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A transformação digital evoluiu de uma mera opção para um imperativo para as organizações que buscam garantir sua vantagem competitiva e prosperar no mercado. A integração de tecnologias digitais tornou-se essencial para agilizar as operações, elevar as experiências dos clientes e otimizar a eficiência geral. Contando com a parceria tecnológica da Siemens, a CAEXPERTS está comprometida em guiá-lo rumo ao sucesso retumbante em sua jornada de transformação digital. Este artigo apresenta dez dicas indispensáveis para alcançar esse sucesso. 1. Estabeleça Objetivos Claros e Defina Métricas de Sucesso Antes de embarcar na jornada de transformação digital, é crucial definir objetivos claros e identificar KPIs alinhados com metas e visão de negócios. Empresas com objetivos bem definidos têm 1,6 vezes mais probabilidade de alcançar resultados bem-sucedidos. “... quando as empresas alcançam o sucesso da transformação, é mais provável que tenham certos líderes com conhecimentos digitais. Menos de um terço de todos os entrevistados afirmam que as suas organizações contrataram um diretor digital (CDO) para apoiar as suas transformações. Mas aqueles que o fazem têm 1,6 vezes mais probabilidade do que outros de relatar uma transformação digital bem-sucedida.” Trecho retirado do artigo sobre a enquete “Unlocking success in digital transformations” (Desbloqueando o sucesso nas transformações digitais) de 29 de outubro de 2018 da McKinsey 2. Promova uma Cultura de Inovação A transformação digital vai além da adoção de tecnologias; é essencial promover uma cultura de inovação. Segundo a PwC, organizações com forte inovação têm 3,5 vezes mais chances de obter crescimento significativo de receitas. 3. Invista nas Tecnologias Certas Escolher as tecnologias certas é crucial. Realize uma avaliação completa para identificar as tecnologias que melhor se alinham aos objetivos, desde computação em nuvem até inteligência artificial e automação de dados. 4. Adote Metodologias Ágeis Metodologias ágeis permitem iterações rápidas e adaptabilidade às mudanças. Promovem colaboração, melhoria contínua e resposta rápida à dinâmica do mercado. 5. Capacite os Funcionários por Meio de Treinamento Garanta que seus funcionários estejam adequadamente treinados para usar as novas tecnologias. Capacite-os com o conhecimento e as habilidades necessárias para prosperar na era digital. 6. Proteja Seus Ativos Digitais O custo médio de uma violação de dados é de US$ 4,45 milhões, de acordo com o IBM Cost of Data Breach Report 2023. À medida que sua pegada digital se expande, a segurança cibernética torna-se crucial. Implemente medidas robustas para proteger seus ativos digitais, dados e propriedade intelectual. 7. Enfatize a Centralização no Cliente A transformação digital não é apenas um processo interno; também afeta a interação com os clientes. Enfatize a centralização no cliente, aproveitando insights de dados para oferecer experiências personalizadas e soluções sob medida. 8. Colabore com Parceiros Estratégicos Parcerias estratégicas podem acelerar a jornada de transformação digital. Segundo um estudo da Accenture, 76% dos executivos acreditam que as parcerias são essenciais para impulsionar o sucesso da transformação digital. Colabore com fornecedores de tecnologia, consultores e especialistas do setor para obter suporte valioso. 9. Monitore o Progresso e Adapte-se Continuamente A transformação digital é contínua. Monitore o progresso em relação às métricas predefinidas e esteja preparado para adaptar suas estratégias com base em dados e insights contínuos. 10 Comunique-se com Transparência A comunicação eficaz é vital. Mantenha todas as partes interessadas informadas sobre o progresso, desafios e resultados. A transparência gera confiança e obtém suporte de funcionários, clientes e parceiros. Em conclusão, uma jornada de transformação digital bem-sucedida exige planejamento, cultura de inovação e recursos adequados. A CAEXPERTS, como parceira tecnológica Siemens especializada em simulação computacional e engenharia avançada, oferece serviços de consultoria e projetos para o desenvolvimento de produtos, redução de custos e estudos voltados à operação de empreendimentos industriais. Ao adotar as dicas apresentadas, sua organização poderá prosperar na era digital, desbloqueando novas oportunidades de crescimento e sucesso. A CAEXPERTS, comprometida com a digitalização da engenharia, trabalha com simulação computacional para testar virtualmente projetos, conceitos e processos nos cenários mais críticos, permitindo que as empresas se mantenham competitivas no mercado. Agende uma reunião conosco agora mesmo. Estamos prontos para ajudar sua organização a alcançar novos patamares na era digital e ajudar sua empresa na transformação digital.

O Simcenter System Analyst é uma solução colaborativa que cria aplicativos específicos do setor para conduzir modelos de simulação de sistemas em ambientes colaborativos, visando aumentar o uso do modelo no desenvolvimento real de produtos. Capacite suas equipes de projeto com uma ferramenta de avaliação de desempenho de variantes de sistema, que não requer experiência em engenharia auxiliada por computador (CAE). Com esta solução, os engenheiros de projeto podem se concentrar de forma eficiente na avaliação e análise de desempenho de sistemas mecatrônicos, ao mesmo tempo em que diminuem o custo do desenvolvimento de modelos. Os especialistas em CAE estão padronizando e compartilhando seus modelos de simulação de sistema e bibliotecas de submodelos com as equipes de projeto. A complexidade está oculta na GUI simples do Simcenter System Analyst, eliminando a necessidade de refazer submodelos ao conectar submodelos do Simcenter Amesim, Modelica, FMUs ou Simulink. Aborde uma variedade de atributos de desempenho e garanta a continuidade do modelo de simulação do sistema. Capacidades do Simcenter System Analyst incluem: Definir, compartilhar e rastrear variantes do sistema: os usuários finais podem facilmente definir suas variantes de sistema a partir das variantes predefinidas disponíveis no banco de dados da empresa, modificando componentes conforme necessário. Criar rapidamente ferramentas de simulação e gerenciamento de variantes do sistema: os especialistas CAE definem arquiteturas de modelo com Simcenter Amesim, Modelica ou Simcenter System Architect, importando-as para o Simcenter System Analyst com bibliotecas de submodelos associadas. Ferramenta de análise de lote multicritério: os usuários finais podem realizar diversas execuções em paralelo para explorar várias variantes do sistema, utilizando o software HEEDS como ferramenta complementar para conduzir o Projeto de Exploração. Reunir e implantar o conhecimento da sua empresa: os especialistas em CAE podem reutilizar ou criar scripts de pré/pós-processamento Python para gerar modelos pré/pós-empresa específicos, importando modelos validados existentes e bibliotecas de submodelos criados com Simcenter Amesim, Modelica, FMUs ou Simulink. “Aborde uma variedade de atributos de desempenho enquanto garante a continuidade do modelo de simulação do sistema” As estratégias de eletrificação e aumento de controle expandem a complexidade do sistema e da arquitetura. Os fabricantes de equipamentos originais (OEMs) e os fornecedores precisam avaliar rapidamente inúmeras variantes para atender às especificidades do mercado local sem comprometer a qualidade e o desempenho. A simulação de sistemas traz a resposta para esses desafios. Os engenheiros de projeto precisam de uma solução rápida e fácil de usar para executar análises de múltiplas variantes para avaliar opções de projeto e equilibrar o desempenho dos sistemas mecatrônicos. A Siemens Digital Industries Software oferece o software Simcenter™ System Analyst, uma solução colaborativa que cria aplicativos específicos do setor para conduzir modelos de simulação de sistemas. Executando análises de variantes em um ambiente de simulação fácil de usar O Simcenter System Analyst é uma plataforma versátil projetada para engenheiros de projeto ou engenheiros de programa. É uma plataforma multissetorial que pode ser implantada por empresas automotivas e de transporte, aeroespaciais ou de equipamentos pesados, integrando arquiteturas de modelos de simulação de sistema e bibliotecas em um banco de dados. Fácil de usar, mesmo para engenheiros de projeto sem habilidades de CAE, o Simcenter System Analyst permite a configuração rápida de modelos de simulação. Em vez de montar e configurar diretamente modelos de simulação, os engenheiros selecionam arquiteturas de sistemas, componentes e cenários do banco de dados. Uma análise multiatributo pode ser configurada com apenas alguns cliques, permitindo que as equipes de projeto avaliem centenas de variações do sistema em um ambiente fácil de usar, com pré e pós-processamento personalizado. “Com o Simcenter System Analyst, os engenheiros de projeto podem se concentrar na combinação de tecnologia com relação aos requisitos do produto final e não na criação de modelos.” Implantando uma fábrica de simulação O Simcenter System Analyst completa um cenário mais amplo de fábrica de simulação de sistema. Para ajudar a lidar com a complexidade, os arquitetos de sistemas preparam arquiteturas de modelos e bibliotecas, bem como pré e pós-processamento específico antes da implantação no banco de dados e da transferência para analistas de sistema, como engenheiros de projeto ou engenheiros de programa. Os arquitetos de sistemas padronizam modelos e estruturam a estrutura de simulação do sistema para as atividades de análise dos engenheiros de projeto. As arquiteturas de modelo podem ser preparadas com o software Simcenter Amesim ou com o software Simcenter™ System Architect. A estrutura de simulação independente de ferramentas do Simcenter System Analyst oferece suporte a bibliotecas de modelos baseados no Simcenter Amesim, Simulink ou qualquer outra ferramenta que suporte o padrão de unidade de maquete funcional (FMU). No contexto da implantação de simulação de sistemas de grande porte, o Simcenter System Analyst é essencial para implantar uma fábrica de simulação em toda a sua empresa. Através de processos de simulação de sistema fáceis de usar, o Simcenter System Analyst ajuda a expandir o uso do modelo por toda a sua equipe de projeto. Para obter mais informações sobre o Simcenter System Analyst, assista ao vídeo: Como parceiros tecnológicos da SIEMENS, nós da CAEXPERT, especialistas em simulação e engenharia avançada, estamos comprometidos em oferecer soluções que transformam sua abordagem à engenharia! Não perca a oportunidade de unificar seus sistemas e acelerar o desenvolvimento de produtos! Agende uma reunião agora mesmo e leve sua inovação tecnológica para o próximo nível!

A mais nova atualização da versão 2310 do Simcenter Systems Simulation chegou e está repleta de novos recursos excelentes para ajudá-lo a enfrentar facilmente seus desafios diários. Economize tempo em cada etapa do processo de engenharia, otimizando seu workflow e gerenciando a complexidade para acompanhar o ritmo da inovação. Este post destaca alguns dos novos recursos desta versão, que incluem Simcenter Amesim, Simcenter Flomaster e Simcenter System Analyst. Bateria Com a mudança para a eletrificação, a necessidade de simular baterias, células de combustível e tubulações eficientes é crítica. No Simcenter Amesim 2310, um método de malha de partículas refinado e atualizado e uma variável dedicada para detecção de revestimento de lítio estimam com precisão a tensão e avaliam o risco do revestimento de lítio em vários cenários, incluindo carregamento rápido em diferentes temperaturas. Modelo eletroquímico de bateria O novo conjunto de demonstração do sistema de gerenciamento térmico de bateria disponível no Simcenter Amesim 2310 é perfeito para equipes que projetam sistemas de gerenciamento térmico. Ele oferece um fluxo de trabalho claro para projetar sua tecnologia térmica de ponta a ponta, aproveitando ferramentas e recursos integrados avançados. Demonstração do sistema de gerenciamento térmico da bateria Transição energética Na versão 2310, estamos dando um passo à frente e expandindo a demonstração de injeção de hidrogênio do Simcenter Amesim, incluindo um modelo detalhado de injetor e regulador de pressão para sistemas de injeção de hidrogênio. Este modelo demonstra que as bibliotecas existentes de design de componentes pneumáticos podem ser usadas com sucesso para criar modelos detalhados e ter insights importantes sobre comportamentos específicos de sistemas de injeção de hidrogênio. Demonstração de injeção de hidrogênio Com a introdução da versão 2310, os engenheiros de energia solar podem realizar análises precisas em unidades solares fotovoltaicas, incluindo produção de energia e previsão de receitas, graças às melhorias introduzidas no painel solar. Essas melhorias incluem uma definição simples dos parâmetros do modelo que podem ser encontrados nas informações da folha de dados. Além disso, os engenheiros podem transformar unidades de células fotovoltaicas em painéis e conjuntos solares sem esforço. Melhorias no painel solar O Simcenter Amesim agora oferece uma nova estrutura reversível de célula de combustível de óxido sólido que inclui reformadores e um demonstrador básico. Este quadro é uma solução abrangente para enfrentar os desafios enfrentados pelo setor energético em termos de descarbonização. Os modelos preditivos incorporados na estrutura permitem que os engenheiros avaliem o desempenho das células reversíveis de óxido sólido sob diversas pressões, temperaturas e concentrações de espécies, incluindo sequências de inicialização e desligamento. Com os novos componentes, os engenheiros podem construir sistemas Power-to-X com infinitas possibilidades. Eles podem dimensionar os componentes, otimizar a arquitetura e definir as estratégias de controle que levam em conta a variabilidade do fornecimento de energia verde, dos custos e das emissões de CO2. Célula de combustível de óxido sólido Automotivo e transporte Um desafio importante para os engenheiros de veículos é compreender como os projetos dos veículos se comportarão em cenários do mundo real, seja dentro ou fora de estrada. A ferramenta Simcenter Amesim Track Import apresenta um novo gerador de estradas 3D; alimentado pelo banco de dados de mapas HERE, permite a geração de estradas 3D a partir de dados GPS compartilhados em todo o mundo para simulação com diferentes perfis de direção. Ferramenta de importação de rastreamento O novo editor visual de modelos de terreno do Simcenter Amesim fornece uma ferramenta para projetar modelos de campos de testes para carros e veículos off-road. Isso permite que os engenheiros de projeto de chassis criem facilmente vários tipos de campos de provas, incluindo obstáculos de diferentes formatos, alturas e comprimentos. Além disso, a ferramenta pode executar simulações em lote para aumentar o valor e a facilidade dos testes. Editor visual de modelo de solo O novo banco de dados de Veículos Elétricos no Simcenter System Analyst é benéfico para grupos de metodologia CAE que desejam entender como o software funciona e quais informações ele fornece. O banco de dados contém diversas configurações de veículos elétricos que podem ser utilizadas para testes e utilização do Simcenter System Analyst em uma aplicação prática e convencional. Isso significa que o usuário pode simular um veículo elétrico existente com valores de parâmetros realistas, consultar a configuração do veículo com um único clique, comparar os resultados da simulação com informações disponíveis publicamente e realizar cenários hipotéticos alternando componentes entre veículos, alterando cenários de condução. ou ajustando os valores dos parâmetros. Banco de dados de veículos elétricos Aeroespacial e defesa O Simcenter Amesim 2310 oferece aplicativos de pré-projeto de turbinas e queimadores que ajudam os engenheiros de turbinas a gás e de desempenho de motores a extrair as informações necessárias antes que os modelos CAD estejam disponíveis. Isso permite que os engenheiros avaliem as penalidades de peso do projeto, gerem dados essenciais e entendam o comportamento transitório do motor. Esses aplicativos também fornecem exibições claras dos layouts das turbinas e dos queimadores, tornando o processo de projeto mais acessível e eficiente. Aplicativos de pré-design de turbina e queimador Embora as primeiras tentativas de enviar sondas para MARTE remontem à década de 70, na última década temos visto um aumento de missões bem-sucedidas que enviaram sondas, rovers e até helicópteros para o solo de Marte. Para apoiar o que poderíamos chamar de uma corrida para MARTE, implementamos no Simcenter Amesim 2310 uma atmosfera marciana pré-calibrada que permite aos engenheiros de dinâmica de voo avaliar com precisão o desempenho de voo do veículo em MARTE. Mais especificamente, os engenheiros podem calibrar com precisão os seus sistemas de orientação, navegação e controle e encontrar as compensações ideais. Definição de ambiente definido pelo usuário O Simcenter Amesim 2310 apresenta a geração de esboços de importação CAD para enchimento de manuseio de tubos. Os engenheiros agora podem gerar um modelo termofluido pronto para uso diretamente da geometria CAD de um sistema de combustível. Isso reduz as etapas manuais e o tempo de construção do modelo, permitindo que os engenheiros se concentrem na análise e explorem um espaço de projeto mais amplo. A capacidade é voltada para a indústria aeroespacial, mas pode ser usada em outras indústrias, como automotiva, marítima e de energia. Geração de esboço de importação CAD Aplicações fluidas e térmicas A nova extensão da animação de esboço no Simcenter Amesim 2310 oferece análise direta de temperatura, tornando-o perfeito para equipes térmicas que dimensionam ou integram trocadores de calor. Em segundos, você pode monitorar visualmente a temperatura de todos os constituintes dos seus trocadores de calor em todos os momentos. Animação de esboço Em sistemas bifásicos da vida real, às vezes é possível que as fases líquida e vapor fluam com velocidades diferentes. Este efeito não é capturado por um modelo homogêneo, mas pode ter impacto no desempenho do sistema. No Simcenter Amesim 2310 introduzimos novas correlações de razão de escorregamento que oferecem a possibilidade de capturar diferenças de velocidade entre as fases líquida e vapor. Usando essas novas correlações juntamente com modelagem de troca de calor de última geração, os engenheiros podem obter previsibilidade na estimativa de carga e nas quedas de pressão de seus sistemas bifásicos. Fluxo de deriva de fluxo bifásico Para aqueles nos setores de energia e processos, um novo recurso de envelhecimento de tubos foi introduzido no Simcenter Flomaster 2310 para compreender as mudanças de deposição de material sólido no diâmetro, rugosidade e comportamento de transferência de calor ao longo do tempo; ajudando você a identificar quando manutenção e limpeza são necessárias para reduzir custos operacionais. Envelhecimento de tubos A atualização mais recente do Simcenter Flomaster melhorou a aplicação de balanceamento de fluxo incompressível , introduzindo componentes adicionais como tubos e reservatório de altura constante para mais opções ao balancear um sistema. A taxa de fluxo agora pode ser mantida e um filtro foi adicionado para excluir os tubos da visualização para ajudar a focar nos componentes críticos. Um aplicativo compressível de balanceamento de fluxo também foi introduzido. Esses aplicativos fornecem um fluxo de trabalho automatizado para balancear sistemas de forma mais eficiente, permitindo fácil transição da simulação de balanceamento de fluxo para simulação estática ou dinâmica. Aplicação de balanceamento de fluxo incompressível Melhorias na plataforma que aumentam a produtividade Tornar o software CAD e os aplicativos de simulação de sistema mais integrados é fundamental para um thread digital eficiente, e a nova atualização do modelo no Simcenter Amesim 2310 oferece a capacidade de aplicar as alterações de projeto da nova revisão de peças CAD 3D em um modelo existente, melhorando esse processo. Atualização do modelo CAD Os mais recentes aprimoramentos de FMI no Simcenter Amesim 2310 fornecem recursos de inicialização fortes e confiáveis ​​e também oferecem uma conexão mais próxima com aplicativos de aprendizado de máquina. Como resultado, tanto usuários experientes quanto novatos podem agora aproveitar ao máximo seus modelos Simcenter Amesim com maior facilidade. Melhorias no FMI Esta nova versão também traz melhorias para a conectividade do Teamcenter no Simcenter Amesim 2310 e no Simcenter Flomaster 2310. Esse recurso permite que o gerenciamento de requisitos no Teamcenter seja vinculado a modelos de simulação para fácil verificação dos requisitos do sistema. Conectividade do Teamcenter O novo recurso Mesclar com conflitos no Simcenter Client para Git é ideal para usuários que trabalham com filiais e desejam mesclar modificações de outra filial. Ele oferece a capacidade de resolver conflitos de mesclagem manualmente, facilitando a execução da mesclagem para a maioria dos tipos de coleção com ou sem conflitos. Recurso de mesclagem no Simcenter Client para Git Outra melhoria no Simcenter Client para Git é o que chamamos de Delete collection from server. Esse novo recurso permite que os administradores do servidor excluam coleções não utilizadas do servidor. Desta forma, coleções que não são utilizadas ou que foram carregadas por engano podem ser removidas por usuários com permissões adequadas. As coleções só podem ser excluídas quando não estiverem associadas a nenhuma outra coleção. Isso significa que não é possível excluir uma coleção exigida por outras coleções. Excluir coleção do servidor Saiba mais sobre a versão 2310 da simulação Simcenter Systems Assista ao vídeo abaixo para conferir as principais novidades desta versão: Na CAEXPERTS, compreendemos a importância de inovação e eficiência na simulação computacional. Diante das recentes melhorias no Simcenter Systems Simulator 2310, oferecemos soluções especializadas para empresas que buscam testar virtualmente seus projetos em cenários críticos. Nossa equipe experiente está pronta para ajudar sua empresa a aproveitar ao máximo os novos recursos, desde a simulação de baterias para eletrificação até a avaliação de sistemas de injeção de hidrogênio e desempenho de células de combustível. Se você busca otimizar processos, reduzir custos e impulsionar a inovação, agende uma reunião conosco. Juntos, podemos explorar as possibilidades que a simulação oferece para elevar seus projetos a novos patamares. Contate-nos agora e descubra como a CAEXPERTS pode ser sua parceira estratégica na busca pela excelência em engenharia. Estamos prontos para impulsionar seus resultados.

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 dispositivos eletromagnéticos de baixa frequência. A representação precisa de um material ferromagnético pelo loop BH completo em vez da curva SV BH afeta as quantidades locais, ou seja, as distribuições do campo magnético. Como resultado, o ponto de operação do dispositivo e outras grandezas globais, como potência de entrada, torque/força, etc. também mudam e isso pode ser crítico para a otimização multiobjetivo do dispositivo para encontrar o melhor projeto. A incorporação da histerese também é um passo crucial em direção à modelagem precisa desses materiais em simulações multifísicas de dispositivos eletromagnéticos no ambiente Simcenter©, onde as propriedades magnéticas desses materiais também são afetadas por tensões mecânicas e altas temperaturas. Introdução O método de elementos finitos (FE) é amplamente utilizado na indústria comercial de software de design auxiliado por computador (CAD) para analisar e projetar dispositivos eletromagnéticos de baixa frequência, como atuadores, motores e transformadores. As equações de Maxwell são discretizadas para calcular campos magnéticos em geometrias complexas, que de outra forma não seriam possíveis de simular. Técnicas numéricas avançadas foram desenvolvidas para melhorar a precisão das soluções para uma melhor previsão do desempenho destes dispositivos eletromagnéticos. No entanto, as soluções de campo não serão precisas se as propriedades magnéticas dos materiais ferromagnéticos, com os quais estes dispositivos são fabricados, não forem devidamente modeladas em simulações CAD. Em softwares comerciais as propriedades magnéticas de materiais ferromagnéticos são normalmente modeladas por uma curva de magnetização não linear de valor único (SV) (conhecida como curva BH, um exemplo é mostrado na figura 1) por vários motivos, incluindo estabilidade numérica, recursos computacionais limitados disponíveis e a falta de dados materiais. Tal aproximação leva a simulações sem perdas magnéticas, o que significa que os resultados globais, por exemplo, o torque do motor, não incluem quaisquer perdas magnéticas (de ferro). Estes são posteriormente calculados numa fase de pós-processamento, muitas vezes com fórmulas de perda empíricas desenvolvidas no início do século XX. A seguinte equação (1) representa o balanço energético neste cenário. Os termos Eohmic e EStoredMag em (1) representam a perda ôhmica (I²R) e a energia magnética armazenada no material, respectivamente. É importante notar que não há termo de perda de ferro em (1), indicando que as simulações SV não incorporam perda de ferro nas soluções de campo. Figura 1: Curva BH de valor único do aço elétrico não orientado 35WW300. Incorporando histerese Na realidade, os materiais ferromagnéticos não exibem uma curva BH de valor único, mas um loop BH (como o mostrado na figura 2). A energia é dissipada dentro do material na forma de calor quando a intensidade do campo magnético aplicado H muda. A perda resultante disso é chamada de perda por histerese. A inclusão da histerese na simulação FE modifica a equação do balanço de energia (1) conforme mostrado abaixo. O termo Ehys em (2) representa tanto a perda por histerese quanto a energia magnética armazenada no material ferromagnético. Por esse motivo, a guia de energia magnética armazenada e coenergia no Simcenter MAGNET está desativada para simulações de histerese. Isso é demonstrado em detalhes no exemplo de amostra do testador de folha única (SST) na próxima seção. Figura 2: Loop BH de aço elétrico não orientado 35WW300 Apesar do advento de computadores poderosos e de técnicas numéricas avançadas, a inclusão de histerese em softwares comerciais continua a ser uma prática rara. Embora a pesquisa acadêmica tenha produzido muitos modelos de histerese, como os modelos Jiles-Atherton ⁽¹⁾ e Preisach⁽²⁾, as empresas comerciais de software FE geralmente não os adotaram para representar com precisão o comportamento magnético de materiais ferromagnéticos na simulação de eletromagnéticos modernos. dispositivos, por exemplo, atuadores, dispositivos de armazenamento e gravação magnéticos, transformadores de potência, motores elétricos de velocidade variável, etc. Agora que os tempos de simulação foram reduzidos (como resultado de processadores mais rápidos), modelos de histerese computacionalmente caros podem ser empregados em uma grande escala em geometrias complexas desses dispositivos. Simcenter MAGNET da Siemens Digital Industries Software é um software de simulação de campo eletromagnético 2D/3D de uso geral usado para a prototipagem virtual de dispositivos eletromagnéticos e eletromecânicos simples a complexos. Usando o Simcenter MAGNET, engenheiros e cientistas podem projetar motores, sensores, transformadores, atuadores, solenóides ou qualquer componente com ímãs permanentes ou bobinas, economizando tempo e dinheiro. Este artigo se concentra na aplicação de um novo recurso avançado doSimcenter MAGNET, que permite aos usuários incorporar histerese nas soluções de campo usando o modelo vetorial de histerese Jiles-Atherton (Hys) ⁽³⁾. O recurso pode ser habilitado quando a simulação é resolvida utilizando o Solver Transient em 2D (com e sem movimento). Exemplos de aplicação ​ Nesta seção, discutiremos os efeitos da incorporação de histerese em campos magnéticos locais e perdas de ferro e resultados globais, como correntes, tensões, força/torque e transientes para uma ampla gama de dispositivos eletromagnéticos. A comparação com o modelo SV convencional também será apresentada. 1. O testador de folha única (SST) ⁽⁴⁾ As propriedades magnéticas dos aços são medidas em laboratório usando tiras de aço (dimensão: 30 mm x 250 mm x 0,35 mm) em testadores magnéticos, por exemplo, um testador de folha única (SST), uma estrutura de Epstein, etc. a própria amostra única de SST. O modelo Simcenter MAGNET da amostra SST é mostrado na figura 3 (a). Uma bobina de excitação envolve a amostra e a tensão na bobina pode ser ajustada para obter a densidade de fluxo B desejada na amostra. Figura 3: Modelo de simulação de uma única tira de aço elétrico não orientado 35WW300 (a) Visão sólida, campo B uniforme calculado usando o modelo (b) de valor único (SV) e o modelo (c) de histerese (Hys) a 15 milissegundos (pico da excitação sinusoidal). O modelo é resolvido usando os modelos SV e Hys para o aço elétrico não orientado 35WW300. Os gráficos de campo B usando ambos os modelos são mostrados nas figuras 3 (b) e (c) em t = 15 ms. No caso do modelo SV, as perdas de ferro são calculadas na etapa de pós-processamento utilizando a fórmula empírica de perdas no Simcenter MAGNET, apresentada a seguir. Onde Khys, α e Keddy são os coeficientes de perda de material que são identificados usando as curvas de perda de potência fornecidas pelo usuário. Ao usar o modelo Hys, o termo de perda de histerese em (3), ou seja, KhysƒBᵃ é substituído por (4) que calcula a área do loop BH. As correntes de bobina calculadas correspondentes a Bmax = 1,13 T na amostra usando os dois modelos são mostradas na figura 4 (a). Uma comparação dos loops de BH medidos e calculados (usando o modelo Hys) é apresentada na figura 4 (b) para refletir a precisão do modelo Hys. Uma tensão senoidal de diferentes amplitudes foi aplicada para calcular a perda de ferro em diferentes níveis de indução usando os modelos SV e Hys, e os resultados são mostrados na figura 5. Figura 4: (a) Corrente da bobina calculada usando os modelos SV e Hys em Bmax = 1,13 T (b) Loops BH calculados e medidos em Bmax = 1,13 T Figura 5: Perdas de ferro medidas e calculadas usando os modelos SV e Hys. A frequência é 50 Hz. As energias magnéticas armazenadas calculadas pelo Simcenter MAGNET para a amostra SST usando os modelos SV e Hys são mostradas na figura 6. Conforme explicado anteriormente, o cálculo da perda por histerese usando o modelo Hys também inclui a energia magnética armazenada, que continua se acumulando ao longo do tempo. Por esse motivo, a energia magnética armazenada no Simcenter MAGNET está desativada para o caso Hys. No entanto, a perda por histerese não é incorporada nas soluções de campo quando se utiliza o modelo SV, e a energia magnética armazenada pode ser calculada diretamente a partir da curva SV. Figura 6: Energia magnética armazenada. No caso do modelo Hys, representa a energia sendo dissipada como perda de histerese que continua aumentando ao longo do tempo. A Tabela 1 mostra o balanço de potência usando ambos os modelos para um ciclo completo de excitação. Pode-se ver que a energia magnética armazenada média no tempo é zero para o caso SV. No entanto, a energia magnética armazenada com média de tempo (perda de histerese) faz parte da equação do equilíbrio de potência. A pequena diferença que surge em ambos os casos é devida ao erro de integração numérica e pode ser ignorada. Tabela 1 – Balanço de potência (um ciclo de excitação, frequência = 50 Hz) 2. Problema da equipe 32⁽⁵⁾ A bancada de testes é um núcleo ferromagnético de três membros, conforme mostrado na figura 7 (a). O núcleo é feito de cinco laminações de Fe-Si 3,2% em peso, 0,48 mm de espessura, com condutividade σ = 1,78 MS/m e densidade de massa δ = 7650 kg/m³. Dois enrolamentos de 90 voltas são colocados nos membros externos; a resistência DC de cada enrolamento é de 0,32 ohms. Esses enrolamentos podem ser conectados em série ou alimentados por duas fontes de tensão controladas independentemente. Aqui consideraremos apenas o caso em que os dois enrolamentos são excitados por duas fontes senoidais independentes com amplitude de 14,5 V, frequência de 10 Hz e diferenças de fase de 90°. Desta forma, teremos uma rotação de campos na parte superior do braço central do aparelho (no ponto P da figura 7 (a)). O modelo Simcenter MAGNET do problema é mostrado na figura 7 (b). A simulação foi executada por 125 milissegundos (para 1,25 períodos de excitação com 40 pontos por período) usando os modelos SV e Hys. Os gráficos sombreados para campos B calculados em t = 75 ms usando ambos os modelos são mostrados na figura 8 (a) e (b), respectivamente. Pode-se observar que para o caso Hys (mostrado na figura 8 (b)), quase nenhuma linha de fluxo está presente no membro mais à direita, e as linhas de fluxo estão se fechando nos cantos do mesmo membro. Os gráficos de setas para os campos B e H são mostrados nas figuras 9 e 10, respectivamente, para investigar esse fenômeno. Pode-se observar que o campo H varia entre 0 A/m (canto externo) a quase 100 A/m (cantos internos) no membro mais à direita. No caso SV mostrado nas figuras 9 (a) e 10 (a), o sinal de B muda com H, ou seja, a curva SV BH passa pela origem (H = 0, B = 0). Porém, no caso Hys, o material ferromagnético possui coercividade, e a reversão de B acontece quando H atinge a coercividade, assim os nós de campo possuem sinais diferentes de B no mesmo canto, ou seja, embora H não mude de sinal, B muda. Figura 7: (a) Geometria do transformador de 3 membros ⁽⁶⁾ (dimensão em mm) (b) Modelo Simcenter MAGNET. Figura 8: Gráfico de campo sombreado B em t = 75 ms calculado usando o (a) SV, e o (b) Modelos Hys. Figura 9: Gráfico de seta de campo B em t = 75 ms calculado usando o (a) SV, e o (b) Modelos Hys. Figura 10: Gráfico de seta de campo H em t = 75 ms calculado usando o (a) SV, e (b) Modelos Hys. As tensões e ligações de fluxo de ambas as bobinas usando ambos os modelos de materiais são mostradas na figura 11 (a) e (b), respectivamente. A diferença de fase no caso Hys é óbvia devido ao atraso de fase entre os campos B e H. Os resultados para correntes de bobina calculadas e medidas e densidades de fluxo magnético no ponto P são mostrados na figura 12 (a) e (b), respectivamente. Os resultados do primeiro quarto das excitações não são mostrados devido à curva de magnetização inicial. Um bom acordo é alcançado quando se utiliza o modelo Hys, que é um bom argumento para seu uso em simulações eletromagnéticas. Figura 11: (a) Tensões em duas bobinas e (b) ligações de fluxo em duas bobinas usando os modelos SV e Hys. Figura 12: (a) Correntes de bobina calculadas e medidas, e (b) Densidades de fluxo Bx e By no ponto P. 3. Um atuador: Neste exemplo, um atuador eletromagnético acionado por carga é simulado usando o Transient 2D com motion solver no Simcenter MAGNET. O modelo de simulação do atuador é mostrado na Figura 13 (a). A bobina no atuador é acionada por um capacitor carregado com 12 V. Uma mola mantém o êmbolo contra o batente superior. No tempo t = 0, uma chave se fecha para conectar o capacitor carregado à bobina. Tanto o corpo quanto o êmbolo são feitos de aço M47 – 24 Ga. O gráfico sombreado para os campos B calculados em t = 26,9 ms para os modelos SV e Hys é mostrado na Figuras 13 (b) e 13 (c), respectivamente. Não há muita diferença perceptível aqui. Contudo, deseja-se prever com precisão a posição do êmbolo em função do tempo. A Figura 14 (a) ilustra a diferença entre as posições computadas em função do tempo usando ambos os modelos, e pode-se observar uma defasagem entre o caso SV e o caso Hys. Isto pode ser importante para aplicações críticas onde é desejado um conhecimento preciso da posição. As correntes da bobina calculadas usando ambos os modelos também são mostradas na Figura 14 (b). Figura 13: (a) Modelo Simcenter MAGNET de um atuador. Campo B sombreado e gráfico de seta em t = 26,9 ms calculado usando o (b) SV, e o (c) Modelos Hys. Figura 14: (a) Posição do atuador e (b) Corrente da bobina de excitação calculada usando os modelos SV e Hys. 4. Uma máquina de indução [6] Uma simulação Simcenter MAGNET de um motor de indução acionado por tensão é apresentada aqui. As especificações nominais do motor de teste são fornecidas na tabela 2. O modelo Simcenter MAGNET completo do motor não inclinado é mostrado na figura 15. Para fins de simulação, o modelo trimestral foi resolvido para 25 ciclos de alimentação (frequência = 50 Hz) usando o solucionador 2D Transient com movimento. Gráficos sombreados para campos B calculados em t = 500 ms são mostrados na figura 16 para ambos os modelos SV e Hys. A diferença na posição do rotor em 500 ms para ambos os modelos pode ser notada. Tabela 2 – Especificações da máquina de indução Figura 15: Modelo Simcenter MAGNET de 36 slots, 28 barras, máquina de indução de 4 pólos Figura 16: Gráfico sombreado do campo B em t = 500 ms calculado usando o (a) SV), e o (b) Modelos Hys. As ligações de fluxo e correntes da fase A são mostradas nas figuras 17 (a) e (b), respectivamente. Pode-se observar que existe um transitório na solução. O modelo Hys prevê ultrapassagens mais altas na forma de onda da corrente, mas os transientes desaparecem mais rapidamente do que o modelo SV devido à dissipação de energia no material ferromagnético, alterando a constante de tempo do sistema. Isto também implica que o estado estacionário é alcançado mais cedo e as simulações de histerese podem ser executadas para um número menor de intervalos de tempo neste caso. Uma máquina de indução é um transformador rotativo. Portanto, resultados semelhantes podem ser esperados em simulações de transformadores. Figura 17: (a) Ligação de fluxo e (b) Corrente de fase da fase A calculada usando os modelos SV e Hys. As características de velocidade e torque da máquina de indução são mostradas nas figuras 18 (a) e (b), respectivamente, e comportamento transitório semelhante é observado. Não há diferença significativa nos valores no estado estacionário. A Figura 19 apresenta as perdas de potência médias no tempo (perda por histerese, perda por correntes parasitas e perda ôhmica) em várias partes da máquina calculadas usando os modelos SV e Hys. A perda de histerese no rotor não é apresentada aqui porque a frequência de escorregamento, 0,5 Hz neste caso, é muito pequena, e a obtenção da perda de histerese média no tempo para um ciclo completo de frequência do rotor no caso Hys exigirá muitas etapas de solução. Figura 18: (a) Velocidade e (b) Torque calculado usando os modelos SV e Hys. Figura 19: Perda de potência em diferentes partes da máquina calculada usando os modelos SV e Hys. 5. Uma máquina de rotor interno com fenda fracionária de ímã permanente montada em superfície⁽⁷⁾ Este exemplo ilustra a simulação acionada por corrente de uma máquina síncrona de slot fracionário de ímã permanente montado em superfície (SMPM), enrolamento concentrado, que é usada para aplicações de tração. As especificações do motor são mostradas na tabela 3. Tabela 3 – Especificações da máquina SMPM O modelo Simcenter MAGNET completo da máquina síncrona SMPM é mostrado na figura 20 e foi resolvido na região de baixa velocidade (frequência = 50 Hz) de alto torque para cinco ciclos de alimentação usando o 2D Transient com motion solver. Gráficos sombreados para os campos B calculados em t = 0 ms usando os modelos SV e Hys são mostrados nas figuras 21 (a) e (b), respectivamente. Pode-se observar que os dentes do estator estão em saturação profunda (em torno de 2 T) no caso SV, o que significa que a extrapolação da curva SV BH superestima os valores de campo. Figura 20: Modelo Simcenter MAGNET de uma máquina caça-níqueis fracionária PM montada em superfície com 12 slots e 10 pólos. Figura 21: Gráfico sombreado do campo B em t = 0 ms calculado usando o (a) SV, e o (b) Modelos Hys. As ligações de fluxo e tensões da fase A calculadas usando os modelos SV e Hys são mostradas nas figuras 22 (a) e (b), respectivamente. A ligação de fluxo no caso Hys é menor que no caso SV, e os efeitos dos slots na tensão podem ser vistos ao usar o modelo Hys. O torque calculado usando ambos os modelos de materiais é mostrado na Figura 23. Como as perdas no ferro são incorporadas à solução de campo no caso do modelo Hys, o torque resultante é menor que o do modelo SV. As perdas de ferro calculadas usando ambos os modelos não são muito diferentes e são mostradas na Figura 24. Figura 22: (a) Ligação de fluxo e (b) Tensão de fase da Fase A calculada usando os modelos SV e Hys. Figura 23: Torque calculado utilizando os modelos SV e Hys. Figura 24: Perdas de potência em diferentes partes das máquinas calculadas utilizando os modelos SV e Hys. Desempenho de tempo O desempenho temporal do modelo Hys é importante para os usuários. Uma solução que leva muito tempo de cálculo geralmente não é desejável para engenheiros de projeto. Portanto, os tempos totais de simulação para resolução dos exemplos mencionados acima utilizando tanto o modelo SV quanto o modelo Hys são mostrados na Tabela 4, e sua relação é plotada na Figura 25. É importante notar que este gráfico fornece uma estimativa do desempenho temporal do modelo Hys em comparação com o modelo SV e pode variar muito dependendo do número de passos de tempo por ciclo, densidade da malha, ordem polinomial, etc. para coletar os dados fornecidos na Tabela 4 são passos de tempo por ciclo = 100, ordem polinomial = 2, tolerância de Newton = 1 por cento. Reduzir a tolerância de Newton para valores muito pequenos aumenta o número de iterações não lineares, o que aumenta significativamente os tempos de simulação. Tabela 4 – Relação dos tempos de simulação dos modelos SV e Hys Figura 25: Desempenho temporal do modelo Hys comparado ao modelo SV. Ao explorar a aplicação da modelagem de histerese no Simcenter MAGNET™, ficou evidente como a incorporação dessa característica é crucial para simulações mais precisas e realistas de dispositivos eletromagnéticos. A capacidade de capturar nuances como perdas de ferro em baixas frequências oferece uma visão mais completa do comportamento desses sistemas, impactando diretamente o projeto e a otimização de dispositivos. Neste contexto, a CAEXPERTS destaca-se como uma parceira estratégica para empresas que buscam aprimorar suas capacidades em simulação computacional e engenharia avançada. Com uma equipe experiente e multidisciplinar, a CAEXPERTS está preparada para oferecer soluções inovadoras e impulsionar a competitividade dos seus clientes. Se sua empresa busca maximizar a eficiência do desenvolvimento de produtos, reduzir custos operacionais e obter insights valiosos por meio de simulações avançadas, a CAEXPERTS é a parceira ideal. Nossa experiência abrange desde projetos e consultorias até estudos focados na redução de custos e no aumento da confiabilidade operacional. Vemos a integração da modelagem de histerese como uma etapa crucial na busca por resultados assertivos e inteligentes. Ao unir a expertise da CAEXPERTS com as poderosas soluções da SIEMENS Digital Industries, oferecemos uma abordagem completa para impulsionar o desempenho dos seus produtos e processos. Agende uma reunião conosco para explorarmos juntos como podemos otimizar suas operações e alcançar novos patamares de excelência em engenharia. A CAEXPERTS está pronta para ser sua parceira estratégica na busca pela inovação e eficiência. Entre em contato agora e dê o próximo passo em direção ao sucesso. Referências D. C. Jiles e D. L. Atherton. "Theory of ferromagnetic hysteresis" (Teoria da histerese ferromagnética), J. Magn. Magn. Mater., vol. 61, no. 1–2, pp. 48–60, 1986. F. Preisach. "Über die magnetische Nachwirkung" (Sobre o efeito magnético retardado), Zeitschrift für Phys., vol. 94, no. 5–6, pp. 277–302, 1935. A. J. Bergqvist. "A simple vector generalization of the Jiles-Atherton model of hysteresis" (Uma generalização vetorial simples do modelo de histerese de Jiles-Atherton), IEEE Trans. Magn., vol. 32, no. 5 PART 1, pp. 4213–4215, 1996. S. Hussain. "Development of advanced material models for the simulation of low-frequency electromagnetic devices" (Desenvolvimento de modelos avançados de materiais para a simulação de dispositivos eletromagnéticos de baixa frequência), Tese de doutorado, McGill University, Montreal, Canadá, fev. 2017. O. Bottauscio, M. Chiampi, C. Ragusa, L. Rege e M. Repetto. "Description of TEAM Problem: 32 A test case for validation of magnetic field analysis with vector hysteresis" (Descrição do Problema da EQUIPE: 32 Um caso de teste para validação da análise de campo magnético com histerese vetorial), 2010. [Disponível online] www.compumag.org/jsite/images/stories/TEAM/problem32.pdf S. Hussain, V. Ghorbanian, A. Benabou, S. Clénet, D. A. Lowther. "A study of the effects of temperature on magnetic and copper losses in electrical machines" (Um estudo dos efeitos da temperatura nas perdas magnéticas e de cobre em máquinas elétricas), Proc. 2016 XXII Int. Conf. Elect. Mach., pp. 1277-1283, 2016. T. Rahman, R. C. P. Silva, K. Humphries, M. H. Mohammadi, D. A. Lowther. "Design and optimization of fractional slot concentrated winding permanent magnet machines for class IV electric vehicles" (Projeto e otimização de máquinas de ímã permanente de enrolamento concentrado de entalhe fracionário para veículos elétricos de classe IV), Proc. IEEE Transp. Electrific. Conf. Expo. (ITEC), junho de 2016.

Obtenha insights 3D sobre o desempenho das células da bateria de íons de lítio. Exporte resultados de estudos CFD para criação de Modelos de Ordem Reduzida (ROM). Automatize fluxos de trabalho de simulação sofisticados. Avalie o conforto térmico da cabine dos passageiros. Além disso, muitos mais recursos. Com o lançamento do Simcenter STAR-CCM+ 2310, fornecemos aos engenheiros de todos os setores recursos de dinâmica de fluidos computacional (CFD) para acelerar a modelagem da complexidade. Aproveite novos recursos interessantes para explorar possibilidades de engenharia e transformar a complexidade em uma vantagem competitiva. Obtenha rapidamente insights 3D detalhados sobre o desempenho das células da bateria Para projetar virtualmente células de íons de lítio confiáveis ​​e de alto desempenho, é necessário considerar os efeitos anisotrópicos tridimensionais nas camadas das células da bateria. As abordagens de simulação atualmente disponíveis negligenciam tais efeitos ou fazem simplificações comprometedoras cruciais, reduzindo o problema a descrições representativas da camada de bateria bidimensional. Com o Simcenter STAR-CCM+ 2310, estamos lançando um novo recurso exclusivo de design de células 3D para projetar células de bateria de íons de lítio com alta fidelidade geométrica e física. Este novo modelo de design de células de alta fidelidade permite o design de células de íons de lítio completas em 3D, com camadas de eletrodos, separadores e abas geometricamente resolvidas. A simulação modelada aproveita árvores personalizadas dedicadas e fáceis de usar e o novo recurso Estágios para um fluxo de trabalho personalizado e adaptado para designers de células, com terminologia e unidades padrão do setor. Ele fornece uma configuração de malha simplificada com algumas entradas e cliques e suporta pós-processamento padrão da indústria dedicado para facilitar a análise dos resultados da simulação. A capacidade é impulsionada por modelos de simulação para formatos de células padrão da indústria. Com o Simcenter STAR-CCM+ 2310 lançamos o modelo de célula de pilha; modelos de células com enrolamentos cilíndricos e prismáticos estarão disponíveis em breve. Junto com esse fluxo de trabalho automatizado, o recurso de design de células 3D fornece modelos eletroquímicos altamente precisos por meio de um modelo aprimorado baseado na física da formulação inicial de Newman-Doyle-Fuller. O recurso de design de células 3D fornece informações detalhadas sobre o desempenho das células rapidamente. Investigue a concentração de íons no plano e na espessura para entender os efeitos locais e de borda ou prever o efeito das abas e do resfriamento da superfície para projetar células de bateria melhores com mais rapidez. O potencial completo da ferramenta requer a licença complementar de baterias. Configure simulações de ventilação de fuga térmica de gás em minutos Configurar a simulação de fuga térmica com ventilação de gás para uma bateria com centenas de células é um processo demorado e sujeito a erros. Portanto, no Simcenter STAR-CCM+ 2310, começamos com lançamentos consecutivos de um fluxo de trabalho dedicado para acelerar o tempo de configuração da simulação de propagação de fuga térmica. Com o lançamento da versão 2310, continuamos esse esforço com a integração da configuração de ventilação de gás. No que diz respeito ao pré-processamento, a nova capacidade permite uma configuração muito rápida com uma fácil seleção das superfícies de ventilação da célula. Além disso, uma função de campo dedicada gerencia o equilíbrio energético entre a energia liberada pela ventilação e aquela gerada pelas partes internas da célula, eliminando a necessidade de funções de campo e monitores complexos. As condições de disparo e liberação de gás agora também são simplificadas para algumas entradas. Em última análise, o fluxo de trabalho requer apenas um conjunto de parâmetros de entrada para implantá-lo em todas as células da bateria. A automação integrada controla a atuação da ventilação de gás ao atingir a condição de acionamento e o pós-processamento é gerenciado automaticamente com quantidades dedicadas de ventilação de gás na ferramenta “Relatórios do Módulo de Bateria”. No geral, com o Simcenter STAR-CCM+ 2310, você continuará se beneficiando da rápida configuração e análise de simulações de fuga térmica, agora incluindo até mesmo a ventilação de gás com o mínimo esforço. O workflow só pode ser acessado no complemento Simcenter STAR-CCM+ Batteries e, portanto, requer a licença do complemento associado. Fluxo de trabalho de simulação aerovibroacústica mais eficiente Redução do tamanho do arquivo CGNS e do tempo de importação para o Simcenter 3D por meio do novo método de mapeamento para o fluxo de trabalho de aerovibroacústica fracamente acoplado . Exemplo: Avaliação de ruído induzido por espelho lateral As simulações vibroacústicas são normalmente realizadas em duas etapas: Após uma simulação CFD no Simcenter STAR-CCM+, o Simcenter 3D é usado para análise de vibração e campo acústico. O fluxo de trabalho legacy consistia em exportar um arquivo CGNS muito grande com a malha CFD e informações de força, importar esse arquivo para o Simcenter 3D e mapear os resultados em uma malha acústica grosseira. Com o Simcenter STAR-CCM+ 2310, oferecemos uma nova opção para mapear uma malha CFD fina para uma malha acústica mais grosseira diretamente no Simcenter STAR-CCM+ antes da exportação de dados. Este mapeamento conservador de distância máxima garante resultados consistentes para o processo legado usando o mesmo algoritmo de mapeamento do Simcenter 3D, mas reduz significativamente o tamanho do arquivo CGNS resultante. Dependendo do caso, o novo arquivo CGNS pode ser entre 35% e 90% menor com esse novo método, e a etapa de mapeamento adicionada praticamente não tem impacto no tempo geral de simulação do Simcenter STAR-CCM+. Sempre que você estiver procurando acoplar uma solução fluida no Simcenter STAR-CCM+ a uma análise estrutural no Simcenter 3D, você se beneficiará de um processo e transferência de dados significativamente mais eficientes. Melhore a precisão e a velocidade das simulações de gerenciamento de água Muitas aplicações multifásicas exigem tratamento preciso, porém eficiente, de gotículas que deslizam pelas superfícies. Os casos de uso típicos incluem o rastreamento de gotas de chuva deslizando nas superfícies de veículos em movimento, incluindo pára-brisas, espelhos e superfícies de sensores de carros. Embora seja, em princípio, possível usar o método de Volume de Fluido (VOF) de alta fidelidade, ele é muito caro e, para um grande número de gotas deslizantes, a simulação VOF é computacionalmente proibitiva. Para prever a dinâmica dessas gotículas em superfícies, uma abordagem Lagrangiana é muito eficiente, mas é de fundamental importância levar em conta os efeitos da tensão superficial com alta precisão. Com o Simcenter STAR-CCM+ 2310, introduzimos, portanto, um novo tipo de fase Lagrangiana, as chamadas gotículas ligadas à parede, e um novo modelo de formato de partícula chamado Spherical Cap Particles. Este último fornece uma previsão mais precisa do arrasto das partículas e da transferência de calor. Gotículas fixadas na parede também podem ser absorvidas em um filme fluido para modelar com precisão a formação de filamentos. Um novo modelo de força de adesão permite capturar o movimento típico de aderência e deslizamento para gotículas presas à parede usando o conceito de histerese de ângulo de contato. Isto é de particular importância em aplicações como limpadores. Toda a nova estrutura de modelagem, com seus primeiros submodelos, permite executar simulações com rastreamento preciso e rápido de gotas e escorrimentos deslizantes. Isso resulta em maior precisão e velocidade das simulações de gerenciamento de água. Acelere simulações multifásicas de EMP com perda mínima de precisão Aceleração de simulações multifásicas Eulerianas de grande escala (EMP-LSI) por meio de multietapas implícitas. Aplicação da indústria nuclear onde a água de resfriamento é introduzida, levando a uma contracorrente de gás deslocado com escoamento em golfadas. A aceleração é mostrada com um número crescente de subetapas juntamente com o campo de fluxo no final da simulação. Fonte: Fluxo de contracorrente gás-líquido em PWR [Deendarlianto et al., NED, 39 (2012)] Simulações multifásicas são frequentemente caras do ponto de vista computacional ou não são suficientemente precisas. Embora as soluções multifásicas híbridas inteligentes ofereçam a capacidade de aplicar a abordagem mais eficaz em cada estado da multifásica, todos os respectivos submodelos precisam ter o melhor desempenho possível para obter o rendimento máximo. Por esse motivo, no Simcenter STAR-CCM+ 2310, adicionamos várias etapas implícitas para Eulerian Multiphase (EMP) visando simulações de interface de grande escala (LSI), espelhando capacidade equivalente adicionada anteriormente para VOF e MMP. Isto leva a simulações EMP-LSI mais eficientes, reduzindo o tempo de simulação para um determinado nível de precisão; ou aumentando a precisão para um determinado tempo de execução (orçamento). Reduções significativas no tempo de execução podem ser alcançadas executando N subetapas dentro do intervalo de tempo do fluxo e, em seguida, aumentando o intervalo de tempo do fluxo por um fator N. Isso mantém a escala de tempo da subetapa associada ao transporte da fração de volume no mesmo nível (número CFL), mas como o custo computacional de uma subetapa é uma pequena fração do custo de um passo de tempo de fluxo completo, há uma economia significativa de custos. Alternativamente, esse recurso pode ser usado para melhorar a precisão com um pequeno custo computacional adicional, adicionando subetapas para um determinado tamanho de intervalo de tempo de fluxo. Otimize o design da cabine por meio de uma avaliação padronizada de conforto térmico dos passageiros de forma totalmente integrada O conforto térmico dos passageiros é um fator significativo para a satisfação do cliente final em qualquer veículo. Enquanto os veículos movidos a motores de combustão interna facilitaram consideravelmente o trabalho dos engenheiros de HVAC (Aquecimento, Ventilação e Ar Condicionado) e gestão de energia do sistema, graças à grande quantidade de calor excedente, os veículos elétricos exigem um tratamento muito mais diligente da energia e do calor, em troca de conforto, segurança e autonomia. Com o Simcenter STAR-CCM+ 2310, agora você pode otimizar o design da cabine do veículo e os sistemas HVAC por meio de um conjunto totalmente integrado de modelos de avaliação de conforto térmico de passageiros que são padrão do setor. Um novo modelo de termorregulação de última geração está agora disponível para calcular a resposta térmica do corpo humano em função das condições da cabine (radiação, convecção). O modelo também leva em conta fatores fisiológicos, como o nível de atividade do metabolismo, e os utiliza para calcular com precisão a temperatura da pele em todo o corpo. Essas temperaturas são então utilizadas para calcular os índices de conforto global de Sensação Térmica Dinâmica (DTS) e de Porcentagem Prevista de Insatisfação (PPD), bem como os índices de conforto local de Temperatura Homogênea Equivalente (EHT). Estas são métricas padrão da indústria amplamente reconhecidas que são cruciais para avaliar a percepção geral de conforto dos passageiros através do DTS e PPD, bem como localmente para cada parte principal do corpo através do EHT. Todos os novos modelos mencionados estão totalmente integrados com os mais recentes recursos de automação do Simcenter STAR-CCM+. Isso permite que você crie fluxos de trabalho completos mais enxutos e eficientes para estudos de design de cabine. Simule mais aplicações em GPUs Os benefícios da aceleração de simulações CFD habilitada por GPU são, sem dúvida; custo de simulação significativamente menor na nuvem, redução massiva do consumo de energia e substituição de centenas de núcleos de CPU por um nó de GPU. Ao longo de vários ciclos de lançamento, o excelente desempenho do Simcenter STAR-CCM+ em GPUs foi demonstrado. É de fundamental importância expandir a capacidade de aproveitar GPUs para mais modelos e, consequentemente, mais aplicações. Com o Simcenter STAR-CCM+ 2310, continuamos, portanto, a portabilidade de solucionadores e recursos para torná-los igualmente disponíveis para simulações nativas de GPU e CPU. Com esta versão, você pode aproveitar um solver de energia sólida acoplado nativo de GPU, uma implementação de GPU da equação de estado Equilibrium Air e do modelo de transição Gamma-ReTheta. Isto significa, por exemplo, transferência de calor conjugado mais eficiente, por exemplo, simulações de resfriamento de pás de turbina, aerodinâmica aeroespacial supersônica e hipersônica mais rápida e fluxos de transição laminar-turbulentos. Continuando nossa filosofia de uma base de código unificada para CPUs e GPUs, você pode ter certeza de que as GPUs fornecerão soluções de fluxo equivalentes à CPU. Acesse recursos de computação praticamente ilimitados em seu ambiente de simulação A execução de simulações de CFD na nuvem oferece maior flexibilidade e escalabilidade em hardware local, com acesso sob demanda e capacidade ilimitada. No entanto, configurar e acessar a nuvem usando provedores terceirizados geralmente requer tempo e experiência significativos em tecnologias de nuvem e HPC e interrompe os fluxos de trabalho existentes. Diretamente do Simcenter STAR-CCM+, o Simcenter Cloud HPC oferece acesso instantâneo à infraestrutura otimizada da Amazon Web Services (AWS), configurada e gerenciada pela Siemens, sem necessidade de configuração adicional. Com o lançamento do Simcenter STAR-CCM+ 2310, estamos expandindo a disponibilidade do Simcenter Cloud HPC das Américas para a Ásia-Pacífico, com o serviço previsto para ser lançado na Europa, Oriente Médio e África em breve. Para obter mais informações sobre como acessar e experimentar o Simcenter Cloud HPC gratuitamente, entre em contato com a CAEXPERTS no link no final desta postagem. Prepare geometrias grandes e complexas mais rapidamente com o Parallel Surface Wrapper O tempo de criação da malha é um fator crítico para um tempo de resposta geral rápido da simulação CFD, especialmente para montagens complexas. O Wrapper de Superfície provou ser uma ferramenta muito poderosa para preparar automaticamente superfícies estanques para posterior reengrenagem de superfície e engrenamento de volume. Até o momento, o wrapper de superfície empregava paralelismo de memória compartilhada. No Simcenter STAR-CCM+ 2310, estamos introduzindo a primeira fase do wrapper de superfície paralelizada de memória distribuída (MPI). Nesta primeira versão, o pipeline de envolvimento de superfície até o fechamento da lacuna foi paralelizado. No geral, a aceleração do novo algoritmo é de até 2,4 vezes. Em comparação com o wrapper de superfície legacy, há uma redução de aproximadamente até 43% no tempo de envelopar para diversos casos industriais. Embora o novo envelopador de superfície MPI produza resultados consistentes em diferentes contagens de núcleos, ele oferece localmente um posicionamento aprimorado de faces de fechamento de lacuna para melhor qualidade de malha e geralmente pode aderir melhor à entrada do usuário, por exemplo, tamanho de fechamento de lacuna. Crie modelos de ordem reduzida (ROM) a partir de estudos de exploração de projetos de CFD com apenas alguns cliques Os modelos de ordem reduzida representam grandes oportunidades para explorar rapidamente o espaço de design e criar modelos de execução rápida para feedback em tempo real. No entanto, para obter conclusões válidas, tais modelos precisam de ser fornecidos com dados suficientes, validados e – sem desmerecimento – bem organizados. A compilação desses conjuntos de dados de treinamento e validação a partir de resultados de CFD para a criação do Modelo de Ordem Reduzida (ROM) pode ser um processo tedioso e sujeito a erros se a interface para transferência de dados não for tratada adequadamente. Com o lançamento do Simcenter STAR-CCM+ 2310 e do recém-lançado software Simcenter Reduced Order Modeling, possibilitamos a abordagem mais perfeita para ir de capturas de tela de campo escalar de seus resultados de CFD em estado estacionário diretamente para uma ROM estática. Agora você pode exportar dados de estudos do Designer Manager com um clique, prontos para serem usados ​​como um conjunto de dados de treinamento e validação no Simcenter Reduced Order Modeling. A capacidade atual suporta instantâneos de cenas escalares com uma escala de cores fixa de qualquer tipo de estudo de projeto. Após a exportação, o Simcenter STAR-CCM+ cria um pacote abrangente incluindo todas as imagens dos seus snapshots. A modelagem de ordem reduzida do Simcenter gerará, então, a previsão de ROM, usando a decomposição ortogonal adequada (POD), e relatará um índice de fidelidade de ROM. Embora o recurso de exportação de dados geralmente possa ser usado para qualquer tipo de parâmetro, o método POD funciona melhor para variações moderadas de parâmetros, quando os efeitos de rotação são insignificantes e o movimento da geometria é suficientemente pequeno. No geral, a nova exportação de dados ROM permite a rápida construção de ROM a partir de estudos de simulação de CFD. Agora você pode criar modelos de execução rápida a partir de simulações de CFD com confiança e se beneficiar da colaboração aprimorada entre analistas de CFD e projetistas de sistemas, graças às visualizações imediatas de variantes de cenário por meio de ROMs. Incluído no Design Manager, a exportação de dados CFD não requer licença. Para a geração subsequente de ROM, é necessária uma licença do Simcenter Reduced Order Modeling. Explore e compartilhe resultados de engenharia no seu navegador Lançado no início de 2022, o Simcenter STAR-CCM+ Web Viewer permite que você explore e compartilhe facilmente seus resultados de engenharia diretamente de seu navegador. Esta poderosa ferramenta oferece recursos de análise de dados rápidos e interativos, gratuitamente e a partir de praticamente qualquer dispositivo, sem nenhum esforço de instalação, melhorando, em última análise, a comunicação dos resultados de CFD. No entanto, ao trabalhar com um arquivo de cena no Simcenter STAR-CCM+ Web Viewer, você precisa ser capaz de trabalhar da forma mais autônoma possível, sem a necessidade de voltar ao Simcenter STAR-CCM+. Portanto, na versão 2310, estamos dando um grande salto nessa direção com o recurso Estrutura de Simulação. Ao fornecer a capacidade de ocultar e mostrar objetos livremente em múltiplas camadas de visualização, é fácil entender como uma cena é configurada e entender melhor a configuração da simulação de origem. Os usuários frequentes do Simcenter STAR-CCM+ identificarão imediatamente as semelhanças com os displayers e seus conceitos de ocultar e mostrar do cliente de desktop. Os usuários que não conhecem o Simcenter STAR-CCM+, por outro lado, familiarizam-se com as diferentes camadas de visualização por meio de nomenclaturas fáceis de entender. O grau de controle sobre a visibilidade é muito granular, pois vai desde o controle de alto nível do display até as superfícies das peças individuais. Isso lhe dá controle irrestrito sobre o que deve ser mostrado e o que deve ser ocultado. Automatize rapidamente fluxos de trabalho de simulação sofisticados com Stages e o nó Automatomação Para modelar a complexidade dos produtos atuais e simulá-los em condições do mundo real, você precisa implementar fluxos de trabalho sofisticados de simulação CFD multifísica. Tradicionalmente, esta tarefa requer o uso de scripts ou a transferência de dados complicada e propensa a erros de um modelo de simulação para outro. O Simcenter STAR-CCM+ foi projetado em torno de um pipeline simplificado de CAD para resultados, fornecendo recursos de automação nativos totalmente integrados. Com base nesta base, o Simcenter STAR-CCM+ 2310 amplia ainda mais a inteligência de automação de simulação com o Stages. Os estágios permitem lidar com diversas configurações físicas em uma única simulação, reduzindo a necessidade de scripts. Com um único clique, você pode preparar diferentes modelos físicos, condições – como interface ou condições de limite e outras configurações. Um objeto preparado pode ter configurações diferentes para cada estágio. Os objetos que não são preparados manterão os mesmos valores em todos os estágios. Os aplicativos que se beneficiam imediatamente dos Stages são os de absorção térmica do veículo, o recém-lançado modelo de design de célula de bateria e muito mais. Combinado com Operações de Simulação, isso possibilita o gerenciamento rápido e consistente de sequências de simulação complicadas. Agora você pode gerenciar estágios completos de configurações de simulação e orquestrar sua execução sem intervenção manual ou macros Java e compartilhar esses fluxos de trabalho com seus colegas em um único arquivo de simulação. Para aumentar ainda mais a sua produtividade, estamos introduzindo um novo nó na árvore de simulação: o nó Automação. Agora você se beneficiará de um local na árvore de simulação que contém todos os aspectos de automação do fluxo de trabalho de simulação. Isso permite gerar fluxos de trabalho automatizados com mais rapidez e aumenta a capacidade de descoberta de fluxos de trabalho de simulação já definidos com melhor organização de nós e menos enrrolação. Juntos, o Stages e o nó de automação elevam o conceito de um arquivo de simulação inteligente, permitindo a automação de ponta a ponta, desde CAD até resultados, para o próximo nível. Permitindo que você explore mais projetos e resolva problemas multifísicos complexos com mais rapidez. Esses são apenas alguns destaques do Simcenter STAR-CCM+ 2310. Esses recursos permitirão que você projete produtos melhores com mais rapidez do que nunca, transformando a complexidade da engenharia atual em uma vantagem competitiva. Em suma, o Simcenter STAR-CCM+ 2310 representa um salto significativo na capacidade de simulação computacional, proporcionando avanços notáveis na modelagem de células de bateria, simulações térmicas, aerovibroacústicas e muito mais. Com recursos como o Simcenter Cloud HPC, Wrapper de Superfície paralelizado e automação de fluxos de trabalho, oferecemos aos engenheiros ferramentas poderosas para acelerar o desenvolvimento de produtos e explorar novas fronteiras da inovação. Se sua empresa busca se destacar na vanguarda da engenharia, a equipe especializada da CAEXPERTS está pronta para colaborar, aplicando essas soluções avançadas em simulação e engenharia. Agende uma reunião conosco para impulsionar sua competitividade e transformar desafios em oportunidades.

Os modelos são o núcleo de todas as técnicas baseadas em modelos para projeto, controle, otimização, simulação, etc. Modelos detalhados são o núcleo das atividades de projeto e podem ser complexos e lentos para serem computados. Como criar versões simplificadas e multifuncionais para dimensionar e implantar seu uso? A resposta são os Modelos de Ordem Reduzida (Reduced Order Models – ROMs). ROMs são uma forma eficiente de reduzir a complexidade dos modelos e ampliar sua gama de aplicações. Eles são componentes-chave para diversas aplicações, como integração de modelos 3D em modelos 1D, aceleração de simulações, habilitação de gêmeos digitais e aplicações em tempo real, criação de sensores virtuais e proteção de IP (Propriedade Intelectual). A aplicação de hoje mostrará como reduzir sistemas de energia elétrica usando a Modelagem de Ordem Reduzida do Simcenter. O sistema representado na Figura 1 representa um sistema de transmissão no qual a potência gerada (aqui representada pela fonte de tensão de entrada) é amplificada pelo transformador e transmitida à carga (bateria) através da linha de transmissão. Aqui, a complexidade vem do modelo da linha de transmissão. Basicamente, para capturar bem os fenômenos transitórios, o modelo da linha de transmissão é discretizado no espaço onde cada trecho (aqui 50 trechos por 100 Km) é representado por um circuito simples, conforme mostrado na Figura 1. Quando o número de trechos aumenta, o modelo irá seja mais preciso, mas o número de variáveis ​​de estado aumentará. Isso torna todo o modelo bastante grande e consome muita memória. Nesse contexto, o objetivo por trás da criação de uma ROM é: Reduzir o número total de variáveis ​​de estado simplificando o modelo da parte de transmissão (transformador + linha de transmissão) Reproduzir fielmente os fenômenos transitórios resultantes das diferentes interconexões Isso será feito usando a Modelagem de Ordem Reduzida do Simcenter. A ferramenta oferece várias maneiras de fazer ROMs: seja a partir de dados de simulação usando, por exemplo, técnicas de Redes Neurais e Modelos de Superfície de Resposta (RSM) ou modelos como matrizes de espaço de estados de um modelo linearizado como em nossa aplicação aqui. Figura 1 Todo o processo pode ser resumido em algumas etapas: Isole a parte de transmissão Use a modelagem de pedido reduzido do Simcenter para criar uma ROM Conecte a ROM ao resto do sistema Verifique a precisão dos resultados Vamos começar. Passo 1: Antes de fazer uma ROM, a parte de transmissão é desconectada do resto do sistema conforme mostrado na Figura 2 e linearizada usando o Simcenter Amesim. As variáveis ​​de entrada são a tensão de entrada do transformador, bem como as tensões na extremidade da linha de transmissão. Optou-se por considerar as tensões nos pontos de conexão como entradas e as correntes como saídas. Isso ajuda a estabelecer uma conexão física entre a ROM e o restante do modelo físico. Figura 2 Agora estamos prontos para começar a fazer uma ROM. Passo 2: A segunda etapa consiste em carregar os dados de linearização (matrizes) no Simcenter Reduced Order Modeling, computar um modelo reduzido, avaliá-lo e exportá-lo. Vamos ver como isso funciona. A primeira etapa é abrir o Simcenter Reduced Order Modeling e criar um projeto de espaço de estados conforme ilustrado abaixo. Em seguida, carregue o modelo linearizado criado antes de usar o botão Adicionar dados. Ao selecionar o modelo Simcenter Amesim da parte de transmissão, todos os modelos linearizados computados são propostos. Vamos escolher aquele calculado em 1 segundo. A Figura 5 mostra as propriedades do modelo carregado. Figura 5 Agora, vamos para a aba do modelo e fazer uma ROM. Ao clicar no botão Novo modelo, são propostos diferentes tipos de modelos. Aqui, estamos lidando com um modelo de tamanho médio com 104 variáveis ​​de estado. Nesse caso, o Truncamento Balanceado é um bom candidato. Ao clicar no botão iniciar, uma ROM é computada e avaliada automaticamente. Uma ordem de truncamento de 58 é proposta aqui com base nos valores singulares de Hankel do modelo. A ferramenta indica um índice geral de fidelidade de 86%. Observando o gráfico de resposta em frequência, pode-se ver que a ROM cobre uma grande largura de banda de frequência (até 2,6 kHz) do modelo original, o que é bom o suficiente para nossa aplicação. A próxima etapa é salvar o modelo computado usando o recurso Adicionar modelo conforme ilustrado abaixo. O modelo computado sendo salvo, vamos até a aba Exportar e exportá-lo. Passo 3 Para lidar com diversas aplicações, são propostos quatro alvos ao exportar ROMs de espaço de estados. Eles permitem a conexão tanto com o Simcenter Amesim quanto com outras ferramentas de simulação usando, por exemplo, FMUs (Functional Mock-up Units) para cosimulação ou arquivos binários. Aqui, a ROM computada é exportada como um submodelo Simcenter Amesim. De volta ao Simcenter Amesim, vamos agora conectar a ROM exportada (disponível na biblioteca de ROM especificada no estágio de exportação) ao restante do sistema de energia, conforme ilustrado na Figura 9. Duas defasagens de primeira ordem com frequência de corte de 2,5 kHz são adicionados para manter os sinais dentro da faixa de frequência de interesse (até 2,6 kHz). Nosso sistema de potência reduzida agora possui 62 variáveis ​​de estado em comparação com 106 para o sistema de potência total representado na Figura 1. O tamanho total do modelo original é então reduzido em 41,5 %. Quase pronto! Tudo o que resta agora é validar a ROM comparando os resultados completos da simulação (Figura 1) e os modelos reduzidos do sistema de potência (Figura 9). Figura 9 Passo 4 Ambos os sistemas de potência representados nas Figuras 1 e 10 são simulados por 2 s com um solucionador de passo variável usando o Simcenter Amesim. A Figura 10 mostra a tensão de entrada da bateria, bem como seu estado de carga. Figura 10 Os resultados mostram uma alta qualidade de ajuste com menos variáveis ​​de estado (62 em comparação com 106). Isso se reflete nas métricas de fidelidade (fidelidade geral de 86 %) indicadas pelo Simcenter Reduced Order Modeling. Em termos de usabilidade, a ROM obtida pode ser utilizada como gêmeo digital da parte de transmissão. Também pode ser partilhado entre diferentes parceiros que trabalham na mesma aplicação e possivelmente utilizam diferentes ferramentas de simulação. Conclusão Foi mostrado aqui como reduzir sistemas de energia elétrica usando Simcenter Reduced Order Modeling. Ele permite minimizar facilmente o número de variáveis ​​de estado de um sistema de potência criando uma ROM de sua parte de transmissão. Isto tem muitas vantagens: Ele amplia o escopo do modelo, tornando-o menos consumidor de memória Permite compartilhar modelos com diferentes parceiros preservando o IP Ele permite prototipagem e design rápidos Para isso, o Simcenter Reduced Order Modeling oferece ótimos recursos para criar facilmente uma ROM para um modelo de espaço de estados de grande escala. O fluxo de trabalho é simples e intuitivo, com a possibilidade de avaliar facilmente a fidelidade da ROM com base em diferentes indicadores de fidelidade. A ferramenta também oferece diferentes alvos de exportação para atender a todos os usos possíveis, para que a ROM computada possa ser usada em diferentes contextos. Em resumo, a Modelagem de Ordem Reduzida do Simcenter oferece uma abordagem eficaz para simplificar modelos em sistemas de energia elétrica. Ao seguir o processo delineado, é possível obter eficiência computacional e facilitar o compartilhamento de modelos, proporcionando a capacidade de prototipagem e design rápidos. Na liderança dessa inovação, a CAEXPERTS destaca-se como uma empresa especializada em resolver desafios industriais por meio da digitalização e engenharia avançada. Sua equipe experiente e multidisciplinar utiliza tecnologia de ponta, como a Modelagem de Ordem Reduzida do Simcenter, para oferecer soluções assertivas e com alto retorno sobre o investimento. Para explorar como a CAEXPERTS pode impulsionar sua eficiência e inovação, agende agora mesmo uma reunião conosco!

A Siemens Digital Industries Software oferece uma ampla gama de soluções de modelagem e simulação para ajudar engenheiros a entender e prever o comportamento funcional de mecanismos. Uma das ferramentas existentes no Simcenter 3D é o Simcenter 3D Motion Simulation, que fornece uma série de módulos destinados a aumentar a confiança no design e reduzir riscos. Vamos explorar esses módulos de forma concisa: Simcenter 3D Motion Simulation O Simcenter 3D Motion é uma parte integrada do ambiente de simulação multidisciplinar mais amplo do Simcenter 3D. Ele oferece capacidades para análises quase-estáticas, cinemáticas e dinâmico avançadas. Essa solução ajuda aos engenheiros a avaliar o desempenho de mecanismos, aumentando a confiança no projeto podendo medir as forças, torques e reações em situações de funcionamento dos mecanismos que governam o projeto. Precisão na Previsão do Comportamento do Mecanismo O Simcenter 3D Motion oferece resultados precisos para forças de reação, deslocamento, velocidades e acelerações para corpos rígidos e flexíveis. Plataforma para Simulação Multidisciplinar O Simcenter 3D Motion faz parte de um ambiente de simulação multidisciplinar integrado. Ele permite a integração de simulações de movimento com outras disciplinas, com a possibilidade de integrar os dados de força medidos para fazer análise de elementos finitos e análise de corpos flexíveis. Solução para Designers e Analistas O Simcenter 3D Motion é flexível o suficiente para atender tanto a designers quanto a analistas. Os analistas podem criar modelos de mecanismos do zero, enquanto os designers podem converter rapidamente modelos CAD em modelos de movimento funcional, economizando tempo de modelagem. Integração de Sistemas e Controles O Simcenter 3D pode ser integrado com ferramentas líderes de design de controle e suporta métodos de troca de modelos e cosimulação para resolver as equações do sistema mecânico simultaneamente com as equações do controlador ou atuador. Isso ajuda a entender como os controles afetarão o desempenho geral do mecanismo. Aplicações da Indústria O Simcenter 3D Motion é útil em diversas indústrias, incluindo automotiva, aeroespacial, marítima, maquinário industrial, eletrônicos e produtos de consumo. Ele ajuda a entender o comportamento de sistemas mecânicos complexos, como suspensões de veículos, mecanismos de portas automáticas e sistemas de controle em eletrônicos. Módulos Específicos Além disso, o Simcenter 3D Motion disponibiliza uma variedade de módulos especializados. A seguir, apresentamos um resumo desses módulos e suas respectivas características: Simcenter 3D Motion Modeling Este módulo fornece recursos de pré e pós-processamento multicorpos para modelar, avaliar e otimizar mecanismos. É amplamente utilizado em indústrias como aeroespacial, automotiva, maquinário industrial e eletrônica para estudar a cinemática e dinâmica de produtos durante seu desenvolvimento. Simcenter 3D Motion Solver O Simcenter 3D Motion Solver ajuda os engenheiros a prever e entender o comportamento funcional de peças e montagens. Ele oferece recursos completos para simulação de movimento dinâmico, estático e cinemático. Simcenter 3D Motion Systems and Controls Este módulo auxilia engenheiros mecânicos a prever como os sistemas de controle afetam os mecanismos e permite otimizar projetos de sistemas mecatrônicos. Ele oferece uma biblioteca de elementos de modelagem de controle e é compatível com ambientes MATLAB e Simulink. Simcenter 3D Motion Flexible Body O Simcenter 3D Motion Flexible Body aumenta a precisão dos modelos multicorpos ao considerar as deformações dos componentes durante a simulação de movimento. Ele permite combinar a tecnologia de simulação multicorpo com uma representação da flexibilidade do corpo. Simcenter 3D Motion Flexible Body Advanced Este módulo estende a modelagem flexível, automatizando o processo de transformar geometria existente em um corpo flexível para análise de movimento. Também permite modelar restrições e forças de contato aplicadas a corpos flexíveis. Simcenter 3D Motion Standard Tire O Simcenter 3D Motion Standard Tire permite modelar forças geradas por pneus pneumáticos em contato com a estrada, incluindo momentos resultantes. Isso é essencial para análises de dirigibilidade e conforto de direção. Simcenter 3D Motion CD Tire Este módulo oferece uma família de modelos de pneus desenvolvidos pela ITWM Fraunhofer. É adequado para simular pneus de diferentes veículos, proporcionando análises precisas do comportamento dos pneus. Simcenter Tire Permite a modelagem precisa do comportamento dos pneus e análises de desempenho veicular, estabilidade direcional e distância de frenagem. Ajuda os engenheiros a analisar o comportamento dos veículos com eficiência. Simcenter 3D Motion Drivetrain Este módulo é dedicado à simulação de elementos de transmissões, facilitando a criação de modelos detalhados de transmissões e sistemas de engrenagens. Simcenter 3D Motion TWR O Simcenter 3D Motion TWR permite a construção de equipamentos de teste virtual para análise de frequência e resposta de sistemas. Ele é útil para simulações que envolvem equipamentos sem componentes físicos. Simcenter 3D Motion Real-Time Solver Este módulo oferece capacidade de integração de modelos Simcenter 3D Motion em plataformas de tempo real, reutilizando modelos em tempo real e acelerando análises e experimentos de design. Simcenter 3D Flexible Pipe Standard Beam Dedicado à simulação de tubulações, este módulo permite simular cenários de montagem e calcular posições iniciais, posições de operação e forças/momentos dentro dos tubos. Simcenter 3D Flexible Pipe Standard Shell Semelhante ao anterior, este módulo também é usado para simular tubulações, mas com um foco na validação de projetos e na verificação de colisões. Simcenter 3D Flexible Pipe Linear Dynamic Permite o cálculo de modos próprios e a resposta harmônica de tubos flexíveis, usando métodos de cálculo de feixe FEM ou casca FEM. Simcenter 3D Flexible Pipe Nonlinear Dynamic Este módulo permite a análise de movimento não linear de tubos flexíveis, sendo útil para lidar com situações complexas. Simcenter 3D Flexible Pipe Optimization É uma extensão que permite realizar estudos paramétricos e otimizar a posição e orientação dos componentes para obter designs mais eficientes e econômicos. Simcenter 3D Flexible Electric Cables and Wire Harness option Este módulo é usado para calcular chicotes elétricos e fios. Ele ajuda na concepção precisa de chicotes O Simcenter 3D Motion Simulation da Siemens Digital Industries Software é uma ferramenta poderosa para engenheiros que desejam aumentar a confiança no design de mecanismos e reduzir riscos. Com uma variedade de módulos especializados e recursos avançados, ele oferece uma plataforma completa para modelagem e simulação de movimento em uma variedade de aplicações industriais. Veja algumas aplicações diretas no video a seguir que demonstra como transferir carregamentos do Motion para pré/pós: A CAEXPERTS, com sua experiência e conhecimento em engenharia, é a parceira ideal na implementação e aproveitamento de tecnologias como o Simcenter 3D Motion. Com uma equipe de especialistas em CAE altamente qualificada e recursos de ponta, estamos prontos para auxiliar sua empresa a explorar todo o potencial dessa poderosa ferramenta. Seja para otimizar o design de produtos, aprimorar processos industriais ou enfrentar desafios complexos, a CAEXPERTS está comprometida em impulsionar a competitividade e a inovação em sua organização. Saiba mais sobre o Simcenter 3D Motion clicando aqui. Agende agora mesmo uma reunião e vamos juntos transformar seus desafios em soluções de engenharia de alto impacto!

Utilizando um Gêmeo Digital para Ressignificar o Design de Aeronaves em Prol de Voos Sustentáveis Neste post vamos analisar os desafios enfrentados pelos engenheiros aeroespaciais no desenvolvimento de aeronaves sustentáveis. Investigamos o uso de motores a jato movidos a hidrogênio e tecnologia de células de combustível de hidrogênio para impulsionar sistemas de propulsão de próxima geração, bem como suas implicações nos subsistemas, resultando na necessidade de reimaginar as configurações das aeronaves. O software Simcenter™ da Siemens Digital Industries Software oferece suporte à tecnologia de Gêmeo Digital, capacitando organizações de engenharia aeroespacial a otimizar o desempenho das aeronaves por meio de testes virtuais e físicos nos domínios de fluidos, térmicos, mecânicos e outros sistemas relacionados à aviação sustentável. O Simcenter faz parte do portfólio Siemens Xcelerator, que engloba software, hardware e serviços integrados. Aviação Sustentável A indústria da aviação é responsável por quase 5% das emissões globais de gases de efeito estufa,¹ tornando a transição para sistemas de propulsão de baixo carbono uma prioridade para os fabricantes de aeronaves. No entanto, essa transição é complicada devido ao aumento constante do número de passageiros. Atualmente, cerca de 500.000 pessoas estão em voos a qualquer momento ², e espera-se que o número de passageiros aéreos dobre até 2037.³ Os engenheiros aeroespaciais enfrentam o desafio de projetar aeronaves de próxima geração que possuam a capacidade, velocidade e alcance de aeronaves movidas a jato convencionais, mas sem impacto ambiental. Comparando Densidades de Potência de Diferentes Fontes de Energia Para compreender a complexidade da tarefa em questão, é fundamental analisar as densidades de potência das principais soluções de energia para a próxima geração de aeronaves em comparação com o querosene convencional. O querosene Jet A, que alimenta a maioria das aeronaves comerciais e militares modernas, possui uma densidade de energia notável de aproximadamente 12.000 watts-hora por quilograma (Wh/kg). No entanto, os motores a jato a querosene geram emissões de CO2 e não-CO2, além de serem ruidosos. Uma alternativa mais limpa e silenciosa é o uso de motores elétricos alimentados por baterias. No entanto, as atuais baterias usadas em protótipos de aeronaves possuem densidades de energia de apenas 160 a 180 Wh/kg,⁴ inadequadas para aeronaves de longo curso. No entanto, são adequadas para aeronaves menores, como a Bye Aerospace,⁵ especializada em aeronaves elétricas, incluindo aeronaves leves para treinamento de voo. Figura 1. O uso do Simcenter, NX e Fibersim ajudou a Bye Aerospace a aumentar a produtividade, reduzindo o pessoal de engenharia em 66% ao projetar aeronaves totalmente elétricas. Produção de Hidrogênio e Conversão em Energia Utilizável Atualmente, existem duas principais abordagens baseadas em hidrogênio para criar aeronaves de longo curso com zero emissões de carbono. Uma delas é o uso de motores a jato movidos a hidrogênio líquido, e a outra envolve células de combustível de hidrogênio que convertem hidrogênio e oxigênio em eletricidade para alimentar motores elétricos. Tanto o hidrogênio líquido quanto as células de combustível de hidrogênio estão sendo investigados ativamente por empresas como Siemens⁶ e Airbus⁷ como alternativas ecologicamente corretas para viagens aéreas. Ambas as abordagens produzem água como subproduto. Embora existam varias forma de produzir hidrogênio,⁸ a geração de hidrogênio não é uma tarefa simples, uma vez que geralmente está presente em compostos, como a água (H2O) ou o metano (CH4), dos quais deve ser separado. A eletrólise é o método mais prático para produzir hidrogênio, que envolve a divisão da água em hidrogênio e oxigênio por meio de uma corrente elétrica, sendo considerado renovável quando a eletricidade é gerada a partir de fontes sustentáveis, como solar e eólica. O hidrogênio pode ser armazenado na forma gasosa ou líquida. O armazenamento gasoso requer tanques de alta pressão, enquanto o armazenamento líquido exige temperaturas criogênicas, uma vez que o hidrogênio entra em ebulição a -252,8 graus Celsius (°C) à pressão atmosférica.⁹ Devido aos custos envolvidos na produção, armazenamento e transporte do hidrogênio, ele atualmente é mais caro do que os combustíveis fósseis. No entanto, em termos de aplicação como fonte de energia, o hidrogênio é conceitualmente simples. Engenheiros aeroespaciais dedicados ao desenvolvimento de sistemas de propulsão para aeronaves sustentáveis movidas a hidrogênio consideram três abordagens principais: motores elétricos alimentados por células de combustível, turbinas a gás movidas a hidrogênio puro ou soluções híbridas que combinam células de combustível com turbinas a gás movidas a hidrogênio. No caso de um motor a jato movido a hidrogênio, que se assemelha a um motor de combustão interna, o processo envolve a admissão de ar, compressão, mistura com hidrogênio e subsequente ignição para gerar um fluxo de alta temperatura. No cenário das células de combustível de hidrogênio, o hidrogênio e o oxigênio são direcionados através de um ânodo (terminal positivo) e um cátodo (terminal negativo) na célula, respectivamente. Um catalisador no ânodo divide as moléculas de hidrogênio em elétrons e prótons. Os prótons atravessam uma membrana especial, enquanto os elétrons alimentam os motores elétricos e outros sistemas da aeronave. Posteriormente, prótons, elétrons e oxigênio se recombinam no cátodo, formando moléculas de água Desafios das Aeronaves Movidas a Hidrogênio O principal desafio no desenvolvimento de aeronaves movidas a hidrogênio é a sua natureza relativamente desconhecida para a maioria dos engenheiros. Projetar um queimador para uma turbina a gás de hidrogênio requer estruturas e recursos especiais, uma vez que o hidrogênio queima mais rápido e mais quente que o querosene. Por exemplo, um queimador de hidrogênio deve ser projetado para evitar recuos (flashbacks). Além disso, as frequências acústicas geradas pelo queimador e pela turbina precisam ser atenuadas para minimizar a interação entre a chama e os componentes da aeronave. Entender a dinâmica dos fluidos e as tensões nas condições de contorno térmico desses sistemas de propulsão movidos a hidrogênio e elétricos, incluindo fenômenos operacionais como recuos, termoacústica, gradientes térmicos e fragilização, é essencial.¹⁰ ¹¹ ¹² ¹³ Outro desafio é que, embora o hidrogênio ofereça três vezes a densidade de energia do querosene por unidade de massa, ele requer quatro vezes o volume do querosene para produzir o mesmo resultado. Isso implica em modificações significativas na estrutura da aeronave, como redução da capacidade de carga, número de passageiros ou um afastamento dos designs convencionais. Figura 2. O aumento do espaço da fuselagem de aeronaves de asa mista pode ser usado para armazenar baterias, hidrogênio ou uma combinação de hidrogênio e células de combustível, sem sacrificar a capacidade de passageiros ou carga. Uma alternativa é a aeronave de corpo de asa combinada (BWB), como o conceito Airbus ZEROe BWB,¹⁴ onde as asas e a fuselagem se integram em uma única estrutura (Figura 2). Esse design, também chamado de "asa voadora", é responsável por toda a sustentação da aeronave. Uma das principais vantagens de uma configuração de asa voadora é o amplo espaço na fuselagem que pode ser aproveitado para transportar diversos tipos de cargas úteis, incluindo passageiros, baterias, hidrogênio e células de combustível. Enfrentando os Desafios A complexidade da tarefa de criar aeronaves de longo curso movidas a hidrogênio, com emissões de carbono neutras, torna inviável a evolução de protótipos físicos devido a restrições de custo, tempo e recursos. A solução é recorrer a simulações multifísicas para investigar o comportamento dos sistemas de geração de energia, motores e toda a aeronave em um ambiente virtual. Esse empreendimento exige uma integração de diferentes domínios de design e colaboração eficaz entre todas as disciplinas de engenharia envolvidas no desenvolvimento de aeronaves. Isso vai além dos sistemas de propulsão, abrangendo áreas como fluidodinâmica, térmica, mecânica, dinâmica, acústica, entre outras. Os dados de engenharia desses sistemas interligados devem ser compartilhados eficientemente entre as equipes para permitir que os projetistas trabalhem de forma eficaz em seus ambientes de desenvolvimento nativos. Uma maneira de alcançar essa colaboração eficaz é por meio do uso de ferramentas de digitalização disponíveis no portfólio Siemens Xcelerator,¹⁵ que inclui software, hardware e serviços integrados. As soluções de simulação e teste Simcenter, parte desse portfólio, são projetadas para eliminar barreiras entre disciplinas e fornecer um conjunto de design integrado capaz de apoiar equipes multidisciplinares de engenharia aeroespacial. Essas soluções ajudam a modelar, analisar e testar o impacto de fontes alternativas de energia e sistemas de propulsão. Em resumo, permitem a criação de um gêmeo digital baseado em física (Figura 3). Figura 3. Usando o Simcenter, os engenheiros podem construir um gêmeo digital para prever com precisão o desempenho da aeronave, otimizar projetos e inovar com maior rapidez e confiança. Dentro do ambiente Simcenter, os recursos de modelagem de simulação de sistemas possibilitam a avaliação de arquiteturas de motores, turbinas a gás, armazenamento de combustível, células de combustível, baterias e outros componentes, incluindo seu peso (Figura 4).¹⁶ Figura 4. O modelo Simcenter Amesim permite que os engenheiros avaliem o ciclo termodinâmico do turbofan movido a hidrogênio. Os engenheiros podem aproveitar simulações paralelas de fluidos, simulações térmicas e mecânicas 3D, além de recursos de design assistido por computador (CAD) para projetar cada um desses subsistemas. Dessa forma, podem lidar com desafios como a manipulação de combustíveis criogênicos, a combustão de hidrogênio e medição da temperatura de entrada da turbina, assim como o desempenho de durabilidade e resposta dinâmica do sistema, entre outros. Várias físicas avançadas são fornecidas em modelos Simcenter robustos e validados (Figura 5). O fluxo de trabalho do projeto é executado em fluxos de trabalho automatizados e explorações de espaço de projeto para lidar com conflitos entre diferentes disciplinas. Componentes como queimadores, pás, conjuntos, motores, subsistemas e, finalmente, a aeronave como um todo podem ser projetados de maneira semelhante para atender a diferentes requisitos de design. Figura 5. Esta renderização de exploração de projeto multidisciplinar de um sistema de propulsão criogênico híbrido com queima de hidrogênio foi gerada usando as ferramentas de software Simcenter 3D, Simcenter STAR-CCM+, Simcenter Amesim e HEEDS, representando com precisão a aeroelasticidade do projeto. Os modelos Simcenter – incluindo aqueles desenvolvidos em conjunto com parceiros da Siemens – são gerados e executados com fidelidade do mundo real para permitir que as empresas aeroespaciais projetem e forneçam sistemas do mundo real (figura 6). Os resultados do Simcenter podem ser combinados com o portfólio Siemens Xcelerator para levar em conta também a capacidade de fabricação de componentes e sistemas. Figura 6. Esta exploração de projeto multifísico de um queimador micromix H2 aproveita o NX CAD, o Simcenter STAR-CCM+ e o Simcenter 3D conduzido pela ferramenta de otimização automatizada HEEDS. (fonte: B&B AGEMA, RWTH Aachen e Kawasaki) Conclusão Empresas como a Siemens Energy,¹⁷ Rolls-Royce¹⁸ e Airbus¹⁹ estão realizando avaliações abrangentes e, em alguns casos, concebendo protótipos de aeronaves movidas a hidrogênio e híbridas de hidrogênio. No entanto, é crucial compreender que a transição para fontes de energia sustentáveis vai além da simples modificação das aeronaves. Essa transição marca o início de uma jornada de décadas para reimaginar as configurações das aeronaves e enfrentar desafios que incluem cadeias de suprimentos, produção de energia, redes de distribuição e logística, sistemas de abastecimento nos aeroportos e muito mais (Figura 7). Figura 7. Abandonar os combustíveis fósseis requer a modernização das redes de produção e logística de energia, incluindo sistemas de distribuição de combustível nos aeroportos. O portfólio Siemens Xcelerator e as ferramentas Simcenter têm como foco apoiar os esforços de digitalização necessários para escalar a indústria da aviação em direção a um futuro sustentável. Na CAEXPERTS (parceira tecnológica Siemens especializada em simulação computacional multifísica), reconhecemos a urgência da transição para a aviação sustentável. O desenvolvimento de aeronaves movidas a hidrogênio e outros sistemas de propulsão de baixo carbono é crucial para enfrentar os desafios ambientais que nossa sociedade enfrenta. Com uma equipe de especialistas em CAE (Engenharia Assistida por Computador) e recursos de alto desempenho na nuvem, estamos prontos para liderar essa revolução na indústria aeroespacial. Nossos serviços de simulação computacional e engenharia avançada estão preparados para enfrentar a complexidade dos projetos de aeronaves sustentáveis. Ajudamos as indústrias a elevar seu grau de inovação, aumentar sua competitividade e alcançar uma operação mais eficiente. Se você está comprometido com a inovação e busca soluções para os desafios da aviação sustentável, entre em contato conosco. Agende uma reunião com a CAEXPERTS e descubra como nossos serviços podem impulsionar seus projetos e acelerar a transição para a aviação do futuro. Vamos construir um futuro mais limpo e sustentável juntos. Referências https://bit.ly/3CxFPTC https://www.spikeaerospace.com/how-many-passengers-are-flying-right-now/ https://www.bbc.com/future/article/20210401-the-worlds-first-commercial-hydrogen-plane https://aerospaceamerica.aiaa.org/features/faith-in-batteries/ https://www.plm.automation.siemens.com/global/en/our-story/customers/bye-aerospace/78928/ https://www.siemens-energy.com/global/en/offerings/renewable-energy/hydrogen-solutions.html https://www.airbus.com/en/innovation/zero-emission/hydrogen https://afdc.energy.gov/fuels/hydrogen_production.html https://www.energy.gov/eere/fuelcells/hydrogen-storage https://www.plm.automation.siemens.com/global/en/our-story/customers/siemens-energy/93022/ https://www.plm.automation.siemens.com/global/en/our-story/customers/b-b-agema/98716/ https://webinars.sw.siemens.com/en-US/simulation-for-digital-testing-with-bb-agema/ https://webinars.sw.siemens.com/en-US/aerospace-defense-aircraft-propulsion-system-simulation https://www.airbus.com/en/innovation/zero-emission/ hydrogen/zeroe https://www.siemens.com/global/en/products/xcelerator.html https://www.plm.automation.siemens.com/global/en/products/simcenter/ https://www.siemens-energy.com/global/en/offerings/renewable-energy/hydrogen-solutions.html https://www.airbus.com/en/innovation/zero-emission/hydrogen https://www.rolls-royce.com/innovation/net-zero/decarbonising-complex-critical-systems/hydrogen.aspx

Como a digitalização da engenharia abriu novas soluções para antigos problemas da medicina. A biomecânica sempre buscou compreender as complexas interações entre os sistemas biológicos e mecânicos, desvendando como os organismos se movem, como seus tecidos e estruturas se adaptam às demandas físicas, e como esses princípios podem ser aplicados em diversas áreas, incluindo a medicina, o esporte, a ergonomia e a engenharia. Através da análise das forças, momentos, movimentos e respostas dos sistemas biológicos, a biomecânica contribui para melhorar a compreensão do funcionamento do corpo e para o desenvolvimento de soluções e tecnologias que beneficiam a saúde, o desempenho humano e a qualidade de vida. O desafio da biomecânica em auxiliar a medicina e odontologia sempre foi grande, desenvolvimento de materiais adequados, experimentação de geometrias, fabricação de protótipos e da peça final. Para tentar fazer isso de forma ágil a engenharia tradicional lançou mão de estratégias como teste em réplicas de estruturas humanas, simplificações matemáticas de modelos e soluções do tipo “one size fits all”. Hoje, com a digitalização da engenharia é possível realizar o design de um produto de forma totalmente virtual, agilizando as etapas de produção, desde o desenho, passando por testagem até a manufatura. Dadas as limitações, no passado, as empresas médicas estavam limitadas a executar apenas algumas iterações de design, aceitando compromissos em suas criações. No entanto, a era atual é marcada pela capacidade de otimizar projetos através da execução inúmeras iterações, buscando incansavelmente o design ideal. Com avanços em tecnologia, materiais e métodos de fabricação, a próxima geração de dispositivos médicos está se tornando mais acessível, confortável e rápida de produzir. Veja o exemplo da revolução que os produtos da Siemens geram no desenvolvimento de próteses. As novas fronteiras das próteses Os dispositivos protéticos atuais estão passando por avanços constantes em complexidade e personalização. Para se manterem competitivas dentro de um cenário altamente desafiador, as empresas devem buscar inovações nos produtos e processos de design. É necessário considerar custo, conforto e personalização no aprimoramento dos produtos para atender às necessidades dos clientes. Um exemplo de necessidade é o seguinte, à medida que um paciente amputado cresce, sua prótese precisa se adaptar ao aumento do tamanho do membro. Esse crescimento é um desafio que pode dificultar o acesso das crianças a próteses desde cedo. O custo atual de substituir uma prótese anualmente é proibitivo para muitos pacientes. A solução reside em encontrar maneiras de reduzir os custos das próteses e tornar esses dispositivos mais acessíveis a todos. Além disso, sabemos que cada paciente possui particularidades em sua anatomia, e, enquanto as próteses ajustáveis suprem as necessidades dos pacientes, a capacidade de digitalizar a geometria da região na qual a prótese será encaixada e desenhar um modelo de prótese customizado para cada paciente faz com que o encaixe seja sempre bom e a prótese seja confortável desde o primeiro uso, isso sem contar as possibilidades de otimização em próteses submetidas a ambientes de alto desempenho, como lâminas protéticas para atletas. Como podemos transformar esse processo Com seu conjunto integrado de ferramentas, a Siemens permite que as empresas reduzam os custos das próteses, ofereçam recursos personalizados e melhorem a eficiência de seus produtos. A abordagem de design virtual proporcionada pelo NX possibilita que pacientes em todo o mundo tenham acesso a dispositivos protéticos sem a necessidade de consultas presenciais. Os softwares da Siemens abrem inúmeras oportunidades para o desenvolvimento de próteses, tornando o processo mais ágil e acessível para aqueles que dependem desses dispositivos. O NX oferece uma variedade de ferramentas fáceis de usar para modelagem de superfície. O software NX Realize Shape é uma solução de design acessível para criação avançada de formas. Para atletas, as próteses podem ser adaptadas com precisão para se adequar à forma específica do corpo, melhorando o desempenho com o auxílio das ferramentas flexíveis de design do NX. Este software permite que os designers criem formas refinadas ao subdividir um corpo inicial em detalhes específicos, proporcionando recortes precisos e extrusões de geometria. A manufatura aditiva e outras tecnologias de produção prosperam com a abordagem inovadora do Realize Shape para o desenvolvimento de formas. O NX eleva a manufatura aditiva a um novo patamar, expandindo significativamente a gama de produtos que podem ser fabricados. A fabricação aditiva no NX possibilita a criação de próteses leves, duráveis e respiráveis. A automação de design substitui processos intensivos em mão de obra que envolvem traduções entre várias ferramentas de design. As ferramentas integradas permitem que a digitalização 3D seja incorporada diretamente no projeto do soquete, automatizando o processo e resultando em um soquete de alta qualidade, repetível e personalizado para cada cliente. A integração do NX com o CAE (Engenharia Auxiliada por Computador - Computer Aided Engineering) possibilita projetos altamente otimizados. O software HEEDS, por exemplo, é uma ferramenta que viabiliza o design orientado a simulação. O HEEDS pode se conectar todas as ferramentas CAD e CAE, acelerando a inovação no processo de desenvolvimento de produtos. “O HEEDS acelera o processo de desenvolvimento de produtos automatizando fluxos de trabalho de análise (Automação de Processos), maximizando os recursos computacionais de hardware e software disponíveis (Execução Distribuída) e explorando com eficiência o espaço de projeto para soluções inovadoras (Pesquisa Eficiente), enquanto avalia os novos conceitos garantido que o desempenho dos requisitos sejam atendidos (Insight & Discovery).” O Simcenter 3D, por sua vez, é uma solução de design totalmente integrada, auxiliada por computador, para desafios de engenharia complexos. Este software oferece recursos avançados de modelagem 3D e simulação eficaz para obter uma melhor compreensão e aperfeiçoar o desempenho geral dos produtos. No contexto citado de uma lâmina protética para atletas, o Simcenter 3D e o HEEDS podem ser usados para aprimorar a simulação de desempenho antes que o produto seja submetido a condições reais de competição. O desempenho do produto é de suma importância. Optar pela utilização destes softwares permite que as empresas utilizem diversos fluxos de trabalho de design integrados para testar o desempenho do produto antes de chegar às mãos dos clientes. Produzir um design que alcance um desempenho ideal com maior eficiência melhora a qualidade geral de uma empresa. O futuro com o uso do NX, Simcenter 3D e HEEDS possibilita o crescimento nas participações de mercado com menores custos de desenvolvimento e produtos de maior qualidade. De forma geral, o uso destes softwares integrados possibilita um design mais confortável, confiável e acessível ao paciente, enquanto implica em redução de custos para a empresa. Quer saber mais? 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Olá a todos! Em um mundo em constante evolução, onde a eficiência operacional, a redução de custos e a diminuição das emissões se tornaram prioridades cruciais para as empresas de Energia e Utilidades (E&U), a tecnologia está desempenhando um papel fundamental. E neste cenário, a simulação está liderando a revolução. Em nosso mais recente vídeo, mergulharemos fundo no universo da simulação e como ela capacita as decisões baseadas em dados que impulsionam a inovação e cortam custos. É a maneira mais inteligente de enfrentar os desafios da E&U nos dias de hoje. As empresas de E&U enfrentam pressões intensas para aprimorar a eficiência operacional e, ao mesmo tempo, reduzir custos e emissões. Nosso vídeo revela como as avançadas soluções de simulação e testes em engenharia podem: Fornecer análises e insights de engenharia completos em um portfólio integrado. Abranger todas as fases do desenvolvimento de ativos e sistemas de energia. Melhorar a colaboração entre equipes de simulação e outras disciplinas de engenharia. Possibilitar designs superiores, enquanto reduzem os prazos e custos de prototipagem. Auxiliar engenheiros a identificar inovações em plantas e ativos que aceleram a descarbonização. Independentemente das rápidas mudanças nas condições de mercado, a simulação pode ajudar o seu negócio a conquistar melhorias contínuas em toda a cadeia de fornecimento de energia. A indústria de energia enfrenta volatilidade constante nos preços e no abastecimento, bem como a necessidade premente de reduzir as emissões. Para prosperar nesse ambiente em constante transformação, as empresas de energia podem maximizar sua inovação por meio do poder da simulação multifísica. Examinaremos como a simulação ajuda as empresas a dominar sua complexidade, obtendo resultados confiáveis e operações sustentáveis. Quer você queira alcançar avanços em engenharia de processos químicos ou descarbonizar sua cadeia de suprimentos, a simulação capacita seus engenheiros com insights que impulsionam a inovação. Modelos de dados de simulação baseados em física definem designs ótimos para novos ativos de energia, e, quando combinados com um gêmeo digital de circuito fechado, seus engenheiros podem compreender e prever melhor o comportamento do sistema, levando a designs aprimorados e produção otimizada. A promoção da equipe e da colaboração é fundamental, e nossa solução de simulação baseada em nuvem conecta equipes de engenharia para promover o trabalho em equipe e a colaboração. Integra e retém a análise de saída da simulação em um gêmeo digital compartilhado. Com informações críticas instantaneamente acessíveis às partes interessadas-chave, a tomada de decisões e a execução melhoram drasticamente. Descubra como o seu negócio pode alcançar seus objetivos de sustentabilidade assistindo ao nosso vídeo. Nós convidamos você a explorar as possibilidades infinitas que a simulação oferece para o setor de energia e utilidades. Assista ao vídeo agora e comece sua jornada em direção a operações mais eficientes, resultados mais confiáveis e um futuro mais sustentável. Junte-se a nós nesta emocionante exploração da simulação no desenvolvimento e otimização de sistemas de energia. É hora de moldar o futuro da indústria de E&U com o poder da simulação. Agende agora uma conversa com a CAEXPERTS, parceira tecnológica da SIEMENS Digital Industries Software, especialista em simulações multifísicas complexas que impulsionam o desenvolvimento tecnológico.

Trabalhar com grandes montagens pode ser um desafio. Se você trabalhou em uma montagem grande com 500 ou mais peças, provavelmente está familiarizado com lentidão do software e até mesmo travamentos que podem ocorrer com essas montagens maiores. Felizmente, o Solid Edge oferece diversas técnicas que você pode empregar para melhorar o desempenho ao lidar com montagens grandes. O Solid Edge suporta um modo de montagem grande. Um modo no qual vários aplicativos e configurações de exibição foram ajustados para fornecer melhor desempenho em montagens grandes. Uma nova opção foi adicionada à página Opções > Abrir Montagem Como do Solid Edge para aplicar/substituir automaticamente diversas configurações de usuário e documento que melhorarão o desempenho. As configurações feitas para este modo serão aplicáveis ​​apenas ao contexto dos documentos de montagem grandes e à sua estrutura em árvore. Outros documentos não tão grandes usarão as configurações padrão definidas pelo usuário e pelos documentos. O modo de montagem grande é definido com base no tamanho da montagem que ultrapassa o limite definido em pelas opções de abertura de montagem. Este modo pode ser visto em Home no painel Modos, Você pode usar uma caixa de seleção para entrar e sair do modo de montagem grande. O modo Grande montagem é aplicado em Abrir arquivo de montagem, Colocar parte de uma montagem ou componente grande no ASM ativo, Editar abertura de uma submontagem grande e Editar abertura de montagem a partir de Rascunho. Configurações de exibição Reflexos do chão Alta qualidade Projetar sombras Sombras do chão Sombras ambientais Silhuetas Desvanecimento da profundidade Configurações do display Configurações > Opções > Guia Exibir Exibir sombras projetadas durante operações de visualização = DESLIGADO (o padrão é Desativado, mas evita que o usuário modifique) Processar arestas ocultas durante operações de visualização = DESLIGADO Ver transições = DESLIGADO Nitidez automática = DESLIGADO (o padrão é Desativado, mas evita que o usuário modifique) Brilho definido como 0 (considere uma caixa de seleção) Usar sombreamento no destaque = DESLIGADO Usar sombreamento na seleção = DESLIGADO Configurações > Opções > Montagem Escureça os componentes circundantes quando uma seleção é feita na relação pf = DESLIGADO Desativar componentes ocultos e não utilizados a cada XXX minutos = LIGADO Destacando localização rápida de partes usando exibição de caixa Localização rápida usando exibição de caixa Você pode melhorar o desempenho de montagens grandes definindo a opção Localização rápida usando exibição de caixa na guia Montagem da caixa de diálogo Opções . Quando você pausa o cursor sobre uma peça na montagem, ela será destacada usando uma caixa de intervalo retangular, em vez de todos os elementos de exibição gráfica da peça. Localização rápida usando display de caixa para montagens Quando marcada, as submontagens são exibidas usando uma caixa de intervalo retangular (A) em vez dos elementos de exibição gráfica da geometria (B). Definir esta opção melhora o desempenho de exibição ao destacar e selecionar componentes em uma montagem. Esta configuração deve ser considerada uma opção ao trabalhar com montagens grandes. Localização rápida quando estiver no pathfinder Definir a opção Localização rápida quando estiver sobre o Pathfinder na guia Montagem na caixa de diálogo Opções também permite melhorar o desempenho. Ao definir esta opção, o nome do componente da montagem é exibido no campo de mensagem quando você passa o cursor sobre o nome do componente no Pathfinder , mas não é destacado na janela gráfica. Quando você desmarca esta opção, o componente da montagem é destacado na janela gráfica quando você passa o cursor sobre o nome do componente no Pathfinder . O Solid Edge contém muitas opções configuráveis ​​pelo usuário que ajudam a melhorar o desempenho interativo com montagens grandes. Veja o video a seguir para ver na integra como é simples: Se você deseja extrair o máximo proveito do Solid Edge e das inovações tecnológicas que a CAEXPERTS pode oferecer, não espere mais para melhorar o desempenho dos seus projetos. Estamos prontos para ajudar você a otimizar seus processos de engenharia e design. Não perca a oportunidade de dar um salto na eficiência e na produtividade. Agende agora mesmo uma reunião com a equipe de especialistas da CAEXPERTS e descubra como podemos elevar o seu trabalho a um novo patamar. Clique no botão abaixo para agendar a sua reunião e embarque na jornada rumo ao sucesso tecnológico com a CAEXPERTS!

Como a engenharia digital impulsiona a eletrificação? Os veículos híbridos vêm sendo desenvolvidos como uma forma de mobilidade alternativa para cumprir as crescentes regulações internacionais para um futuro sustentável. Nesse cenário de grandes mudanças nas políticas e evolução tecnológica acelerada, um modelo digital é fundamental para manter tempos de desenvolvimento competitivos, identificar gargalos de projeto ainda nas fases iniciais e reduzir ou eliminar o custo de construção de protótipos desnecessários. Construção de Modelos Considere o cenário inicial de um projeto de eletrificação: tenho as especificações do meu veículo, uma variedade de componentes para avaliar e ainda diversas configurações possíveis para o arranjo desses componentes. Como analisar o impacto dessas escolhas no desempenho final? Tradicionalmente, os engenheiros responsáveis usam heurísticas para reduzir o universo de decisões a um punhado de possibilidades, que podem então ser avaliadas pela equipe nas semanas inicias do projeto. Alternativamente, é possível montar uma representação digital do sistema no Simcenter Amesim, como na simulação abaixo. Configuração de um veículo híbrido paralelo Configuração de um veículo híbrido série A configuração dos componentes a partir de dados comerciais permite avaliar rapidamente as principais métricas do sistema em diferentes cenários. Para a comparação de desempenho entre as duas arquiteturas escolhemos três ciclos de condução representativos de condições reais: Urban Dynamometer Driving Schedule (UDDS): teste padronizado estadunidense que representa condições urbanas de condução Highway Fuel Economy Test cycle (HWFET): ciclo de condução em rodovias com perfil de alta velocidade usado para determinar as taxas de economia de combustível de veículos leves Meu caminho diário ao trabalho: o ciclo é gerado automaticamente pelo Amesim através de dados públicos de GPS e tráfego. De maneira geral, o motor de uma configuração paralela pode ser menor do que o utilizado em uma arquitetura série, pois transfere trabalho direto às rodas sem perder energia para conversão eletromecânica. Para esse estudo, o mesmo motor foi utilizado nas duas configurações, e os demais componentes foram escolhidos para serem o mais parecidos quanto possível. Análise Após alguns segundos de simulação obtemos um sumário conciso do desempenho das configurações em cada ciclo. Em uma análise rápida podemos perceber que a arquitetura série é um pouco mais eficiente em condições de direção urbana. Além disso, os resultados do ciclo de direção obtidos por GPS são condizentes com os obtidos pelo UDDS. Outro parâmetro crítico é o consumo e economia de energia da bateria durante o ciclo de direção. Isso é chamado de SOC (State of Charge). As baterias são recarregadas durante frenagens ou quando o SOC atinge certos limites, determinados pela estratégia de controle escolhida. O que tudo isso significa? Como visto acima, o Simcenter Amesim representa o sistema do veículo elétrico por um diagrama compreensível e altamente personalizável, que permite uma determinação rápida de subsistemas do veículo a partir de dados comerciais para validação rápida de novos componentes e configurações em etapas de pré-projeto. Em etapas mais avançadas, é possível detalhar as estratégias de controle e curvas de desempenho de componentes críticos, como baterias e motores, para uma simulação de fatores críticos — por exemplo, aquecimento e demanda energética. Tudo isso permite avaliar o funcionamento do projeto em condições próximas às reais desde as etapas iniciais. A única maneira de balancear uma grande quantidade de variáveis é considerá-las de maneira abrangente desde o começo do processo. No mundo digital, a avaliação de diversos cenários é otimizada para economizar o tempo de trabalho da equipe, diminuir o tempo para o mercado do produto final e permitir decisões de projeto baseadas em evidências, resultando em maior valor agregado ao produto final. Para além da modelagem de sistemas, quando os aspectos geométricos e distribuição espacial das grandezas envolvidas são relevantes, a engenharia digital emprega prototipagem virtual multifísica em 3 dimensões, considerando efeitos fluidodinâmicos, térmicos, químicos, estruturais, acústicos, eletromagnéticos, materiais complexos, formas construtivas e processos de manufatura. Consulte agora a CAEXPERTS para saber mais como você podemos ajudar a sua empresa a impulsionar a inovação e competitividade tecnológica. Vamos conversar sobre CAE?