e elevação da onda gerada, podem ser exibidos em cenas predefinidas e exportados para o Power Point usando uma macro. Informações chave, como a fração de esteira local, podem ser exportadas automaticamente para dados CSV para serem lidas em outros pacotes de software para análise posterior, se necessário.
Exibição de layout de várias visualizações de pós-processamento automatizadas.
Varredura completa de design
O modelo é totalmente parametrizado, o que significa que qualquer tipo de estudo de exploração de projeto pode ser implementado usando a ferramenta de gerenciamento de projeto do Simcenter STAR-CCM+. Você pode explorar automaticamente o espaço de projeto; gerar curvas de resistência e potência versus velocidade, explorar efeitos na massa ou analisar uma variedade de formas possíveis de casco e muito mais!
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