Ao mencionar óleo, a maioria das pessoas pensa em atrito; afinal, para que algo se mova livremente, adiciona-se óleo às superfícies. Quando pensamos em óleo em carros, a maioria pensa em motores, engrenagens e seu funcionamento suave. Mas o óleo tem um benefício duplo: devido à sua alta condutividade térmica e alta capacidade térmica específica, ele se torna um refrigerante muito eficaz. Seja nos jatos de refrigeração que impedem o derretimento dos pistões, no óleo da caixa de câmbio que dissipa o calor residual das engrenagens ou no óleo pulverizado em motores elétricos. Simular essas aplicações de óleo com CFD é um desafio, e embora o Simcenter STAR-CCM+ já permitisse lidar com elas por meio do Hybrid Multiphase há algum tempo, isso pode ser um processo computacionalmente bastante custoso, especialmente nas fases iniciais do projeto. Com a versão 2606, o Simcenter STAR-CCM+ adiciona um grande salto em capacidade ao solver Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH), permitindo iterações mais rápidas sem perda de fidelidade. Como uma aplicação fundamental, neste blog, focaremos no papel vital que o óleo desempenha em motores elétricos. Entendendo a geração de calor em motores elétricos Os motores elétricos convertem energia elétrica em energia mecânica com incrível eficiência (94% ou mais), mas ainda assim há perdas. Um motor de veículo elétrico de 200 kW perde aproximadamente 12 kW, principalmente na forma de calor. O que acontece exatamente se não gerenciarmos esse calor adequadamente? Altas temperaturas são particularmente prejudiciais aos enrolamentos. A resistência do cobre aumenta com a temperatura, levando a maiores perdas de energia e à geração de mais calor. O isolamento dos enrolamentos também possui uma classificação térmica, e excedê-la leva à degradação prematura. A densidade de fluxo dos ímãs permanentes também diminui com a temperatura, impactando o torque. O calor tem origem em duas fontes principais: perdas por efeito Joule nos enrolamentos e perdas no núcleo do motor. As perdas por efeito Joule ocorrem quando a corrente elétrica flui pelos enrolamentos do motor. Uma demonstração simples da geração de calor através de perdas Joule (também conhecidas como perdas ôhmicas). Como essas perdas são proporcionais ao quadrado da corrente, elas podem aumentar rapidamente. Para mitigar isso, há uma tendência crescente em direção a arquiteturas de tensão mais alta (400 V ou 800 V), que reduzem as perdas relacionadas à corrente — embora isso implique em componentes significativamente mais caros. As perdas no ferro, por sua vez, resultam tanto de correntes parasitas quanto de histerese nos núcleos do estator e do rotor. As correntes parasitas são correntes elétricas induzidas dentro do núcleo magnético que se opõem à variação original do fluxo, levando à dissipação de energia na forma de calor. As perdas por histerese ocorrem à medida que o material do núcleo se reorienta continuamente para acompanhar a direção do campo magnético que muda rapidamente, sendo a energia necessária para essa reorientação também convertida em calor. Finalmente, também existem pequenas perdas por atrito nos mancais e no movimento do rotor. Mantendo a calma, de forma eficiente Agora que sabe de onde vem o calor e todos os problemas que ele pode causar, o que pode-se fazer a respeito? Na prática, enquanto um motor simples como um alternador pode ser refrigerado a ar com um design de traseira aberta, os motores de veículos elétricos dependem de refrigeração líquida para manter as temperaturas sob controle. As camisas de água-glicol funcionam da mesma forma que as de um cabeçote de cilindro, e a água tem uma condutividade térmica e capacidade térmica específica muito maiores do que o óleo. No entanto, como o óleo é dielétrico, ele pode ser pulverizado diretamente nas partes mais quentes do motor, tornando-o uma ordem de magnitude mais eficaz do que uma camisa de água. O óleo de engrenagem também é conveniente de usar, pois pode lubrificar adicionalmente os rolamentos e outros componentes da transmissão em uma Unidade de Acionamento Elétrico (EDU). Qual seria a solução perfeita, então? Bem, a busca contínua por eficiência na transmissão exige menor peso: menos massa do sistema significa menos energia necessária para acelerar e desacelerar, menor consumo geral de energia e, o que é fundamental para a maioria dos compradores, maior autonomia. Aumentar a densidade de potência do sistema significa proporcionalmente menos material, o que significa menor capacidade térmica e menor inércia térmica. As peças mais quentes aquecem mais rapidamente, sem a capacidade de dissipar o calor. Isso impõe demandas crescentes ao sistema de arrefecimento para absorver e distribuir o calor. Infelizmente, a redução de peso também se aplica ao volume de óleo. Diminuir o volume de líquidos também reduz a massa dinâmica, mas à custa da capacidade do sistema de arrefecimento. Isso significa que os engenheiros precisam garantir que cada gota preciosa de líquido refrigerante seja usada da forma mais eficiente possível para extrair o máximo desempenho do sistema de arrefecimento. Considerando um cenário de sobrecarga térmica em que o motor produz alto torque e baixa potência (imagine dirigir um veículo carregado em uma subida íngreme), o objetivo é identificar áreas com falta de líquido refrigerante e prever o aumento geral da temperatura do sistema. Se focar no resfriamento por aspersão, típico na maioria dos veículos elétricos da geração atual, diversas configurações de jatos estacionários e rotativos são empregadas para resfriar os enrolamentos. No entanto, o desafio reside na grande diferença entre as escalas de tempo dos fenômenos de fluxo e térmicos. Enquanto puder analisar detalhes dos jatos de óleo na ordem de milissegundos, atingir o equilíbrio térmico pode levar minutos. Simulação térmica e SPH – física acoplada facilitada O SPH é uma ferramenta fantástica para capturar fluxos de óleo violentos em transmissões. Capturar a interação fluido-térmica adiciona outra camada de complexidade. Normalmente, a solução desse problema com simulação SPH dependia de simular um curto período e depois extrapolar a transferência de calor ao longo do tempo, ou mapear simulações separadas, com exportação manual dos Coeficientes de Transferência de Calor (HTCs) a cada troca de dados. Isso pode funcionar para algumas simulações, mas torna-se tedioso e propenso a erros ao tentar fazer isso para um estudo de projeto completo. É possível melhorar a situação com alguma integração de scripts, mas hoje em dia, tempos de desenvolvimento de veículos elétricos mais curtos são vistos como uma vantagem competitiva. Tem que haver uma maneira melhor. O Simcenter STAR-CCM+ 2606 resolve esse desafio permitindo que o solver SPH se acople diretamente ao solver de energia do Simcenter STAR-CCM+ para simulação de transferência de calor conjugada. Agora você tem acesso à física avançada e às condições de contorno disponíveis no solver de energia, juntamente com sua simulação SPH, em um único ambiente. Isso permite a modelagem completa da evolução da temperatura do fluido, da transferência de calor nas paredes e da evolução da temperatura do sólido em uma simulação totalmente acoplada. Ambas as simulações são configuradas no mesmo ambiente Simcenter STAR-CCM+, proporcionando um fluxo de trabalho familiar e consistente. Comparação do coeficiente de transferência de calor por convecção em função da velocidade de entrada entre o Simcenter STAR-CCM+ SPH e experimentos. Fonte: Kekila et al, 2019, NREL/CP-5400-74284 Alternativamente, as Operações de Simulação podem ser usadas para escalonar as simulações de fluidos e térmicas e capturar escalas de tempo mais longas. O que antes exigia scripts agora pode ser feito facilmente com alguns cliques no Simcenter STAR-CCM+ SPH. Essa funcionalidade proporciona previsões mais confiáveis ​​para simulações de resfriamento, elimina a transferência manual de dados e permite um pós-processamento contínuo sem a necessidade de trocar de ferramenta. Extensão do SPH com multifísica e acoplamento térmico-eletromagnético-CFD As perdas no ferro são frequentemente assumidas como constantes em uma simulação termofluidodinâmica, quando, na realidade, estão fortemente relacionadas à temperatura. Para capturar esse efeito, normalmente seria necessário um procedimento complexo de mapeamento entre ferramentas distintas. No Simcenter STAR-CCM+, é possível ativar o solver eletromagnético e integrá-lo ao loop de Operações de Simulação. Dessa forma, as perdas podem ser atualizadas com base na nova distribuição de temperatura à medida que o óleo se propaga e a temperatura evolui, tudo internamente no Simcenter STAR-CCM+. A distribuição assimétrica do óleo de arrefecimento é determinada pelo ângulo de enrolamento e pelo impacto resultante no arrefecimento (HTC). O alinhamento individual dos jatos de óleo externos é uma forma de resolver esse problema, uma tarefa que se torna muito mais fácil com a otimização. Agora, a simulação captura os efeitos combinados do problema. Na introdução, foi mencionado que o óleo deveria ser utilizado da forma mais eficiente possível para extrair o máximo desempenho do sistema de refrigeração. Com os resultados obtidos, é possível analisar o comportamento do sistema e alterar o número de jatos, sua localização, diâmetro e ângulo, a fim de otimizar a molhagem das bobinas e maximizar a transferência de calor. Com uma abordagem sem malha para a simulação de fluidos, esse tipo de alteração se torna muito mais simples de implementar e iterar. Também é possível utilizar o Simcenter HEEDS para realizar essas alterações automaticamente em um estudo e otimizar o comportamento de molhagem. Otimização da orientação do bocal para projetos selecionados, baseada em simulação SPH, visando obter molhabilidade otimizada. Fonte: InDesA Simulação SPH de ângulos de bico otimizados para máxima molhagem da superfície e eficiência de resfriamento. Fonte: InDesA A simulação deve ir além do óleo Embora o foco tenha sido direcionado aos motores elétricos, independentemente do motor que impulsiona o veículo, sua eficiência e desempenho confiável dependem do óleo. Garantir que o projeto forneça óleo suficiente aos locais corretos e em quantidade adequada para evitar falhas no sistema depende da simulação. A obtenção de previsões precisas requer solvers de fluxo e energia fortemente acoplados. Para que essas previsões sejam realizadas com rapidez suficiente para acompanhar o ciclo de projeto, são necessárias integração perfeita e recursos de otimização integrados. Quer aproveitar todo o potencial do Simcenter STAR-CCM+ para aprimorar a simulação térmica e otimizar o resfriamento de seus projetos? Agende uma reunião com a CAEXPERTS e conte com o apoio de nossos engenheiros para aplicar as melhores estratégias de simulação e otimização ao seu projeto. Conduzimos os primeiros projetos em colaboração com sua equipe para maximizar o retorno do investimento, ajudando sua empresa a extrair o máximo desempenho da ferramenta e obter resultados mais rápidos, precisos e confiáveis em seus projetos. WhatsApp: +55 (48) 98814-4798 E-mail: contato@caexperts.com.br

O Simcenter EDEM 2026.1 (antigo Altair EDEM) já está disponível, oferecendo aos engenheiros recursos poderosos para aprimorar seus fluxos de trabalho de simulação de partículas. Automatize a configuração da sua simulação e reutilize modelos em diferentes fluxos de trabalho com o mínimo esforço, permitindo explorar as possibilidades do comportamento de partículas em diversos cenários. Analise a espessura do revestimento em superfícies de partículas até 100 vezes mais rápido, acelerando significativamente suas iterações de projeto e ajudando você a ir mais rapidamente do conceito à solução. Desenvolva e mantenha modelos físicos personalizados mais rapidamente com uma abordagem unificada que simplifica o gerenciamento da complexidade em seus sistemas de partículas. Esses aprimoramentos otimizam seu processo de engenharia, reduzem o tempo de configuração e melhoram a eficiência computacional. Descubra a gama completa de melhorias no Simcenter EDEM 2026.1 e veja como esses recursos podem dar suporte ao seu próximo projeto. Desenvolva e mantenha modelos físicos personalizados mais rápido do que nunca Tradicionalmente, o desenvolvimento de modelos físicos personalizados em simulações DEM implicava a gestão de duas bases de código separadas: uma para solvers de CPU e outra para solvers de GPU. Essa duplicação cria uma carga de manutenção, duplica o esforço de teste e introduz oportunidades para inconsistências entre as implementações. Com o Simcenter EDEM 2026.1, você agora tem acesso a uma API de Modelo Personalizado Unificada que elimina essa complexidade. Você escreve seu código de física personalizado uma única vez, e ele é executado perfeitamente em solvers de CPU e GPU, sem qualquer duplicação. Você se beneficia de um comportamento consistente em ambos os tipos de solver, tornando a depuração significativamente mais eficiente e reduzindo o risco de erros específicos do solver. A estrutura de arquivos simplificada permite que você se concentre na inovação em física, em vez de gerenciar a complexidade do código. Você reduz substancialmente o tempo de desenvolvimento, eliminando ciclos redundantes de codificação e teste. Essa abordagem unificada significa iteração mais rápida, manutenção mais fácil e maior confiança nas implementações de seus modelos personalizados em todo o seu ambiente de simulação. Pronto para acelerar o desenvolvimento de física personalizada? Explore a API Unificada de Modelos Personalizados. Automatize a configuração de simulações e reutilize modelos em diversos fluxos de trabalho com o mínimo esforço Configurar variantes de simulação em fluxos de trabalho DEM frequentemente significa repetir as mesmas etapas de configuração diversas vezes, o que consome tempo valioso de engenharia e limita a capacidade de explorar alternativas de projeto de forma eficiente. Quando cada alteração de parâmetro exige intervenção manual por meio da interface gráfica do usuário (GUI), a execução de experimentos ou estudos paramétricos se torna um gargalo que retarda a inovação. A nova versão do Simcenter EDEM 2026.1 introduz um formato de arquivo de entrada JSON legível por humanos, que muda fundamentalmente a forma como você interage com seus modelos de simulação. Agora você pode editar configurações de simulação usando qualquer script que possa modificar JSON (incluindo Python) ou qualquer editor de texto padrão, eliminando a necessidade de reconstruir modelos do zero. Essa abordagem permite automatizar o projeto de experimentos, gerando programaticamente múltiplas variantes de simulação sem retrabalho manual. Você ganha a flexibilidade de reutilizar e adaptar simulações existentes simplesmente modificando arquivos de texto, em vez de clicar em procedimentos de configuração complexos. O formato JSON também permite integrar o EDEM perfeitamente a fluxos de trabalho personalizados e processos orientados por IA, usando ferramentas e bibliotecas padrão. Você acelerará a produtividade da sua simulação, mantendo o controle total sobre as configurações do modelo por meio de uma interface acessível e programável. Descubra como os arquivos de entrada de simulação baseados em JSON podem otimizar seu fluxo de trabalho de DEM e desbloquear novas possibilidades de automação. Analise a espessura do revestimento em superfícies de partículas até 100 vezes mais rápido As simulações de revestimento por aspersão são cruciais para otimizar os processos de revestimento de comprimidos farmacêuticos e de tempero de alimentos, mas os longos tempos de análise tradicionalmente criam gargalos no desenvolvimento de processos. Os engenheiros frequentemente aguardam horas pelos resultados da espessura do revestimento nas superfícies das partículas, o que atrasa os ciclos de otimização e retarda as decisões de produção em um momento crucial para o lançamento do produto no mercado. A nova versão do Simcenter EDEM 2026.1 aborda esse desafio com um desempenho significativamente acelerado na aplicação de revestimento por aspersão em partículas poliédricas. Com essa melhoria, agora você pode concluir simulações de revestimento ou cura de comprimidos em minutos, em vez de horas, transformando a eficiência do seu fluxo de trabalho. Você otimizará os parâmetros de aspersão mais rapidamente, permitindo reduzir o desperdício de material e melhorar a uniformidade do revestimento em todos os lotes de seus produtos. O aumento de desempenho permite executar mais iterações de projeto no mesmo período, dando a você a confiança necessária para ajustar os processos de produção com base em análises abrangentes, em vez de dados limitados. Isso significa que você pode explorar uma gama mais ampla de condições operacionais e tomar decisões mais bem fundamentadas sobre o posicionamento do bico, as taxas de aspersão e os parâmetros do processo. Resultados mais rápidos se traduzem diretamente em ciclos de desenvolvimento mais curtos e caminhos mais ágeis para a otimização da produção. Se você quer aproveitar todo o potencial do Simcenter EDEM 2026.1 e acelerar seus processos de desenvolvimento com simulações DEM mais eficientes, agende uma conversa com a CAEXPERTS. Nossa equipe conta com engenheiros treinados e qualificados para suporte, implementação e aplicação das soluções Altair, conduzindo os primeiros projetos em colaboração com sua equipe para maximizar o retorno do investimento e ajudar sua empresa a extrair o máximo desempenho da ferramenta, obtendo resultados mais rápidos, precisos e confiáveis em seus projetos. WhatsApp: +55 (48) 98814-4798 E-mail: contato@caexperts.com.br

Por que integrar HAZOP e simulação? No dia 31 de julho de 2026, a CAEXPERTS realizou o webinar “HAZOP, CFD e Segurança de Processos”, dedicado à integração entre a análise de perigos e operabilidade e a simulação computacional na avaliação de riscos industriais. A apresentação foi conduzida por Gabriel Hernandez Rozo, engenheiro químico formado pela Unicamp e especialista certificado em Simcenter STAR-CCM+ na CAEXPERTS. Ao longo do conteúdo, Gabriel explica como o HAZOP permite identificar desvios, causas, consequências e salvaguardas, enquanto ferramentas de simulação ajudam a quantificar a magnitude, a evolução e a propagação física dos riscos associados a esses desvios. Entre os exemplos apresentados estão análises de dispersão de gases, campos de pressão e temperatura, interação fluido-estrutura, carregamento de materiais particulados, ações do vento, integridade estrutural, descargas de válvulas de alívio e transientes em sistemas de tubulação. A gravação completa está disponível abaixo. Na sequência, reunimos os principais conceitos e estudos de caso apresentados, mostrando como a combinação entre HAZOP e simulação pode fornecer uma base mais completa para decisões relacionadas à segurança de processos. Por que integrar HAZOP e simulação? Acidentes industriais continuam ocorrendo apesar da evolução das regulamentações, dos procedimentos operacionais e das barreiras de proteção. Isso não significa que as metodologias de análise de risco sejam insuficientes. Significa que a identificação do perigo e a quantificação de suas consequências cumprem funções diferentes e precisam trabalhar de forma integrada. O HAZOP identifica desvios em relação à intenção de projeto, estrutura a discussão de causas e consequências e registra as salvaguardas existentes ou recomendadas. Entretanto, ele não calcula sozinho a magnitude do acidente, a velocidade de evolução, a propagação espacial ou o tempo disponível para reação. Uma condição de “mais pressão”, por exemplo, pode ser reconhecida rapidamente, mas ainda permanece a necessidade de saber onde ocorre o pico, como a onda se propaga e quais regiões da estrutura recebem as maiores cargas. OSHA e Baybutt (2002), associam de 80% a 90% das lesões graves em ambientes industriais a erros humanos que poderiam ser identificados por análise prévia. O dado reforça a importância de processos estruturados de avaliação, mas também evidencia que recomendações genéricas não bastam: as equipes precisam compreender o mecanismo do evento e verificar se as salvaguardas propostas são capazes de atuar nas condições reais. CFD, FEA, FSI, DEM e modelos de sistemas 1D preenchem essa lacuna ao transformar o desvio qualitativo em campos físicos quantificados. Pressão, temperatura, concentração, velocidade, deformação, tensão, trajetória, nível de ruído e tempo de resposta passam a ser resultados calculados. A pergunta deixa de ser apenas “o que pode acontecer?” e passa a incluir “com qual intensidade, em que local e em quanto tempo?”. Como o HAZOP estrutura a identificação de riscos HAZOP é a sigla de Hazard and Operability Study. A metodologia parte da intenção de projeto de um sistema e investiga, de forma sistemática, como o comportamento real pode se afastar dessa intenção. A análise costuma ser realizada por uma equipe multidisciplinar, porque as causas e consequências de um desvio raramente pertencem a uma única disciplina. O processo começa com o planejamento do estudo e a preparação das informações necessárias. Em seguida, selecionam-se os nós do processo, geralmente a partir do P&ID. Sobre cada nó são aplicadas palavras-guia, como MAIS, MENOS, NÃO, REVERSO e OUTRO QUE. A equipe identifica causas, consequências e salvaguardas, registra recomendações e acompanha as ações definidas. Etapas do processo HAZOP: planejamento, seleção de nós, aplicação de palavras-guia, análise de causas e consequências e registro das recomendações. (Norma de referência: IEC 61882.) A disciplina do método é uma de suas principais forças. Em vez de depender apenas da experiência individual ou de uma lista genérica de perigos, a equipe percorre sistematicamente os nós e combina palavras-guia com parâmetros de processo. Isso amplia a rastreabilidade do raciocínio e facilita a revisão posterior das decisões. Palavras-guia aplicadas aos parâmetros do processo As palavras-guia orientam a investigação dos possíveis desvios em relação à intenção de projeto. Seu significado prático depende do parâmetro analisado. MAIS, por exemplo, pode representar aumento de vazão, pressão, temperatura ou nível; MENOS indica uma redução quantitativa; e REVERSO caracteriza uma condição em sentido oposto ao previsto. A análise também pode abranger ausência completa de uma função, alterações de composição, vazamentos, perda de utilidades e condições inadequadas de operação ou manutenção. Exemplos de palavras-guia aplicadas a parâmetros de processo, conforme a estrutura da IEC 61882. A combinação entre o parâmetro e a palavra-guia permite formular o desvio que será discutido pela equipe. A partir dele, são identificadas as possíveis causas, as consequências, as salvaguardas existentes e as recomendações necessárias. Do nó de processo à recomendação de ação Cada análise começa por um trecho definido do P&ID. A palavra-guia é aplicada ao parâmetro relevante e gera um desvio em relação ao projeto. A equipe então investiga a origem desse desvio, seu impacto potencial e as barreiras capazes de prevenir, detectar, controlar ou mitigar a consequência. O resultado não é apenas uma lista de perigos. É uma planilha de nós que reúne desvios, causas, consequências, salvaguardas e recomendações de ação. Essa estrutura cria uma base clara para selecionar os cenários que devem avançar para uma análise quantitativa. Fluxo prático do HAZOP: nó, palavra-guia, desvio, causa e consequência, salvaguarda e registro das ações. O que o HAZOP faz e o que ainda precisa ser calculado A limitação quantitativa não deve ser tratada como uma falha do HAZOP. O método foi concebido para identificar e organizar cenários, não para resolver as equações físicas de cada acidente possível. O problema surge quando a análise qualitativa é usada como se já fornecesse respostas sobre alcance, intensidade ou desempenho de uma salvaguarda. Comparação entre as capacidades e limitações do HAZOP na identificação de riscos em segurança de processos e sua integração com análises quantitativas. A combinação mais robusta consiste em usar o HAZOP para definir o que precisa ser investigado e a simulação para calcular como o cenário se desenvolve. Assim, a equipe preserva a visão sistêmica do processo e, ao mesmo tempo, obtém a profundidade física necessária para decidir. Da palavra-guia à grandeza física A palavra-guia aponta a direção do desvio, mas a física determina seu comportamento. “MAIS pressão” pode estar associado a bloqueio de linha, pressurização transiente ou abertura de uma válvula de alívio. “MENOS vazão” pode indicar falha de bomba, estagnação ou risco de cavitação. “NÃO vazão” pode representar ruptura, perda de contenção e formação de uma zona inflamável ou tóxica. A tabela abaixo relaciona alguns desvios típicos às respostas que podem ser obtidas por CFD ou por análises acopladas. O objetivo não é substituir a planilha HAZOP, mas traduzir suas hipóteses em perguntas mensuráveis. Exemplos de desvios HAZOP e das grandezas que podem ser calculadas por CFD e análises acopladas. No desvio MAIS, o cálculo pode determinar o campo de pressão transiente, o pico e a propagação de uma onda. Para MENOS, pode revelar velocidades críticas, zonas de estagnação e condições de cavitação. Em uma ruptura associada a NÃO, o modelo pode determinar a dispersão, o envelope inflamável e a zona de exclusão. Em cenários térmicos, pode calcular a distribuição de temperatura e o tempo até a atuação de uma PSV. Em fluxo reverso, pode quantificar forças hidrodinâmicas e seus efeitos sobre válvulas e tubulações. A geometria faz diferença Plataformas, edifícios, suportes, obstáculos, elevações e regiões de recirculação alteram o comportamento do risco. Ao incluir a geometria real, a simulação deixa de trabalhar apenas com uma distância nominal e passa a mostrar como o cenário se distribui na instalação. Aplicações na segurança de processos e operações Os exemplos a seguir mostram que a integração entre HAZOP e simulação não se limita à dispersão de gases. A mesma lógica pode ser aplicada a integridade estrutural, movimentação de materiais, trabalho em altura, válvulas de alívio, ruído, transientes hidráulicos e validação de sistemas de controle. Integridade de tubulações sob sobrepressão Considere o desvio MAIS pressão em uma linha. O HAZOP registra o risco de deformação ou ruptura, mas a verificação da integridade depende do campo de pressão e da resposta mecânica da tubulação. A simulação FSI, ou Interação Fluido-Estrutura, conecta essas duas etapas. Desvio: MAIS pressão, com risco de deformação e ruptura da linha Condições: tubulação pressurizada submetida às cargas calculadas pelo escoamento Referências: ASME B31.3 - Process Piping Objetivos: calcular o campo de pressão, transferir as cargas para o modelo estrutural e verificar deslocamentos, deformações e tensões Resultado: identificação antecipada da zona crítica e base quantitativa para revisar a geometria, a condição de operação ou a salvaguarda Quadro de uma animação de Interação Fluido-Estrutura aplicada a uma tubulação pressurizada. O escoamento fornece as cargas que atuam sobre a parede da tubulação. Essas cargas são transferidas ao modelo estrutural, que calcula deslocamentos, deformações e tensões. A análise permite localizar regiões críticas, observar a evolução da resposta e avaliar se a condição permanece dentro dos limites definidos para o projeto. Dispersão de gases em instalações abertas e fechadas Uma liberação para a atmosfera pode ser identificada como consequência de diferentes desvios: sobrepressão, falha de vedação, ruptura de linha, abertura de uma válvula de alívio ou operação fora do previsto. O impacto, entretanto, depende da vazão de fuga, da densidade e temperatura do fluido, do vento, da ventilação e da geometria local. Desvio: liberação de gás para a atmosfera por sobrepressão, falha de vedação, ruptura de linha ou abertura de válvula de alívio Condições: instalação aberta ou fechada, com influência do vento, da ventilação e da geometria real Objetivos: calcular trajetória, diluição, concentração, tempo de propagação e alcance da pluma Resultado: mapeamento das áreas potencialmente expostas e base para definir detectores, rotas de fuga, ventilação e zonas de exclusão Exemplos de dispersão em instalações offshore, mostrando a influência da geometria e do escoamento atmosférico. O CFD calcula a trajetória da pluma, sua diluição, as concentrações em áreas ocupadas e o tempo necessário para atingir plataformas, rotas de fuga ou pontos de ignição. Também permite comparar condições de vento e verificar a influência de estruturas que desviam, confinam ou recirculam o contaminante. Em ambientes fechados, a mesma abordagem pode incluir ventilação, combustão e propagação de fumaça. O Simcenter STAR-CCM+ dispõe do Fire and Smoke Wizard, recurso citado no material técnico para simplificar a configuração de cenários de incêndio e fumaça em espaços internos. A escolha do modelo depende do objetivo: avaliar concentração tóxica, visibilidade, temperatura, chama, fumaça ou tempo de evacuação. BP Texas City e a importância do tempo de propagação O acidente de BP Texas City, em 23 de março de 2005, mostra por que uma análise dinâmica pode ser decisiva. Durante o reinício da unidade ISOM, a torre splitter recebeu líquido sem saída. O nível real alcançou 98 pés, enquanto o instrumento indicava apenas 8 pés. O alarme de alto nível apresentava defeito, e o hidrocarboneto transbordou para o blowdown drum, alcançou a atmosfera e encontrou uma fonte de ignição. Desvio: MAIS nível na torre splitter durante o reinício da unidade ISOM Condições: nível real de 98 pés, indicação de 8 pés, alarme de alto nível com defeito e transbordamento de hidrocarboneto Referências: U.S. Chemical Safety Board, Final Report (2007), e Isimite & Rubini (2016) Objetivos: quantificar velocidade de enchimento, tempo até o transbordamento, volume liberado, envelope inflamável e tempo até a nuvem alcançar áreas ocupadas Resultado: demonstração de como uma análise dinâmica pode fundamentar zonas de exclusão, reposicionamento de instalações temporárias e tempos de evacuação Síntese do acidente de BP Texas City e das informações que uma análise dinâmica poderia quantificar. (Fonte: US Chemical Safety Board (CSB), Final Report, 2007 | Isimite& Rubini, 2016.) Há registro de 15 mortes, mais de 180 feridos e perdas de aproximadamente US$ 1,5 bilhão. O HAZOP poderia identificar o desvio MAIS nível e as consequências de transbordamento, mas a avaliação quantitativa precisaria calcular a velocidade de enchimento, o tempo até o transbordamento, o volume liberado, o raio da nuvem inflamável e a zona de exclusão necessária. Uma simulação de dispersão poderia mostrar o campo de concentração do hidrocarboneto, o envelope entre LEL e UEL, a influência do vento e da geometria local e o tempo até a nuvem alcançar os trailers. Essa dimensão temporal é fundamental: planos de evacuação precisam saber não apenas se o gás chega a uma região, mas quantos segundos existem antes da exposição ou da ignição. O valor do resultado transiente Distâncias de segurança e procedimentos de emergência tornam-se mais consistentes quando são associados a concentração, tempo e direção de propagação, em vez de depender apenas de avaliações estáticas ou de zonas genéricas. Segurança operacional além da dispersão Formação e acomodação de cargas particuladas Uma carga desbalanceada ou acima do limite pode provocar transbordamento, instabilidade e sobrecarga do meio de transporte. Para materiais particulados, a massa final não depende apenas do volume geométrico: granulometria, fragmentação, atrito e acomodação alteram a densidade aparente e a distribuição da carga. Desvio: carga desbalanceada ou acima do limite do meio de transporte Condições: carregamento de palha integral e palha triturada, considerando a acomodação das partículas Objetivos: prever a massa carregada, a distribuição espacial e o risco de transbordamento ou concentração excessiva de peso Resultado: previsão de 27 t para palha integral e 32 t para palha triturada; para a palha integral, erro inferior a 0,5% em relação aos dados disponíveis Recipiente com 27 toneladas de palha integral Recipiente com 32 toneladas de palha triturada Comparação da formação de carga para palha integral e palha triturada, com resultados de 27 t e 32 t. A simulação permite acompanhar como o material entra, se distribui e se estabiliza. No caso apresentado, a palha integral resultou em 27 t e a palha triturada em 32 t. Para a palha integral, os valores calculados apresentaram erros inferiores a 0,5% em relação aos dados disponíveis. Esses resultados apoiam a definição da estratégia de carregamento, a verificação do limite do veículo, a prevenção de transbordamento e a análise de regiões com concentração excessiva de massa. O desvio qualitativo “carga acima do limite” passa a ser associado a uma previsão de massa, volume e distribuição espacial. Descida de emergência com rapel sob vento Condições de emergência frequentemente obrigam o operador a atuar fora do regime normal de trabalho. Uma descida com cabo sob vento intenso pode ser classificada como OUTRO QUE: uma condição operacional não prevista no procedimento principal. O risco envolve tanto a trajetória do operador quanto o comportamento da bag de materiais. Desvio: OUTRO QUE - descida de emergência com cabo sob vento intenso Condições: vento típico e vento extremo associado à recorrência de 50 anos, incluindo a avaliação do operador e da bag Referências: NR-35 - Trabalho em Altura Objetivos: verificar se a corda alcança a rede de média tensão, avaliar as forças no cabo e definir condições mínimas de operação segura Resultado: definição de um envelope de segurança e indicação da necessidade de um anteparo de proteção Posições iniciais avaliadas para o operador durante a descida de emergência. Posições iniciais avaliadas para a bag durante a descida de emergência. A análise considera a interação entre o vento, o cabo, o operador, a bag e os obstáculos próximos. Entre as perguntas de engenharia estão a possibilidade de a corda atingir uma rede de média tensão, as forças aplicadas ao cabo e as condições mínimas para uma operação segura Exemplo de trajetória da corda para uma condição de vento de 18 m/s, com altura de 90 m e distância de 30 m até a rede de média tensão. O material técnico considera condições típicas e extremas, incluindo um vento máximo associado à recorrência de 50 anos. A trajetória calculada permite construir um envelope de segurança e verificar se uma barreira física é necessária. Em vez de executar um teste perigoso em escala real, a equipe avalia digitalmente diferentes intensidades e direções de vento. Contato, passagem e enroscamento da corda Detectar que a corda se aproxima de um obstáculo não é suficiente. O contato pode ser passante, pode desviar a trajetória ou pode produzir enroscamento. Cada mecanismo cria consequências diferentes para o operador, para a bag e para a rede elétrica. Desvio: OUTRO QUE - corda de segurança solta durante a descida, com trajetória não controlada Condições: soltura em diferentes alturas, sob vento típico e vento máximo de 50 anos Referências: NR-35 e IEC 61400-1 Objetivos: avaliar o contato com a rede de média tensão, distinguir contato passante de enroscamento e verificar o risco para a bag Resultado: mapeamento das condições críticas de enroscamento e base para o redesenho do anteparo. Quadro da análise dinâmica de contato da corda com os elementos de proteção e a zona próxima à rede. Ao modelar a soltura em diferentes alturas e sob diferentes condições de vento, é possível identificar quando o contato se torna crítico e quais geometrias favorecem o enroscamento. O resultado fornece uma base para redesenhar o anteparo e revisar os limites operacionais, considerando as referências NR-35 e IEC 61400-1 citadas no caso. Validação de anteparos e estruturas sob vento extremo Uma salvaguarda só é efetiva quando seu desempenho é verificado nas condições que pretende controlar. Para o anteparo, o CFD permite comparar geometrias e posicionamentos sob vento típico e vento extremo. Para o abrigo, o campo de pressão calculado sobre a superfície pode ser transferido para uma análise estrutural. Desvio: MAIS vento ou carga acima do valor nominal de projeto Condições: perfil de vento típico, vento máximo de projeto e variações de geometria e posicionamento Referências: ABNT NBR 6118 e ABNT NBR 6120 Objetivos: verificar a eficácia do anteparo, calcular o campo de pressão e avaliar tensões e deformações no abrigo Resultado: definição da configuração mais segura e de um envelope operacional validado por CFD e FEA. Visão integrada do escoamento ao redor do abrigo e dos resultados estruturais obtidos com o acoplamento CFD-FEM. O escoamento produz regiões de estagnação, aceleração, separação e recirculação. Portanto, a carga de vento não é uniforme. Aplicar uma pressão média pode ocultar regiões críticas ou introduzir conservadorismo sem relação direta com a física. O campo espacial calculado pelo CFD representa melhor a distribuição real das cargas. Detalhe dos campos de deslocamento e tensão de von Mises utilizados na verificação estrutural do abrigo. No modelo estrutural, essas cargas são usadas para calcular tensões, deformações e, quando necessário, modos de vibração. O desvio MAIS carga de vento deixa de ser apenas uma hipótese e passa a ser comparado com a resistência da estrutura. As referências citadas no material são ABNT NBR 6118 e ABNT NBR 6120. Projeto ISOTANK e segurança no içamento O risco de içamento envolve a estrutura externa, os olhais, os cabos e a possibilidade de carregamentos assimétricos. A análise estrutural permite avaliar as piores condições antes da fabricação ou da operação, reduzindo a necessidade de correções tardias. Condição crítica: içamento de tanque transportador de betume sólido, incluindo a condição assimétrica com três cabos Referência: Petrobras N-2683 para o dimensionamento do olhal de içamento Objetivos: avaliar tensões, deslocamentos, fator de segurança e a necessidade de reforços na estrutura externa e nos olhais Resultado: tensão máxima de von Mises de 257,99 MPa no olhal, deslocamento de 1,555 mm no içamento e 4,717 mm no cenário assimétrico, com fator de segurança superior a 2 e redução da tensão após os reforços. Resultados FEA do ISOTANK, com campos de deslocamento e tensão na estrutura de içamento. No caso do tanque transportador de betume sólido, o Simcenter 3D foi utilizado para verificar a estrutura externa. O material registra tensão de von Mises máxima de 257,99 MPa no olhal, redução da tensão na raiz após a inclusão de reforços, deslocamento máximo de 1,555 mm no içamento e 4,717 mm para o cenário assimétrico com três cabos. O fator de segurança verificado permaneceu acima de 2. A falha de um olhal ou da estrutura durante o içamento pode causar um acidente grave. A FEA antecipa esse mecanismo e permite revisar reforços, espessuras e detalhes de ligação. A referência indicada para o dimensionamento do olhal é a Petrobras N-2683. Válvulas de alívio: dispersão, temperatura e ruído A abertura de uma válvula de alívio é uma salvaguarda essencial contra sobrepressão, mas a descarga pode criar riscos adicionais. Uma análise completa precisa verificar para onde o fluido se desloca, quais temperaturas alcançam as áreas operacionais e qual nível de pressão sonora é produzido pelo jato. Pluma de vapor em tanque pressurizado O desvio de origem é MAIS pressão, levando à abertura da PSV. O caso considera vapor quente a 134 bar e 350 °C e compara condições de vento de 1 m/s e 7 m/s. O objetivo é verificar se a pluma atinge áreas operacionais e se existe risco térmico ou toxicológico para os operadores. Desvio: MAIS pressão, levando à abertura da válvula de alívio Condições: descarga de vapor a 134 bar e 350 °C, com ventos de 1 m/s e 7 m/s Referência: API 521 - Pressure-relieving and Depressuring Systems Objetivos: verificar o alcance da pluma, o risco térmico e toxicológico e a influência do vento sobre áreas operacionais Resultado: a pluma não alcançou a plataforma principal; a segunda plataforma apresentou baixas concentrações, sem condição agravante para os operadores no cenário apresentado. Comparação de cenários de descarga da válvula de alívio sob diferentes condições de vento. O campo tridimensional mostra direção, alcance, diluição e persistência da pluma. A geometria do equipamento e das plataformas interfere na trajetória, e a mudança da velocidade do vento pode reduzir a concentração local ou deslocar o risco para outra região. Esses resultados apoiam o posicionamento de plataformas, acessos, detectores e zonas de exclusão. A referência citada é a API 521. Envelope térmico da descarga Uma temperatura máxima isolada não informa quais áreas permanecem expostas. Para transformar o resultado em critério de decisão, o campo pode ser apresentado por envelopes térmicos. Cada envelope delimita a região em que um valor de temperatura é ultrapassado. Condição avaliada: distribuição espacial da temperatura na pluma da PSV Critérios: envelopes de temperatura iguais ou superiores a 30 °C, 35 °C e 40 °C Objetivos: delimitar zonas de desconforto, alerta e perigo para apoiar permanência, acesso e evacuação Resultado: classificação espacial das áreas de exposição: 30 °C para desconforto e exposição prolongada, 35 °C para alerta e estresse térmico e 40 °C para perigo e evacuação recomendada. Envelopes da pluma para temperaturas iguais ou superiores a 30 °C, 35 °C e 40 °C. No material, o limite de 30 °C representa uma zona de desconforto térmico e de exposição prolongada; 35 °C indica zona de alerta e risco de estresse térmico; 40 °C caracteriza uma zona de perigo com recomendação de evacuação. Essa leitura permite discutir permanência, rotas de acesso, barreiras e distâncias mínimas com base em critérios espaciais claros. Nível de pressão sonora da PSV A descarga também gera ruído elevado. O CFD pode calcular o nível de pressão sonora e mapear sua distribuição ao redor da válvula, adicionando uma variável que raramente aparece quantificada em estudos HAZOP convencionais. Condição avaliada: ruído gerado pela descarga da válvula de alívio Objetivos: calcular o campo de nível de pressão sonora, identificar áreas de maior exposição e definir medidas de proteção Grandeza calculada: nível de pressão sonora em dB ao redor da descarga Resultado: a avaliação levou à determinação de proteção auricular dupla para os operadores e fornece base para restrição de acesso ou adoção de barreiras adicionais. Campo de nível de pressão sonora da descarga, acompanhado de referências de níveis em dB. A escala de referência ajuda a interpretar o resultado: níveis de 60 a 70 dB se aproximam de uma conversa normal, enquanto valores acima de 120 dB estão associados a fontes extremamente intensas. No caso analisado, a avaliação levou à determinação de proteção auricular dupla para os operadores. A recomendação “usar proteção auditiva” torna-se mais objetiva quando o campo calculado indica quais áreas exigem proteção, como a exposição varia com a distância e se outras medidas — como restrição de acesso, reposicionamento ou barreiras — devem complementar o equipamento de proteção individual. Transientes hidráulicos e sistemas de controle Nem todo cenário exige um modelo 3D. Quando a pergunta está relacionada ao comportamento global de uma rede, à atuação de válvulas ou à resposta de controladores, a simulação 1D oferece uma representação eficiente dos transientes ao longo de tubulações e equipamentos. Ruptura em linha de etanol O sistema apresentado conecta um tanque a uma coluna de destilação e inclui o ponto de ruptura, válvulas e um controlador PID. O desvio HAZOP é NÃO vazão, causado pela ruptura da tubulação. Entre as consequências estão o vazamento massivo de etanol, o surto de pressão, o risco de ignição e a perda de controle do processo. Desvio: NÃO vazão - ausência de fluxo causada por ruptura da tubulação Condição: linha de transporte de etanol entre tanque e coluna de destilação Referências: ASME B31.3 e API 521 Objetivos: simular o vazamento massivo de produto, avaliar o surto de pressão na linha e verificar o risco de ignição e perda de controle Resultado: representação integrada do ponto de ruptura, das válvulas e do controlador PID no FLOMASTER. Modelo 1D da linha de etanol entre tanque e coluna de destilação, com ponto de ruptura e controlador PID. O modelo permite acompanhar a pressão em diferentes pontos, a vazão liberada e a resposta do controle. As referências citadas no material são ASME B31.3 e API 521. A principal vantagem é testar, antes da construção ou da alteração da planta, como o sistema reage e onde as válvulas de segurança devem ser posicionadas. Comparação sem controle e com controle PID Uma salvaguarda não deve ser considerada eficaz apenas porque foi incluída no diagrama. É necessário verificar setpoint, tempo de resposta, localização e efeito sobre o transiente. A comparação entre os cenários mostra como o controle modifica a evolução da pressão. Salvaguarda avaliada: controlador PID e válvulas de segurança no sistema de transporte de etanol Cenários: surto de pressão sem controle e resposta com atuação do controle PID Objetivos: verificar setpoint, tempo de resposta, redução do transiente e estabilização da pressão Resultado: o controle PID reduziu a severidade do transiente e conduziu a pressão a uma condição estabilizada, apoiando o dimensionamento do sistema de controle e o posicionamento das válvulas de segurança. Resposta do surto de pressão sem controle e com a atuação do controlador PID. Sem controle, o sistema apresenta um transiente oscilatório mais severo. Com a estratégia PID, a pressão evolui para uma condição estabilizada. A simulação 1D permitiu dimensionar o sistema de controle e posicionar válvulas de segurança antes da construção. A recomendação do HAZOP, portanto, foi testada no comportamento dinâmico da rede. Da recomendação à verificação Identificar a necessidade de uma válvula ou de um controlador é apenas a primeira etapa. A simulação verifica se a salvaguarda atua no tempo adequado, reduz o pico esperado e conduz o sistema a uma condição segura. Ferramentas para diferentes níveis de análise A escolha da ferramenta deve partir do fenômeno físico envolvido e da pergunta de engenharia que precisa ser respondida. O Simcenter STAR-CCM+ atende aplicações multifísicas tridimensionais, incluindo dispersão de gases, combustão, transferência de calor, ventilação, ação do vento, aeroacústica e interação fluido-estrutura. A partir da geometria real da instalação, é possível acompanhar como pressão, temperatura, velocidade e concentração variam no espaço e ao longo do tempo. O Simcenter 3D e o Femap apoiam análises estruturais, permitindo avaliar tensões, deformações, deslocamentos, vibrações e fatores de segurança em tubulações, tanques, suportes, estruturas e componentes submetidos a condições críticas. O Simcenter FLOEFD integra a análise CFD ao ambiente de desenvolvimento CAD, facilitando a avaliação de alternativas de projeto durante as etapas de concepção e detalhamento. Para redes e sistemas, o Simcenter FLOMASTER e o Simcenter Amesim permitem representar transientes hidráulicos, atuação de válvulas, sistemas de controle, rupturas de linha e o comportamento global de sistemas termofluidos em uma abordagem unidimensional. O HEEDS, por sua vez, pode ser utilizado para automatizar estudos paramétricos e comparar alternativas de projeto, buscando configurações que atendam simultaneamente a requisitos de segurança, desempenho e custo. Portfólio tecnológico Siemens disponibilizado pela CAEXPERTS para simulação, projeto e otimização. Essas ferramentas podem ser utilizadas de forma individual ou integrada. Uma análise 1D pode representar o comportamento global de uma rede, o CFD 3D pode detalhar a dispersão em uma região específica, a análise estrutural pode verificar a resistência dos componentes e a otimização pode comparar diferentes alternativas de projeto. HAZOP e simulação funcionam melhor em conjunto O HAZOP organiza sistematicamente a identificação de desvios, suas possíveis causas, consequências, salvaguardas existentes e recomendações de ação. No entanto, sua natureza é essencialmente qualitativa: o método indica o que pode acontecer, mas nem sempre determina a magnitude do evento, sua velocidade de evolução ou a extensão da área afetada. A simulação complementa essa análise ao transformar os desvios identificados em grandezas físicas quantificáveis. Um cenário de MAIS pressão pode ser avaliado em termos de pico de pressão, deformações e tensões na estrutura. Uma condição de NÃO vazão, associada à ruptura de uma tubulação, pode ser analisada considerando o volume liberado, o transiente hidráulico e a resposta do sistema de controle. Já uma liberação de gás pode ser representada por campos de concentração, temperatura, velocidade e nível de pressão sonora. Essa integração não significa que todos os itens de uma planilha HAZOP precisem ser simulados. O maior valor está em selecionar os cenários prioritários: aqueles com consequências críticas, elevada incerteza ou salvaguardas cuja eficácia ainda não foi demonstrada. A partir daí, o desvio qualitativo pode ser convertido em perguntas objetivas de engenharia: Qual é o pico de pressão atingido? A pluma alcança uma área ocupada? Quanto tempo existe para resposta ou evacuação? A estrutura suporta as cargas reais? A barreira proposta impede a propagação do risco? O sistema de controle atua antes que o limite operacional seja ultrapassado? Quando essas respostas são calculadas, a equipe consegue comparar alternativas, dimensionar barreiras, revisar procedimentos e justificar decisões com base no comportamento físico do sistema. O risco deixa de ser apenas descrito e passa a ser analisado no espaço e no tempo. Mantenha em mente Simular antes é mais barato do que investigar depois. Transforme um cenário crítico em uma análise quantificada A CAEXPERTS conta com engenheiros multidisciplinares e especialistas certificados nas tecnologias Siemens, preparados para relacionar os desvios identificados no HAZOP aos fenômenos fluidodinâmicos, térmicos, estruturais e transientes envolvidos em cada aplicação. Nosso trabalho não se limita ao licenciamento do software. Apoiamos a seleção e a implementação das ferramentas, capacitamos os usuários e desenvolvemos os primeiros projetos em conjunto com a equipe do cliente. Dessa forma, a metodologia é estruturada a partir de uma aplicação real, permitindo que os profissionais adquiram autonomia e aproveitem melhor os recursos disponíveis. Primeiro identificamos uma aplicação relevante, validamos a tecnologia, desenvolvemos a metodologia, capacitamos os usuários e estruturamos o licenciamento e o suporte necessários para a continuidade das análises. Caso sua empresa possua um cenário crítico identificado em HAZOP, uma salvaguarda que ainda precisa ser validada ou um risco cuja magnitude ainda não foi quantificada, fale com a CAEXPERTS. Podemos avaliar a aplicação e definir a abordagem de simulação mais adequada para apoiar decisões mais seguras e tecnicamente fundamentadas. WhatsApp: +55 (48) 98814-4798 E-mail: contato@caexperts.com.br Referências IEC 61882:2016 — Hazard and Operability Studies (HAZOP Studies) — Application Guide. Baybutt, P. (2002) e referência OSHA indicada no material técnico para a discussão sobre erro humano e lesões graves. U.S. Chemical Safety Board — BP Texas City Final Investigation Report, 2007. Isimite e Rubini, 2016 — referência indicada para a análise dinâmica do caso BP Texas City. ASME B31.3 — Process Piping. API 521 — Pressure-relieving and Depressuring Systems. NR-35 — Trabalho em Altura. IEC 61400-1 — referência citada nos casos relacionados a aerogeradores. ABNT NBR 6118 e ABNT NBR 6120 — referências citadas na avaliação estrutural sob vento. Petrobras N-2683 — referência indicada para dimensionamento de olhal de içamento.

Software de Elementos Finitos Simcenter MAGNET 2D/3D, Simulação de campo eletromagnético. Projeto de motores, geradores, sensores, transformadores, atuadores, solenóides, etc. Modelagem Avançada de Materiais; incorporação histerese; circuitos e sistemas; Campo Elétrico; Magnetostrição; Anisotropia; SIMCENTER 3D; Mentor Simcenter MAGNET Realize simulações de campo eletromagnético de baixa frequência com o software de Elementos Finitos Simcenter MAGNET 2D/3D, uma poderosa solução de simulação de campo eletromagnético para previsão de desempenho de motores, geradores, sensores, transformadores, atuadores, solenóides ou qualquer outro dispositivo eletromagnético. A prototipagem virtual do Simcenter MAGNET é eficiente em termos de custo e tempo. Estudos paramétricos e de otimização permitem a exploração de múltiplas configurações para melhorias de desempenho. A replicação precisa das condições de operação extremas fornece informações sobre hotspots de perdas e temperatura, desmagnetização de ímãs permanentes, material não utilizado e análise de falhas. Contate um Especialista Simulação Eletromagnética AC Modelagem Avançada de Materiais Eletromagnéticos Efeitos da incorporação histerese na simulação de dispositivos eletromagnéticos Modelagem de circuitos e sistemas Simulações de Campo Elétrico Simulação de Movimento Eletromagnético Simulação eletromagnética transitória As simulações eletromagnéticas AC são baseadas em uma única frequência, o que reduz o tempo de simulação. Com essa abordagem, você pode simular campos eletromagnéticos dentro e ao redor de condutores, na presença de materiais isotrópicos que podem ser condutores, magnéticos ou ambos. Isso leva em conta as correntes de deslocamento, correntes parasitas e efeitos de proximidade, que são importantes na análise de hotspots . A precisão das simulações eletromagnéticas de baixa frequência é altamente dependente dos dados do material. A modelagem de materiais eletromagnéticos avançados do Simcenter leva em consideração não linearidades, dependências de temperatura, desmagnetização de ímãs permanentes, perda de histerese e efeitos anisotrópicos. Isso torna possível analisar efeitos como desmagnetização em ímãs permanentes para verificar sua vida útil, analisar perdas dependentes de frequência em peças finas, enquanto reduz o tempo de solução e contabilizar todas as perdas para um balanço energético preciso. A modelagem de histerese no software Simcenter MAGNET permite que engenheiros e cientistas modelem um cenário do mundo real, incorporando os efeitos das perdas de ferro na simulação de ondas eletromagnéticas de baixa frequência. A representação precisa de um material ferromagnético pelo loop BH completo, em vez da curva BH, afeta as quantidades locais. A análise em nível de sistema ou baseada em modelo requer modelos de subcomponentes precisos para levar em conta as interações e os transitórios locais que afetam o comportamento geral do sistema. O eletromagnetismo de baixa frequência do Simcenter inclui recursos como simulações de circuitos nativos, conexões para co-simulação e exportação de modelos de sistema 1D para Simcenter Flomaster, Simcenter Amesim e outras plataformas. Método dos elementos finitos para campos elétricos pode ser usado para simular campos elétricos estáticos, campos elétricos CA e campos elétricos transientes. Ele também pode simular o fluxo de corrente (que é a densidade de corrente estática) produzida por tensões DC em eletrodos em contato com materiais condutores. As simulações de campo elétrico são normalmente usadas para aplicações de alta tensão para prever falhas de isolamento e enrolamento, simulações de impulsos de raios, análise de descarga parcial e análise de impedância. A simulação eletromagnética de campos transientes pode incluir movimento. É possível simular movimentos rotacionais, lineares e arbitrários com seis graus de liberdade (X, Y, Z, Roll , Pitch e Yaw ) para um número ilimitado de componentes móveis. Os efeitos mecânicos incluem atrito viscoso, inércia, massa, molas e gravitação, bem como restrições de movimento impostas por batentes mecânicos. Forças de carga arbitrárias podem ser especificadas em função da posição, velocidade e tempo. As correntes induzidas devido ao movimento são levadas em consideração. Permite a simulação de problemas complexos que envolvem fontes e saídas de corrente ou tensão de forma arbitrária, variante no tempo com não linearidade em materiais e efeitos dependentes de frequência. Isso inclui oscilações em dispositivos eletromecânicos, desmagnetização em ímãs permanentes, efeitos de comutação, torque induzido por correntes parasitas, efeitos pelicular e de proximidade. ⇐ Voltar para Ferramentas

Dinâmica de Fluidos Computacional; estudos térmicos, radiação; exploração e otimização de design; Fluxo de partículas; malhas móveis; escoamento multifásico; escoamentos reativos; fluxo granular de agregados, partículas de alimentos, pós metálicos, comprimidos em cápsulas e trigo ou um gramado. Fluidodinâmica Computacional A fluidodinâmica computacional, também conhecida como CFD (do inglês, Computational Fluid Dynamics ), é uma técnica de simulação numérica que permite estudar o comportamento de fluidos em diferentes condições. Essa disciplina pode ser empregada desde o projeto de um foguete espacial, até o projeto de um reator de uma indústria química. Ou seja, a fluidodinâmica computacional é amplamente utilizada em uma variedade de aplicações, como a indústria aeronáutica, processos químicos, processamento de alimentos, fundição, entre outras. Uma das principais vantagens da CFD é a possibilidade de se observar, de forma tridimensional (3D), o que ocorre no interior de equipamentos industriais, como tubulações, trocadores de calor, compressores, entre outros. Isso permite a identificação de possíveis problemas e a proposta de soluções para melhorar o desempenho desses equipamentos. Além disso, a CFD também pode ser usada para identificar pontos críticos em sistemas e implementar medidas para mitigar esses problemas, garantindo assim a segurança e a eficiência dos sistemas. Contate um Especialista Sistemas de Transporte Transferência de Calor HVAC Misturas de Fluidos Processos de separação Combustão Sistemas Particulados Escoamento em Estruturas Sistemas navais Auxiliam no projeto e dimensionamento de sistemas de transporte de fluidos, como tubulações, dutos, distribuidores, sopradores, compressores e bombas. É possível conduzir estudos com fluidos de diferentes propriedades físico-químicas, em diversas condições operacionais, como pressão, vazão e temperatura. Através da simulação fluidodinâmica nestes sistemas, é possível identificar problemas como perdas de carga, golpes de aríete, pontos de obstrução e segregação de fluidos, bem como propor soluções para mitigar esses problemas e reduzir os custos de operação. Além disso, essa ferramenta pode ser utilizada para obter dados de desempenho de equipamentos que não são encontrados na literatura, como curvas de operação de válvulas e bombas. Utilizando esta técnica de simulação computacional, é possível realizar o projeto, dimensionamento, otimização e análise de transferência de calor em sistemas industriais, como trocadores de calor, condensadores, caldeiras, torres de resfriamento, secadores e evaporadores. Permite identificar problemas como pontos quentes, zonas de superaquecimento, incrustação em trocadores de calor, entre outros, e propor soluções para melhorar a eficiência energética. Além disso, é excelente para obter dados de desempenho dos equipamentos, como o coeficiente global de transferência de calor, sendo possível integrar a simulação fluidodinâmica à simuladores de processo que necessitam dessas informações de entrada. Permitem engenheiros e projetistas analisarem o comportamento do ar e do fluido refrigerante em sistemas de refrigeração, como ar-condicionado, freezers, geladeiras, câmaras frias, entre outros. Dessa forma é identificar problemas como subdimensionamento, superaquecimento e propor soluções para melhorar a eficiência energética e a vida útil do sistema. A análise fluidodinâmica também pode ser usada para estudar o fluxo de ar em sistemas de ventilação, como sistemas de climatização de edifícios, sistemas de ventilação de fábricas, entre outros. Essa análise permite identificar problemas como zonas de baixa circulação e renovação de ar e propor soluções para melhorar o conforto térmico e a qualidade do ar. É a melhor ferramenta para analisar de forma detalhada como ocorre a mistura de fluidos, inclusive para misturas heterogêneas e não-isotérmicas, permitindo analisar a distribuição de concentração dos componentes e a temperatura dos fluidos, o que é fundamental para garantir a segurança e a eficiência dos processos. Esse tipo de análise é muito importante em sistemas reacionais, em sistemas de troca térmica, em sistemas de transferência de massa (como colunas de absorção e destilação) entre outros, pois permite identificar problemas como segregação de componentes, formação de bolhas, caminhos preferenciais e zonas de estagnação, fenômenos que impactam diretamente na eficiência dos sistemas. A fluidodinâmica computacional também é uma ferramenta valiosa para otimizar o desempenho desses sistemas por meio de estudos paramétricos, permitindo a identificação de oportunidades de melhoria e a proposição de soluções inovadoras. Excelente para otimizar o projeto de sistemas de separação, como filtros, decantadores, centrífugas, ciclones, colunas de destilação, entre outros. Isso permite identificar problemas como má distribuição de partículas, acúmulo de sedimentos, resistência ao escoamento, baixa área de contato entre os fluidos, caminhos preferenciais, entre outros, e propor soluções para melhorar a eficiência e evitar o superdimensionamento dos equipamentos. Além disso, essas ferramentas também podem ser utilizadas para simular e otimizar processos de separação de misturas complexas, como a separação de compostos orgânicos voláteis, misturas de gases e líquidos, entre outros. Com essa ferramenta é possível uma compreensão mais detalhada do comportamento dos fluidos e a proposição de soluções para aumentar a eficiência de separação e reduzir o custo de fabricação dos equipamentos. No projeto e otimização de sistemas de combustão, como queimadores, fornos, motores, entre outros, é utilizada para analisar de forma detalhada o comportamento do fluido combustível e do ar, bem como o desempenho térmico e termoquímico do sistema. Isso permite identificar problemas como excesso de emissão de poluentes, alta temperatura, má distribuição de calor, entre outros e propor soluções para melhorar a eficiência energética e reduzir o impacto ambiental. Além disso, é possível testar diversos protótipos virtuais e encontrar, por meio de análises paramétricas, a melhor solução para o processo de combustão. Diversos modelos matemáticos são utilizados para estudar o comportamento de sistemas particulados, como poeiras, grãos, gotículas, entre outros. Essa ferramenta permite avaliar o transporte de massa e energia em sistemas particulados, como o movimento de partículas em um leito fluidizado, a dispersão de partículas em um fluido, a sedimentação de partículas em um equipamento, entre outros. Além disso, os estudos de fluidodinâmica computacional podem ser acoplados com outra técnica de simulação, como o Método de Elementos Discretos (DEM), tornando os estudos ainda mais detalhados. Esse tipo de sistema é encontrado em diversas indústrias, como refino de petróleo, produção de cimento, processamento de alimentos, metalurgia, entre outras. Estruturas como edifícios, pontes, torres de telecomunicações e plataformas de petróleo estão sujeitos ao escoamento de fluidos. Através da simulação computacional nestas estruturas, é possível avaliar como elas se comportam sob diferentes condições, como ventos fortes, chuvas intensas e ondas. Dessa forma, é possível propor soluções para minimizar os efeitos desses fenômenos e garantir a segurança e a estabilidade das estruturas, prevenindo acidentes e evitando superdimensionamentos. Além disso, essa análise pode ser utilizada para avaliar o comportamento aerodinâmico das estruturas, identificando problemas como oscilações, vibrações e ruídos, e propor soluções para mitigar esses problemas. Os sistemas navais são complexos e requerem uma análise minuciosa para garantir sua segurança, eficiência e durabilidade. A fluidodinâmica computacional (CFD) é uma ferramenta valiosa nesse sentido, pois permite simular e analisar o comportamento dos fluidos em sistemas navais, como navios, submarinos e plataformas flutuantes. Isso possibilita avaliar o desempenho de sistemas de propulsão, exaustão e manobra, identificando problemas e propondo soluções para melhorar a segurança, eficiência e durabilidade desses sistemas. Além disso, as ferramentas de CFD também podem ser utilizadas para avaliar o comportamento do escoamento em diferentes condições meteorológicas, como ventos fortes e ondas, proporcionando soluções para minimizar os efeitos desses fenômenos. STAR-CCM+ FloEFD O Simcenter STAR-CCM+ é um software de dinâmica de fluidos computacional (CFD) 3D altamente respeitado em todo o mundo, confiado por muitas empresas de engenharia estabelecidas em diversas indústrias. Esta ferramenta é reconhecida por sua capacidade de capturar toda a física que influencia o desempenho de um produto durante sua vida útil de operação. Ele possui métodos matemáticos avançados e modelos matemáticos sofisticados, incluindo modelos multifásicos e de interface, tornando-se uma ferramenta poderosa para explorar e otimizar o design de produtos que envolvem fenômenos de alta complexidade. Desde institutos de pesquisa e desenvolvimento até empresas de projeto de equipamentos e processos, os engenheiros usam o Simcenter STAR-CCM+ como a principal ferramenta, pois é uma ferramenta valiosa para melhorar os processos de design e desenvolvimento de produtos, permitindo aos engenheiros realizar simulações precisas e confiáveis que abrangem uma ampla variedade de disciplinas de engenharia. Além disso, as ferramentas de exploração e otimização de design, juntamente com a geração automatizada de malhas, ajudam a tornar o processo de design mais eficiente e a tomar decisões mais acertadas. O ambiente integrado do Simcenter STAR-CCM+ também fornece uma solução completa, permitindo que os engenheiros trabalhem de maneira mais eficiente e rápida. Além disso, ele permite a integração com outras ferramentas de engenharia, como FEA e DEM, para uma análise mais completa do projeto. O FloEFD é um software de dinâmica de fluidos computacional (CFD) 3D que oferece uma maneira rápida e fácil de realizar simulações de escoamento e transferência de calor em equipamentos. Ele se integra diretamente aos principais softwares de design, como o SolidWorks, o AutoCAD e o Creo, permitindo que os engenheiros realizem simulações de CFD diretamente no ambiente CAD. Uma das principais vantagens dessa ferramenta é que não é necessário ser um especialista em fluidodinâmica computacional para a sua utilização, pois é projetado para ser fácil de usar e oferece uma interface intuitiva. É a ferramenta ideal para quem busca velocidade de solução, pois utiliza métodos de solução eficientes em termos de tempo de processamento. A sua integração com as ferramentas de design e a geração de malha do tipo cartesiana permite que o projetista teste diversos cenários e alternativas de design de forma rápida e precisa, tornando-se uma ferramenta valiosa para projetistas que desejam integrar a simulação de CFD com seus projetos em CAD. ⇐ Voltar para Disciplinas

Solid Edge PCB Design SIEMENS - Captura esquemático e layout de PCB fornecem roteamento de esboço, planejamento e posicionamento hierárquico 2D/3D e colaboração ECAD-MCAD. Pathfinder; projeto da placa de circuito impresso; conexões elétricas entre a placa de circuito impresso e outras partes do dispositivo; bibliotecas Projeto de Circuitos Eletrônicos Nossa solução fornece um aplicativo de captura esquemática que o coloca em funcionamento rapidamente, com uma interface de usuário limpa e fácil de usar. Você pode definir conectividade lógica eletrônica, colocar peças, conectá-las e editar o esquema completo para definir aspectos em um nível mais granular. Você pode criar blocos esquemáticos para facilitar a replicação de circuitos para projetos multicanal. Contate um Especialista Acelere o desenvolvimento de projetos Colaboração PCB ECAD-MCAD Layout 3D integrado Modelos de componentes 3D Pathfinder Esboços A colaboração no Solid Edge é facilitada, permitindo que o usuário envie os aspectos do projeto para a colocação inicial, conforme demonstramos no vídeo. A colocação de PCB pode ser realizada em vistas 2D ou 3D, simultaneamente. Nossa solução fornece transferência rastreável por telefone de todas as informações para os ambientes Solid Edge ECAD ou MCAD. As ferramentas de captura esquemática e layout de PCB fornecem roteamento de esboço, planejamento e posicionamento hierárquico 2D/3D e colaboração ECAD-MCAD. Acelere o desenvolvimento com comunicação bidirecional de alterações incrementais de projeto e processos automatizados de revisão e aprovação entre os domínios eletrônico e mecânico. Visualize problemas em um ambiente de PCB 3D para realizar a verificação de domínio e identificar possíveis violações de interferência em tempo real. Capture e disponha rapidamente as placas de circuito impresso e, em seguida, verifique e atualize os projetos entre o esquema e o layout . Aproveite o planejamento e gerenciamento automatizados de posicionamento, roteamento de esboço interativo auto-assistido, roteamento orientado por restrições, ajuste de redes de alta velocidade e muito mais. Acesse bibliotecas e repositórios de peças, com uma conexão fácil a bancos de dados de componentes para pesquisas rápidas de peças e downloads de modelos. Criar e exportar facilmente a intenção do projeto para PCB a partir do ambiente MCAD Transmitir dados de forma eficiente bidirecional entre domínios usando o formato de dados IDX – transfira apenas os dados necessários para propor alterações Usar vistas 3D realísticas de componentes de PCB para ajudar no desenvolvimento de projetos Localizar componentes do PWB facilmente usando um Pathfinder do PWB Visualizar as propriedades do componente com um simples clique – sem mais pesquisa de uma peça em um ambiente gráfico Importar dados de cobre, na forma de rascunhos, a partir do domínio elétrico Apesar de a colaboração do Solid Edge PCB funcionar perfeitamente com o projeto do PCB do Solid Edge, também pode ser implantado com outros aplicativos de software de projeto PCB líderes do setor que usam o formato IDX para a colaboração do ECAD-MCAD. Layout 3D totalmente integrado com posicionamento, restrições, verificação de regras de projeto (DRC) e visualização fotorrealista minimizam as iterações de MCAD. A colaboração do Solid Edge PCB transmite eficientemente dados bidirecionais entre os ambientes ECAD e MCAD, permitindo que os aspectos de desenho do ambiente MCAD flua para o projeto PCB para colocação inicial. Uma visão fotorrealista dos componentes do PCB auxilia no projeto eletromecânico preciso do produto. O Solid Edge PCB Collaboration permite que os usuários naveguem e importem modelos exatos, fornecendo uma visão 3D real do projeto que pode ser girado e inspecionado visualmente para interferências entre os aspectos de projeto ECAD e MCAD. O software suporta a substituição dos componentes representados em 2.5D por modelos 3D padrão/suportados disponíveis na biblioteca incluída. Se o modelo 3D estiver ausente, a representação 2.5D padrão será criada para esse componente. O Solid Edge PCB Collaboration inclui um pathfinder que classifica os componentes de PCB com base em seu tipo (por exemplo, recortes, retenções, furos de montagem revestidos ou não revestidos, etc.) para ajudar os usuários enquanto trabalham em uma montagem. Os usuários podem visualizar rapidamente as propriedades com um simples clique, em vez de procurar a peça no ambiente gráfico. O cobre, um componente importante no projeto da placa de circuito impresso, possibilita as conexões elétricas entre a placa de circuito impresso e outras partes do dispositivo. Conhecer as informações sobre o layout de cobre de um projeto auxilia no melhor projeto mecânico e representação. O Solid Edge PCB Collaboration permite a importação de dados de cobre, na forma de esboços, do domínio elétrico. Solid Edge PCB Design As ferramentas do software Solid Edge PCB Design automatizam o projeto de placas de circuito impresso de uma forma que, mesmo aqueles que são novos no projeto de PCB, podem, agora, projetar com sucesso os componentes eletrônicos necessários para seus produtos. ⇐ Voltar para Disciplinas