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Não tente fazer isso em casa, a menos que você esteja simulando! Fuga Térmica: uma recapitulação Fuga térmica de baterias é um fenômeno perigoso em que a célula da bateria superaquece incontrolavelmente. Um loop de feedback autossustentável ocorre em que a bateria recebe uma certa quantidade de aquecimento e, se não for resolvido, isso, por sua vez, aciona uma série de reações químicas dentro da célula da bateria. Essas reações liberam ainda mais calor e gases, o que pode resultar em enorme acúmulo de pressão dentro da bateria. Gases de ventilação extremamente quentes (mais de 1000 o C!) e combustíveis são então emitidos da célula da bateria. Quando esses gases se inflamam, o fogo se espalha para outras células da bateria e danos catastróficos podem ocorrer em um veículo elétrico, propriedade e, claro, apresenta um alto risco à vida. Assista a este pequeno vídeo que mostra a natureza violenta de um evento de fuga térmica: Deve ficar claro que esses cenários devem ser evitados, e os sistemas de bateria devem ser projetados para garantir uma operação segura se ocorrer um evento de fuga térmica. De fato, agora há várias regulamentações nacionais e internacionais que os fabricantes de células e veículos elétricos devem cumprir. Hora de testar? – Calorimetria de taxa acelerada (ARC) A maneira mais intuitiva de entender o comportamento das baterias quando elas passam por um evento de fuga térmica é replicar as causas da fuga térmica e ver como a bateria se comporta. No caso de superaquecimento, uma metodologia comum para entender a liberação de calor da bateria é um teste de calorimetria de taxa acelerada (“ARC”). Esses testes fornecem insights claros, mas vêm com alguns problemas: principalmente que os testes em si são caros, exigem acesso a instalações de teste e exigem um protótipo físico da célula da bateria! Claro, é aqui que a simulação pode se encaixar e permitir iterações rápidas de design no início do ciclo de design, com a segurança em mente. O Simcenter STAR-CCM+ já possui uma ampla gama de modelos e funcionalidades para modelagem e segurança de baterias, desde o design de células 3D até o conjunto completo de baterias e propagação térmica durante um evento descontrolado: Na versão 2502, será adicionada outro nível de funcionalidade – principalmente a capacidade de modelar fuga térmica detalhada em nível celular com o modelo Homogeneous Multiphase Complex Chemistry (HMMC). Química de fuga térmica Quando consideramos o interior de uma célula de bateria, então há vários sólidos (ânodo, cátodo e separadores), bem como eletrólito líquido. Quando ocorrem reações de fuga térmica, esses componentes podem reagir e se decompor para liberar gases inflamáveis, como hidrogênio e metano. Isso resulta em várias fases, todas reagindo entre si, por exemplo, multifásicas. Para capturar essa complexidade, foi desenvolvida uma estrutura na qual os estágios iniciais de um evento de fuga térmica podem ser modelados com modelagem química detalhada. Isso permite que os designers modelem explicitamente as reações fundamentais que são acionadas durante um evento de fuga térmica. As reações são consideradas como uma mistura homogênea, permitindo uma configuração simples e fácil em conjunto com nosso modelo multifásico de mistura. Além disso, tudo isso é construído em cima de um comprovado solver de química complexa, permitindo que as reações sejam facilmente definidas usando a importação de arquivo chemkin padrão e contabilizando as reações intra e interfase. Isso fornece uma funcionalidade de modelagem exclusiva para entender profundamente o comportamento das baterias. Por exemplo, pode-se configurar diretamente reações para decomposição/produção de SEI, decomposição de sal condutor, produção de fluoreto de hidrogênio e decomposição de cátodo; veja o exemplo de reações importadas para teste de fuga térmica acima. Vamos cozinhar – Aquecer-Esperar-Buscar Armados com uma nova ferramenta de modelagem, vamos aplicá-la à simulação de um teste ARC e ver como ele funciona. O teste ARC envolve um período inicial de aquecimento da bateria chamado Heat-Wait-Seek (HWS), em português Aquecer-Esperar-Buscar, onde a bateria é gradualmente aquecida antes de esperar para ver se as reações exotérmicas começam. Quando essas reações começam, nenhum calor é aplicado à bateria, e ela é deixada para continuar reagindo/autoaquecendo até o início da fuga térmica. Revelando a interação de reações e transição de fase durante o abuso térmico de baterias de íons de lítio https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2021.230881 Uma ótima coisa sobre ter essa funcionalidade de física dentro do Simcenter STAR-CCM+ é que podemos alavancar os recursos de automação. O processo de teste ARC pode ser facilmente implementado usando Simulation Operations and Stages sem nenhum script. E os resultados são excelentes: Como pode ser visto, o novo modelo HMMC pode capturar com precisão o início tanto da reação exotérmica quanto da fuga térmica. Ser capaz de capturar esse comportamento com precisão permite que contramedidas eficazes ou estratégias de mitigação, como escudos térmicos, sejam implementadas por engenheiros muito antes no processo de design de forma segura e econômica. Por exemplo, a geração de calor prevista dessa simulação pode ser usada como uma fonte de calor calculada com precisão diretamente em um modelo de nível de pacote maior, ou as composições de gás de ventilação previstas usadas para uma análise de combustão posterior. Um excelente exemplo de como a simulação é vital no ciclo de design da bateria. Agende uma reunião com a CAEXPERTS e descubra como podemos ajudar sua equipe a projetar sistemas de bateria mais seguros e eficientes, utilizando simulação avançada para prever e mitigar eventos de fuga térmica. Entre em contato agora e leve sua inovação para o próximo nível! WhatsApp: +55 (48) 98814-4798 E-mail: contato@caexperts.com.br

A indústria de ferro e aço são altamente intensivas em materiais e energia. A energia constitui uma parte significativa do custo de produção do aço, de 20% a 40%. Assim, melhorias na eficiência energética resultam em custos de produção reduzidos e, consequentemente, maior competitividade. Outro desafio na produção de aço é que as emissões de CO₂ são altas. Em média, as usinas de aço primárias emitem três toneladas de CO₂ por tonelada de aço. O melhor índice global é de 1,4 toneladas de CO₂ por tonelada de aço. Para fortalecer a competitividade verde e alcançar o objetivo de produção de baixo carbono e limpa, a indústria siderúrgica adota quatro estratégias de economia de energia: (a) Aumentar a eficiência energética: recuperação de calor residual, melhorando a eficiência do sistema/equipamento de energia otimizando a operação e gestão de energia. (b) Desenvolver e utilizar combustíveis de baixo carbono como biomassa, (c) Maximizar o valor do gás combustível e (d) Desenvolver a tecnologia de ponta como o CCS (captura e armazenamento de carbono). Processo de Produção de Aço No processo primário de produção de ferro, os materiais como minério de ferro, coque e cal são derretidos em um alto-forno resultando em ferro líquido (metal quente). Os métodos chave são o Forno de Oxigênio Básico (BOS) e o mais moderno Forno de Arco Elétrico (EAF). No processo secundário de fabricação de aço, o aço líquido produzido pelos métodos BOS e EAF é tratado para ajustar a composição do aço. Os processos secundários de fabricação de aço envolvem Agitação, Forno de panela, Injeção em panela, Desgaseificação, CAS-OB (ajuste de composição por borbulhamento de argônio selado com sopro de oxigênio). Na fundição contínua, o aço líquido é fundido em um molde refrigerado causando a solidificação de uma fina casca de aço. A tira de casca é retirada usando rolos guias e totalmente resfriada e solidificada. A tira é cortada em comprimentos desejados dependendo da aplicação; placas para produtos planos (placas e fitas), lingotes para seções (vigas), billets para produtos longos (fios) ou tiras finas. No processo primário de formação, o aço que é fundido é então formado em várias formas, muitas vezes por laminação a quente. Os produtos laminados a quente são divididos em produtos planos, produtos longos, tubos sem costura e produtos especiais. As técnicas secundárias de formação dão ao aço sua forma e propriedades finais. Estas técnicas incluem laminação a frio, Usinagem (perfuração), Junção (soldagem), Revestimento (galvanização), Tratamento térmico (temperamento), Tratamento superficial (cementação). A Siemens com o Simcenter STAR-CCM+ , uma abordagem baseada em Dinâmica de Fluidos Computacional (CFD), é usada na indústria siderúrgica para (a) melhorar a eficiência do sistema de energia e equipamentos, (b) otimizar a operação e gestão de energia, (c) analisar e comparar diversas tecnologias para otimizações de processo. O Simcenter STAR-CCM+ fornece análises detalhadas do fluxo de fluidos, transferência de calor e outros fenômenos fisio-químicos nos equipamentos em escala real e condições operacionais, o que de outra forma não é possível por técnicas experimentais. Esta tecnologia oferece um entendimento tridimensional detalhado dos parâmetros do processo como padrões de fluxo, temperatura, perfil de mistura, composição química, transferência de calor, combustão, reações químicas, fundição, etc. O Simcenter STAR-CCM+ também oferece uma capacidade muito robusta de Método dos Elementos Discretos (DEM) para modelar fluxos de partículas sólidas. Forno de Oxigênio Básico Forno de Oxigênio Básico O forno de oxigênio básico (BOF) é uma parte do processo de fabricação de aço onde oxigênio puro é usado para converter ferro-gusa líquido em aço, oxidando o carbono. Em fornos de sopro superior, um jato de oxigênio supersônico é soprado através de uma lança verticalmente orientada sobre o banho de metal líquido, criando uma cavidade na superfície do banho. Parâmetros importantes são a forma e o tamanho desta cavidade, pois contribuem para a área de contato interfacial entre o oxigênio e o metal. As rápidas reações de descarbonização na interface metal líquido/gás levam à formação de monóxido de carbono (CO), que pode reagir com o oxigênio no espaço superior do forno para produzir dióxido de carbono. Este último processo é geralmente referido como reação de pós-combustão e é altamente exotérmico (ΔHR = -283 kJ/mol). Com o objetivo de otimizar a eficiência energética do processo e aumentar a quantidade de sucata que pode ser refundida no banho, há um forte interesse em promover a pós-combustão do monóxido de carbono e a transferência da energia liberada por esta reação para o metal líquido. Alternativamente, conversores de sopro inferior são usados, onde o oxigênio é injetado na parte inferior do forno. Isso leva a uma agitação e mistura adicionais, similares aos resultados mostrados na seção da panela. A geometria do conversor, a configuração da lança, o número, a dimensão e o posicionamento das entradas inferiores, bem como as taxas de fluxo afetam o campo de fluxo e, portanto, o processo de oxidação e oferecem oportunidades para melhorar o processo e sua eficiência. Para simular um BOF com lança superior com foco na penetração do jato e sua interação com o metal líquido, o Simcenter STAR-CCM+ oferece o método Volume of Fluid (VOF) e o modelo de múltiplas fases Euleriano com uma extensão de modelo para capturar a superfície livre corretamente, chamado Large Scale Interface (LSI). Ambos os métodos suportam reações em cada fase e recentemente um modelo de reação superficial para VOF foi introduzido para considerar reações apenas na superfície livre, onde o oxigênio entra em contato com o carbono no metal líquido. Configuração e descrição do caso No caso apresentado aqui, um jato de oxigênio puro de cima interage com o derretimento. A simulação VOF transiente é realizada em um domínio 2D axisimétrico com 125.000 células hexaédricas, assumindo comportamento de gás ideal para a fase gasosa. Ambas as fases são modeladas como multicomponentes. A fase gasosa consiste de O₂, CO, CO₂ e N₂, enquanto a fase líquida contém Fe e C. Para modelar a descarbonização, duas reações superficiais na interface são aplicadas, formando CO na fase gasosa: C(l) + O₂(g) → 2CO(g) C(l) + CO₂ → 2CO(g) 2CO(g) + O₂(g) → 2CO₂(g) Figura 1: Esquerda: Jato de oxigênio entrando no BOF e penetrando no metal líquido. A linha preta indica a superfície livre. Direita: Vermelho mostra o metal líquido, azul a fase gasosa, cor amarelada indica gotículas líquidas. Resultados Os resultados da simulação na Fig. 1 mostram a penetração profunda do jato de oxigênio no derretimento. Gotas de derretimento menores e maiores são levantadas e espirram contra a parede. A profundidade e a forma da cavidade estão permanentemente mudando, já que este caso é inerentemente transitório, resultando por um lado em uma maior área de superfície e por outro em uma mistura adicional devido a essas flutuações. Figura 2: Fração molar de oxigênio na fase gasosa. Figura 4: Fração molar de CO como resultado da descarbonização na superfície livre. Figura 3: Fração molar de carbono no fundido. Valores mais baixos são encontrados próximos à superfície livre. A Fig. 2 mostra a distribuição de oxigênio na fase gasosa. Na lança, um jato puro de oxigênio entra no forno. Uma parte do oxigênio é consumida pela descarbonização na superfície livre e outra parte é convertida na fase gasosa em dióxido de carbono. Um olhar mais atento à superfície livre (Fig. 3 e 4) mostra que um conteúdo menor de carbono é encontrado apenas nas proximidades da superfície livre. Isso também indica que as oscilações estão aumentando a superfície livre e, portanto, as taxas de reação significativamente, uma vez que o conteúdo mais baixo de C é encontrado lá. No lado gasoso, uma fração molar maior de CO é encontrada nas oscilações, mas também no lado direito próximo à superfície livre. Esta é uma área onde as velocidades do gás não são tão altas (veja Fig. 3) e o CO não é transportado eficientemente para o volume. Agitação no Cadinho Em um forno de panela, o argônio é injetado através de uma lança revestida de refratário ou através de um bloco refratário permeável na parte inferior, a fim de manter uma temperatura e composição uniformes. Um exercício de referência para tal forno é descrito a seguir. A geometria utilizada e detalhes adicionais são especificados pela Sociedade Alemã de Aço (VDEh) em sua 7ª reunião em 2010. Descrição do Problema O cadinho contém 185 toneladas de aço a 1600°C. Argônio é introduzido a partir do fundo, dando origem a plumas de gás heterogêneas que causam a agitação do aço. O objetivo da simulação era determinar o tempo necessário para alcançar uma mistura completa. Figura 5: Detalhes do benchmark de agitação da panela. Região vermelha: escória e região amarela: o metal fundido Um método de modelagem Volume-of-Fluid (VOF) foi usado no STAR-CCM+ para considerar a interface entre gás e líquido. Um algoritmo de rastreamento de partículas discretas para rastrear as bolhas injetadas (com uma distribuição de tamanho de Rosin Rammler) e densidade dependente da lei do gás ideal baseada na altura do metal fundido foi usado para o gás injetado. Um acoplamento bidirecional com consideração de forças de arrasto, sustentação e dispersão turbulenta é empregado entre as fases gasosa e líquida. Um traçador numérico é introduzido para rastrear a extensão da mistura e o tempo de mistura necessário. Resultados do Exercício de Referência no Cadinho Os resultados deste estudo são mostrados abaixo nas Figs. 6(a) a 6(c). A Fig. 6a mostra uma captura de tela da distribuição das bolhas e ascensão no domínio. A Fig. 6b mostra os contornos de velocidade do derretimento causados pela injeção do jato de argônio, mostrando claramente um fluxo de jato em desenvolvimento com a velocidade diminuindo com a altura. A magnitude da velocidade estava dentro de 15% dos resultados analíticos. A Fig. 6c mostra uma pictografia de um experimento baseado em água em um modelo em escala do cadinho. Indica que o campo de fluxo corresponde aos resultados da simulação qualitativamente (já que nenhuma medição de velocidade foi realizada no experimento com água). A Fig. 7 mostra que os resultados do tempo de mistura da simulação (⁓120s) comparam-se bem com aqueles de medições experimentais (⁓120-140 segundos), indicando que a simulação CFD permite insights detalhados sobre o comportamento do fluxo. Geometrias adicionais podem ser investigadas usando simulação combinada com uma abordagem de otimização direta automatizada para encontrar uma solução de engenharia para mistura. Figura 6: (a) Pluma de bolhas ascendentes (b) Campo de velocidade do jato de argônio (c) Foto de um experimento com água em escala Figura 7: Comparação do tempo necessário para mistura completa com valores experimentais. Fundição Contínua Após a fabricação de uma liga de aço, o aço líquido precisa ser processado para uso posterior. Podemos discernir dois tipos de material forjado após a produção de aço: ou lingotes que podem ser usados posteriormente em processos específicos de fundição de formas ou barras de aço fundido continuamente de várias geometrias de seção transversal. Desafios de Produção Para garantir uma boa qualidade geral do produto, certos aspectos do processo são chave: (a) Transporte e localização de inclusões não metálicas e escória dentro do lingote ou tira, (b) Gerenciamento de temperatura da liga para garantir propriedades metalúrgicas desejáveis, (c) Defeitos como defeitos de contração macro e micro. Esses aspectos estão intimamente ligados entre si, bem como à eficiência geral de fabricação. Assim, o processo de fundição contínua ou de lingotes é um conglomerado de diferentes fenômenos físicos e desafios de engenharia envolvendo transferência de calor (radiação, condução e convecção), mudança de fase (solidificação no metal e ebulição devido ao resfriamento por pulverização), transporte de material, Aquecimento Joule, Dinâmica Magneto Hidrodinâmica (agitação na tira), Metalurgia incluindo defeitos de contração, Reações químicas (mangas exotérmicas e pós). Figura 8: Padrão de fluxo durante a solidificação de lingotes de aço. Criação de poros alfa e defeitos de contração Problema & Resultados Usando uma abordagem pseudo transiente, o Simcenter STAR-CCM+ foi usado para prever a espessura da casca ao longo da tira, bem como a posição da ponta de solidificação. O trabalho de validação foi baseado no trabalho de Ushijima, onde a espessura da casca é determinada analiticamente. Assume-se que o molde esteja pré-preenchido com aço superaquecido, as paredes são configuradas para serem convectivas. A velocidade de entrada também é dada e na saída a velocidade de fundição é aplicada. Figura 9: Validação da espessura da casca para fundição de tira única. O gráfico à esquerda mostra a comparação dos resultados. O gráfico à direita mostra o contorno da geometria segundo Ushijima. O modelo de múltiplas fases Volume of Fluid (VOF) é usado para investigar a interação entre escória, derretimento e ar. A modelagem de mudança de fase é habilitada dentro do modelo VOF. Ao expandir o domínio computacional além do domínio fluido para incluir, por exemplo, o molde ou rolos, o efeito das suposições nas condições de contorno pode ser mitigado. O Simcenter STAR-CCM+ possui um conjunto de funções de critério para análise de defeitos dentro da peça fundida. As propriedades do material também são essenciais para prever com precisão o comportamento de fluxo e solidificação dentro da peça fundida. A estrutura aberta do software permite que se importe dados de material dependentes da temperatura próprios ou que se use os materiais oferecidos no banco de dados de material metálico dedicado. Os resultados (Fig. 9) indicam que o STAR-CCM+ pode prever a espessura da casca com precisão e pode ser usado para avaliar o processo de fundição de forma eficaz. CONCLUSÕES O Simcenter STAR-CCM+ foi utilizado para a análise detalhada de fornos de oxigênio básico, mistura em cadinho e fundição contínua. Detalhes incluindo dinâmica de fluidos, reações de descarbonização na superfície, bem como reações de oxidação na fase gasosa, foram modelados com precisão. O método Volume of Fluid (VOF), assim como o modelo Euleriano de Múltiplas Fases com uma extensão LSI, podem ser usados para capturar corretamente a superfície livre. O Simcenter STAR-CCM+ abre a porta para futuras otimizações e melhorias de processo. Quer levar a eficiência e sustentabilidade da sua indústria siderúrgica para um novo patamar? Na CAEXPERTS , podemos te ajudar a traçar estratégias de economia de energia e tecnologias avançadas para redução de emissões de CO₂. Agende uma reunião conosco e descubra como podemos ajudar sua empresa a otimizar processos, reduzir custos e alcançar seus objetivos de produção de forma mais sustentável. Não deixe para depois, entre em contato agora mesmo e dê o primeiro passo rumo a um futuro mais verde e competitivo!

A atualização mais recente do Simcenter STAR-CCM+ 2502 traz melhorias essenciais em vários domínios, com foco em aumentar a velocidade da simulação, aprimorar a precisão do modelo e melhorar a integração em diferentes disciplinas de engenharia. Os principais avanços incluem uma tecnologia de movimento de malha eficiente para mover objetos, gerenciamento térmico de veículos mais rápido e simulações aerodinâmicas, troca de dados simplificada para E-machines e métodos sofisticados para modelar com precisão o início da fuga térmica da bateria, corrosão e comportamento complexo de fluidos não newtonianos. Esses desenvolvimentos são projetados para ajudar você a acelerar os ciclos de desenvolvimento, otimizar o desempenho do produto e facilitar a colaboração entre equipes, impulsionando, em última análise, a inovação e a eficiência em seus projetos. Simulações de segurança de bateria aprimoradas Os fabricantes de baterias enfrentam o desafio crítico de garantir a segurança, particularmente o risco de fuga térmica durante curtos-circuitos ou outras falhas. Ferramentas de modelagem tradicionais têm lutado para prever com precisão essas complexas reações químicas e eletroquímicas. Para resolver isso, a versão mais recente do Simcenter STAR-CCM+ 2502 apresenta o “Modelo de Química Complexa Multifásica Homogênea”, projetado para fornecer uma simulação detalhada dos comportamentos das células da bateria em condições adversas. Embora seja um modelo geral, o modelo de química complexa multifásica homogênea pode permitir que os projetistas modelem explicitamente as reações fundamentais que são acionadas durante um evento de fuga térmica, fornecendo insights detalhados sobre a resposta eletroquímica e térmica a um curto-circuito ou incidente de penetração de prego em uma bateria. Isso permite que os engenheiros obtenham insights mais profundos e projetem baterias com altos graus de segurança sem o custo de testes físicos. Essa capacidade aprimorada ajuda, em última análise, a prevenir acidentes, aumentar a confiança do consumidor e cumprir com regulamentações de segurança rigorosas. Análise avançada de corrosão A corrosão é um problema generalizado em muitos setores, levando a custos significativos de manutenção e tempo de inatividade do equipamento. As ferramentas de análise tradicionais geralmente falham em prever o início e a progressão da corrosão de forma eficaz, levando a falhas inesperadas. O Simcenter STAR-CCM+ 2502 integra o banco de dados Corrosion Djinn da Corrdesa para análise avançada de corrosão. Dados de polarização de alta qualidade descrevem a relação entre a queda de potencial na interface do material e a corrente elétrica específica e são entradas importantes para o solver de Potencial Eletrodinâmico do Simcenter STAR-CCM+ . O banco de dados de materiais Corrosion Djinn da Corrdesa hospeda a coleta de dados, incluindo polarização de superfície, derivada por meio de quantificação experimental rigorosa. Este recurso oferece aos engenheiros ferramentas robustas para simular e prever corrosão sob várias condições ambientais, usando dados de alta fidelidade. Como resultado, as indústrias podem projetar proativamente problemas potenciais de corrosão, estender a vida útil do equipamento e reduzir significativamente os custos de manutenção. Modelagem precisa de fluidos complexos Na indústria de processamento de alimentos, prever com precisão o comportamento de fluidos complexos, como maionese, que exibem características não newtonianas, apresenta desafios significativos. Esses fluidos podem se comportar como um sólido em níveis de tensão de cisalhamento mais baixos antes de se moverem como um fluido em níveis de tensão elevados. Esse comportamento está complicando os processos de produção e o controle de qualidade. Em resposta, o Simcenter STAR-CCM+ 2502 introduz Modelos de Fluidos Não-Newtonianos Generalizados, a saber, Limite de Tensão de Escoamento e Viscosidade de Escoamento para leis Cross e Carreau-Yasuda Não-Newtonianas. Esses modelos avançados de viscosidade capturam os comportamentos intrincados desses fluidos Bingham complexos sob tensão com mais precisão do que nunca. Ao simular o comportamento desses fluidos, os engenheiros podem prever com precisão como eles agirão no mundo real, otimizando assim os processos de fabricação e envase. Cobertura de pulverização uniforme para várias aplicações Alcançar uma cobertura de pulverização uniforme é essencial em indústrias que vão da agricultura à fabricação automotiva, onde afeta tudo, desde a produção agrícola até o acabamento da pintura. A variabilidade neste processo pode levar à ineficiência e ao desperdício, representando um desafio logístico substancial. Em muitos desses casos, o injetor de bico de leque plano fornece um padrão de pulverização uniforme e plano de uma fina folha de líquido em forma de leque. Na agricultura, os bicos de leque plano são, por exemplo, essenciais para fornecer cobertura de pulverização uniforme em aplicações aéreas de pesticidas. Da mesma forma, esses tipos de injetores são usados ​​para limpeza e desengorduramento, revestimento e pintura, resfriamento e umidificação, lubrificação, tratamento de superfície e controle de poeira. O modelo Flat Fan Nozzle Injector no Simcenter STAR-CCM+ 2502 facilita a configuração rápida e fácil desses injetores. Resultados precisos são obtidos pelo método Linear Instability Sheet Atomization (LISA). Essa tecnologia garante aplicação uniforme em operações variadas, melhorando a utilização de recursos e a eficiência do processo. Em última análise, isso leva a reduções em desperdício e custos, contribuindo para práticas de produção mais sustentáveis ​​e ecologicamente corretas. Otimização mais rápida baseada em adjuntos Métodos de otimização adjunta dependem de uma série de simulações múltiplas, nas quais o solver adjunto é executado em cada etapa. Considerando que o solver adjunto é muito caro em termos de recursos computacionais, esses estudos de otimização facilmente atingem o limite de viabilidade. As melhorias algorítmicas feitas no Simcenter STAR-CCM+ 2502 para o solver adjunto com discretização de segunda ordem melhoram drasticamente a taxa de convergência, reduzindo significativamente o tempo total de retorno. Além disso, essa melhoria reduz a necessidade de retornar à discretização adjunta de primeira ordem para uma convergência robusta, melhorando assim a precisão das sensibilidades adjuntas computadas. O tempo de simulação reduzido e os resultados de maior qualidade permitem que os engenheiros explorem e realizem projetos ideais de forma muito mais eficiente e eficaz. Simulações rápidas e escaláveis ​​de objetos em movimento Muitas aplicações, como imersão em tinta e enchimento de garrafas, envolvem o movimento de um corpo sólido que afeta o movimento de um fluido. Para capturar o movimento, a abordagem de malha overset oferece flexibilidade e precisão ao utilizar uma malha de fundo combinada com uma malha móvel ajustada ao corpo. Essa configuração garante alta qualidade de malha perto dos limites de objetos em movimento, levando a resultados precisos. No entanto, essa precisão tem o custo de maior complexidade, o que resulta em maiores despesas computacionais e dimensionamento abaixo do ideal. A nova abordagem Virtual Body, disponível na nova versão do Simcenter STAR-CCM+ 2502 , elimina a necessidade de duas malhas separadas e oferece uma alternativa mais econômica, escalável e fácil de configurar em comparação com o método overset para diversas aplicações validadas. Além disso, também proporciona uma solução mais estável em cenários que envolvem espaços estreitos. Simulações de malha deslizante mais rápidas em GPUs e CPUs Muitas aplicações, como aerodinâmica externa de veículos com rodas giratórias, exigem movimento de corpo rígido (RBM) para capturar fenômenos de fluxo transitórios e instáveis. Isso emprega as interfaces de malha deslizante, também conhecidas como interfaces não conformes. Tradicionalmente, em tais cenários, a interseção da interface é realizada em cada passo de tempo. Devido à complexidade do algoritmo intersetorial e seu alto requisito de dados de interface, o desempenho das malhas deslizantes quando implantadas em grandes contagens de núcleos ou usadas com GPUs foi restrito. Caso (contagem de células) Tempo total de simulação (min) Sem cachê Tempo total de simulação (min) Cachê Número de CPU/GPUs Acelerar Caso 1 (120 M) 165,6 149,8 8 GPUs A100 10% Caso 2 (150 M) 223 187,4 8 GPUs A100 16% Caso 3 (38 M) 862 470 8 GPUs A100 45% Caso 4 (140 M) 13 horas 10,5 horas 16 GPUs V100 19% Caso 5 (136 M) 50,7 horas 44,9 horas 1600 núcleos 12% A nova estratégia de cachê de interface de limite disponível na nova versão do Simcenter STAR-CCM+ 2502 permite que os dados da interface sejam calculados apenas uma vez e reutilizados para as etapas de tempo subsequentes, reduzindo significativamente o tempo de simulação de malha deslizante em CPUs e GPUs. Simulações mais rápidas de gerenciamento térmico de veículos em GPUs A indústria automotiva é constantemente pressionada a aumentar a eficiência energética enquanto gerencia o calor gerado durante a operação, um aspecto desafiador do design de veículos. Ao mesmo tempo, os benefícios das GPUs para resolver simulações de CFD de forma mais rápida e eficiente em termos de energia são inquestionáveis. Com o Simcenter STAR-CCM+ 2502 , será ampliado ainda mais a gama de aplicações de gerenciamento térmico que você pode realizar em CPUs e GPUs por meio da adaptação de mais solvers nativos para GPU. O novo método GPU-native Actual Flow Dual Stream Heat Exchanger aproveita a aceleração da GPU para executar simulações complexas de VTM. Outras aplicações incluem simulações CHT mais rápidas de faróis, utilizando os solvers de energia segregado e acoplado nativos para GPU em regiões de casca sólida, além de análises mais rápidas de Baterias CHT e resfriamento de eletrônicos, graças aos métodos de propriedades de materiais ortotrópico, anisotrópico e transversamente isotrópico nativos para GPU. Isso aumentará seu rendimento e opções de hardware, enquanto uma arquitetura de solver unificada para CPU e GPU garante resultados consistentes. Como resultado, você poderá realizar mais simulações de gerenciamento térmico em menos tempo, aumentando a produtividade e acelerando os ciclos de desenvolvimento. Automação nativa de fluxos de trabalho avançados de aerodinâmica e turbomaquinaria Simulações complexas envolvendo múltiplos fenômenos físicos ou estágios operacionais variados podem ser trabalhosas de configurar, frequentemente exigindo scripts e configurações intrincados. O recurso Stages dentro do Simcenter STAR-CCM+ simplifica esse processo. Ele fornece uma interface amigável para definir e gerenciar estágios de simulação, reduzindo o tempo de configuração e permitindo que os engenheiros se concentrem mais na análise e menos na configuração. Com o Simcenter STAR-CCM+ 2502 estágios tornam-se disponíveis para uma gama ainda mais estendida de aplicações: com o suporte de modelos de equilíbrio harmônico e turbulência de equilíbrio harmônico, você pode lidar com fluxos de trabalho de simulação de turbomáquinas com facilidade. O suporte de estágios para Moving Reference Frame e Rigid Body Motion simplifica os fluxos de trabalho com uma mudança de estado estável para transitório, como aerodinâmica externa com peças rotativas. O método Stages não apenas acelera o fluxo de trabalho da simulação, mas também aumenta significativamente a produtividade e atenua potenciais erros de configuração. Troca de dados simplificada para projeto de máquinas eletrônicas A colaboração entre projetistas de máquinas elétricas e engenheiros de dinâmica de fluidos computacional é frequentemente dificultada por formatos e sistemas de dados incompatíveis. O formato “Simcenter Data Exchange (SCDX)”, recentemente implementado no Simcenter STAR-CCM+ 2502 , resolve esses problemas garantindo uma transferência de dados suave e eficiente entre diferentes ferramentas de software e equipes. Essa capacidade de integração facilita um fluxo de trabalho mais coeso, reduzindo erros e permitindo uma conclusão mais rápida do projeto por meio de colaboração aprimorada. Esses são apenas alguns destaques do Simcenter STAR-CCM+ 2502 . Esses recursos permitirão que você projete produtos melhores mais rápido do que nunca, transformando a complexidade da engenharia atual em uma vantagem competitiva. Suporte multiversão para Simcenter X HPC Enfrentando um projeto CFD urgente que requer capacidade HPC imediata? 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A CAEXPERTS reúne uma equipe experiente e multidisciplinar de especialistas em CAE, preparada para entregar engenharia avançada e simulação computacional em diferentes escalas e níveis de maturidade. Utilizamos recursos de hardware e software de alto desempenho escaláveis na nuvem. ESPECIALISTAS EM SIMULAÇÃO Somos uma equipe preparada para entregar resultados , inovação e competitividade . Faça um orçamento Áreas de atuação Engenharia Avançada Gêmeos Digitais Transferência de Conhecimento Soluções Assertivas Redução de Custos P&D e Inovação Digitalização da Engenharia Com o avanço da globalização e da competitividade tecnológica, os produtos e seus processos de manufatura estão cada vez mais complexos , com ciclos de vida mais restritos . Em resposta a isso, empresas de vanguarda utilizam a simulação computacional para testar virtualmente os seus projetos, conceitos, inventos, produtos, equipamentos e processos, nos cenários mais críticos, buscando estar sempre à frente e chegar ainda mais longe. A SIEMENS Digital Industries encara isso com seriedade e traz ao mercado a mais ampla gama de ferramentas de software para digitalização e engenharia assistida por computador . Conheça as Ferramentas Conheça as Disciplinas Porquê a CAEXPERTS Implementação de CAE Como revendedores oficiais dos softwares SIEMENS Digital Industries, ajudamos a sua empresa a montar uma equipe de CAE com alto desempenho em sua engenharia, aliada às ferramentas de simulação ideais em conjunto com nossa equipe técnica, para que a sua produção gere resultados assertivos de forma inteligente e rápida. Somos especialistas em simulação e sabemos o caminho para as indústrias obterem alto retorno dos seus investimentos em CAE. Serviços em Engenharia Ajudamos indústrias a aumentarem a sua competitividade e a elevar o seu grau de inovação. Atuamos com projetos e consultorias para o desenvolvimento de produtos e equipamentos, bem como realizamos estudos voltados à redução de Custos de Capital e Custos de Operação de empreendimentos industriais, engenharia do proprietário, P&D em processos industriais, análises de integridade e aumento da confiabilidade operacional de ativos de produção. Além disso, somos revendedores oficiais dos softwares Siemens, o que nos permite oferecer as melhores soluções tecnológicas para nossos clientes. Conheça os nossos serviços Conheça os nossos serviços Softwares ofertados Licenciamento de Software Simulação Multifísica 3D Simcenter 3D STAR-CCM+ FloEFD Femap Design CAD Solid Edge NX Simulação de Sistemas 1D Flomaster Amesim Simulação e Projeto Eletromagnético MAGNET E-Machine Speed HEEDS Otimização Saiba mais Programa de Especialização CAE Aprimoramento Profissional: Programa projetado para engenheiros e profissionais que desejam dominar o uso ferramentas de simulação computacional em aplicações reais da indústria. Personalizado: Trabalhamos lado a lado, desde a seleção de temas relevantes, o estudo do estado da arte, as etapas de desenvolvimento técnico científicas, capacitações até e a conclusão do projeto. Projetos Reais: A formação é desenvolvida a partir de desafios reais da indústria, proporcionando um aprendizado aplicado e prático que prepara você para desafios concretos. Reconhecimento: Domine a simulação computacional na prática e seja um especialista valorizado pela indústria. Conheça o nosso programa de especialização Áreas de atuação ACÚSTICA COMPATIBILIDADE ELETROMAGNÉTICA PROJETO DE CIRCUITOS ELETRÔNICOS FLUIDODINÂMICA COMPUTACIONAL SISTEMAS TERMOFLUIDODINÂMICOS CABEAMENTO E CHICOTE ELÉTRICO MÁQUINAS ELÉTRICAS ANÁLISE ESTRUTURAL OTIMIZAÇÃO DE PROJETOS ENGENHARIA DE MATERIAIS MANUFATURA ADITIVA AUTOMAÇÃO Âncora 1 Saiba mais Posts recentes há 2 dias 5 min de leitura Estudo de Caso: O uso do Femap ajuda a NASA a desenvolver o telescópio espacial de próxima geração Simulando o desempenho dos componentes do Telescópio Espacial James Webb Desafios Projetar um telescópio espacial de próxima geração... 12 de fev. 3 min de leitura Análise rápida de motor de fluxo axial – Novidades no Simcenter E-Machine Design 2412 A análise de uma máquina de fluxo axial requer três dimensões por causa de seus caminhos de fluxo magnético tridimensionais inerentes.... 5 de fev. 8 min de leitura O que há de novo no Simcenter FLOEFD 2412? Simulação CFD incorporada em CAD A nova versão do software Simcenter FLOEFD 2412 agora está disponível em todas as suas versões CFD... 29 de jan. 10 min de leitura CFD para ar limpo 3 maneiras de combater a contaminação em edifícios públicos, transportes e instalações de produção Até 2020, a Dinâmica de Fluidos... 1 2 3 4 5 Ver tudo Vamos começar Entre em contato e descubra o porquê a CAEXPERTS é a melhor solução para a engenharia da sua empresa chegar ainda mais longe. Nome Sobrenome Email Insira uma mensagem Aceito receber informações e novidades por e-mail Enviar Obrigado(a)!

Simulações acústicas ajudam a analisar a qualidade do ruído em projetos, Ferramentas produtivas para projetar, refinar e validar protótipos em todo o ciclo de desenvolvimento. Aeroacústica; Elemento de Fronteira, Ray Acoustics, solvers FEM/BEM; modelagem acústica; 3D Meshing for Acoustics; SIMCENTER 3D; SIEMENS Programa de Especialização em CAE Na CAEXPERTS, entendemos que a digitalização e simulação computacional é uma realidade para a indústria e neste contexto a capacitação é essencial para enfrentar desafios reais de engenharia. O Programa de Especialização em CAE foi idealizado para profissionais que buscam aprofundar seus conhecimentos com a aplicação de ferramentas de simulação computacional para resolver desafios reais da engenharia, garantindo que você ou sua equipe estejam preparados para transformar ideias em soluções. Domine a simulação computacional na prática e seja um especialista valorizado pela indústria. Participe do Nosso Programa de Especialização em CAE Preencha os dados abaixo e vamos construir este capítulo em parceria. Nome E-mail Telefone/WhatsApp Empresa Enviar Obrigado! Logo entraremos em contato. Por que escolher nosso Programa de Especialização? O que você vai aprender? Quem deve participar? Personalizado: trabalhamos lado a lado, desde a seleção de temas relevantes, o estudo do estado da arte, as etapas de desenvolvimento técnico científicas, capacitações até e a conclusão do projeto. Tecnologia: nosso programa permite acesso aos melhores software de CAE do mercado e é voltado à utilização eficiente de softwares aplicados a casos práticos. Projetos Reais: a formação é desenvolvida a partir de desafios reais da indústria, proporcionando um aprendizado aplicado e prático que prepara você para desafios concretos. Artigos e Procedimentos: a combinação de teoria e prática culmina na produção técnico científico de materiais baseados em experiências práticas, criando um legado de conhecimento e documentação para a indústria. Nosso programa inclui: Exploração de Tecnologias Avançadas: Atualize-se com o que há de mais recente em software e técnicas de engenharia. Resolução de Problemas Reais: Aprenda com projetos inspirados em desafios enfrentados por empresas reais, garantindo um aprendizado direto e significativo. Criação de Procedimentos Específicos: Desenvolva procedimentos que podem ser aplicados imediatamente em sua organização. Nosso programa é ideal para: Engenheiros que desejam aprimorar habilidades em engenharia computacional e uso de software CAE. Empresas que buscam capacitar suas equipes para lidar com problemas complexos. Diferenciais da CAEXPERTS Com uma equipe experiente, somos especialistas em unir tecnologia e prática para gerar resultados concretos. Nosso suporte vai além do treinamento, oferecendo consultoria e acompanhamento para garantir que você ou sua equipe alcancem o máximo potencial. Como se inscrever? Entre em contato conosco para e agendar uma conversa personalizada. Estamos prontos para adaptar o programa às suas necessidades e contribuir para o seu sucesso. ⇐ Voltar para Disciplinas