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Apresentamos neste post um CASE de sucesso tecnológico da CNPEM (Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais) sobre o projeto Sirius, um avançado acelerador de partículas de 4ª geração localizado no Brasil. O autor, Vitor Pereira Soares, é membro do grupo Magnets do CNPEM, e descreve a modelagem magnética utilizada no design de uma superbend com tecnologia de ímãs permanentes, utilizando o software Simcenter MAGNET da Siemens. A superbend desempenha um papel crucial no acelerador Sirius, permitindo o guia dos elétrons e a emissão de luz síncrona. A utilização dessa tecnologia inovadora demonstra o compromisso do CNPEM em adotar e desenvolver tecnologias de ponta. A seguir, você encontrará todos os detalhes desse projeto e como o Simcenter MAGNET contribuiu para o sucesso do mesmo. Modelagem magnética para o design de uma superbend com tecnologia de imãs permanentes Otimizando o fluxo magnético e a energia crítica no acelerador de partículas brasileiro com o Simcenter MAGNET O Projeto Sirius do CNPEM é um acelerador de partículas de 4ª geração, apresentando uma das fontes de luz síncrona mais avançadas do mundo. A superbend do Sirius desempenha um papel crucial ao guiar os elétrons no acelerador e permitir a emissão de luz. Para projetar a superbend, o CNPEM adotou uma abordagem inovadora, utilizando a tecnologia de ímãs permanentes e otimizando-a com o software Simcenter MAGNET da Siemens. O resultado é um dipolo magnético capaz de gerar campos magnéticos mais fortes, demonstrando o compromisso do CNPEM em adotar e desenvolver tecnologia de ponta. Introdução O Projeto Sirius é um marco na pesquisa científica brasileira, abrindo novas perspectivas para a pesquisa em áreas como ciência dos materiais, nanotecnologia, física e muitos outros. Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM) No final da década de 1980, pesquisadores brasileiros construíram a primeira fonte de luz síncrotron do hemisfério sul no Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS). Este acelerador de partículas visava avançar campos tecnológicos críticos no Brasil. Após décadas de conhecimento acumulado, o Projeto Sirius foi desenvolvido como um sucessor incrivelmente sofisticado do acelerador original, com competitividade mundial. Espera-se que o Sirius facilite centenas de projetos de pesquisa acadêmica e industrial anualmente, envolvendo milhares de pesquisadores, e contribua para a solução de desafios científicos e tecnológicos significativos, como desenvolvimento de novos medicamentos e tratamentos para doenças, criação de novos fertilizantes, cultivo de espécies vegetais mais resistentes e adaptáveis, e tecnologias inovadoras para agricultura, fontes de energia renováveis e muitas outras aplicações potenciais com impactos econômicos e sociais significativos. Auxiliando na construção deste acelerador de quarta geração, o Simcenter MAGNET foi empregado para projetar os ímãs e onduladores. Projeto Sirius Sirius é uma das maiores e mais poderosas máquinas de seu tipo no mundo. Possui um feixe de energia de 3 bilhões de elétrons-volts, e seu conjunto de ímãs, como o superbend e o ondulador delta, desenvolvidos com o software Simcenter MAGNET, permite fornecer raios-X duros em uma energia crítica de 19keV, aumentando sua a confiabilidade e abrindo novos horizontes de experimentação. Funcionamento do Sirius O feixe de elétrons é gerado pelo aquecimento de uma liga metálica, excitando os elétrons do material, que são enviados para uma estrutura de aceleração e para um anel armazenador. Os elétrons viajam em tubos de vácuo quase à velocidade da luz, e suas trajetórias são guiadas por campos magnéticos, fornecidos por ímãs multipolares ao longo do caminho, como o dipolo superbend; a rede magnética de Sirius é composta por mais de mil ímãs. Rede magnética de Sirius e sua composição magnética: dipolo, quadrupolos e sextupolos; no canto inferior direito está o dispositivo de inserção Luz síncrotron Sirius é uma máquina que acelera elétrons para produzir a chamada "luz síncrotron", usada para estudar as estruturas atômicas da matéria. A luz síncrotron é um tipo de radiação eletromagnética, composta por frequências que vão do infravermelho aos raios-X. Os dispositivos de inserção, estruturas magnéticas compostas por vários campos dipolares alternados, como os Onduladores Delta (também projetados com ímãs permanentes) em desenvolvimento, permitem uma luz um milhão de vezes mais brilhante do que a de seu acelerador antecessor (UVX), e expande seu alcance para os raios-X duros que permitem que a penetração em materiais ainda mais espessos. Benefícios da luz síncrotron Permite o estudo de estruturas atômicas e moleculares; O amplo espectro da luz síncrotron permite uma larga gama de análises; O alto brilho torna os resultados e a investigação do material muito rápidos; Permite o projeto de novos materiais com propriedades específicas. A superbend magnética Um novo modelo para dipolos Sirius assume a forma de uma superbend: um dipolo magnético permanente à temperatura ambiente, capaz de fornecer raios-X duros com uma energia crítica de 19 keV. O software Simcenter MAGNET foi utilizado para projetar e estudar o comportamento do fluxo magnético nos dipolos. Este é o primeiro dipolo deste tipo a usar ímãs permanentes. A experiência com ímãs permanentes remonta a 2005, com o projeto de um ondulador elíptico polarizador para produzir radiação. Ao longo dos anos o conhecimento foi amadurecendo e um dipolo de alto campo foi proposto, um dipolo de ímãs permanentes de 2T capaz de atingir uma energia crítica crítica de 12 keV na produção de luz. Após algumas revisões do projeto, a superbend projetada com o MAGNET expandiu essa capacidade para um campo magnético máximo de 3,18 T e produção de luz síncrotron de 19keV. O maior "brilho" permite o estudo de materiais mais densos. A atualização do projeto da superbend, além de aumentar a energia crítica da luz, aumenta em um fator de 40 o fluxo de fótons em altas energias; o aprimoramento torna a luz gerada capaz de penetrar mais profundamente e com uma resolução maior do que os antigos dipolos. A forma em C facilita o acesso para medições e manutenção, e os blocos de fluxo de retorno na lateral do ímã podem ser movidos para alterar o espaço de ar entre eles. Esta folga de controle pode ser ajustada mesmo após a instalação dos ímãs na rede e será usada em caso de desmagnetização dos blocos magnéticos permanentes. Projeto magnético do superbend Um ímã especial NdFeB com maior coercividade, revestido com NICUNI + Epóxi, com tolerância mecânica de ±0,05 mm para as dimensões do bloco e tolerâncias de magnetização de 1° na direção e 0,1% na amplitude, é usado no ímã para permitir a montagem de alta precisão e repetibilidade de campo integrado para todos os ímãs. Projeto magnético Vários delineamentos foram avaliados para o dipolo central da rede Sirius. Devido à interação entre os ímãs, decidiu-se usar um núcleo compartilhado para três dipolos, formando um único dipolo referido como BC. O setor de alto campo BC é formado por um polo de Ferro-Cobalto cercado por blocos magnéticos permanentes NdFeB. Devido à saturação do polo, é possível obter valores de densidade de fluxo magnético maiores que a magnetização remanescente dos blocos. O ferro-cobalto foi escolhido por apresentar maior magnetização de saturação que o aço carbono. Além disso, a união dos três dipolos em um único ímã economizou espaço e permitiu a colocação de blocos magnéticos permanentes no espaço entre os setores de alto e baixo campo para aumentar o fluxo no polo Ferro-Cobalto. Essas mudanças fizeram com que a densidade máxima de fluxo magnético do setor de alto campo aumentasse de 2 T para 3,18 T, o que aumentou a energia crítica dos fótons de 12 keV para 19 keV. O addon do MAGNET para otimização de projeto possibilita o uso de algoritmos avançados que podem encontrar valores ótimos para diferentes variáveis de projeto nas restrições especificadas. O recurso foi usado para modelar a geometria dos ímãs permanentes não apenas na curva BC da superbend, mas também nos outros ímãs do sistema, como os demais dipolos, quadrupolos e sextupolos. Simcenter MAGNET Suite MAGNET é uma poderosa ferramenta de simulação de campo eletromagnético para prever com precisão o desempenho de qualquer componente com ímãs permanentes ou bobinas. Sua modelagem avançada de materiais considera nãolinearidades, dependências de temperatura, desmagnetização de ímãs permanentes, perda de histerese e efeitos anisotrópicos. Esse recurso permite a análise de vários efeitos, como a desmagnetização de ímãs permanentes, a verificação de sua vida útil, a análise de perdas dependentes da frequência em peças finas, reduzindo o tempo de solução, e contabilizando todas as perdas para um balanço de energia preciso. Além disso, o MAGNET oferece uma interface amigável e intuitiva, permitindo que os usuários realizem análises detalhadas, otimizem seus projetos e obtenham resultados precisos eficientemente. Análise de densidade de fluxo no Simcenter MAGNET As simulações magnéticas foram realizadas utilizando o software Simcenter MAGNET. A simulação investiga o perfil longitudinal da densidade de fluxo magnético do dipolo. Com o gradiente longitudinal obtido com esta nova versão foi possível reduzir a emitância do feixe em aproximadamente 10%. A tabela abaixo resume os resultados da simulação para a variação das componentes de campo magnético do dipolo e quadrupolo dado o deslocamento dos polos de baixo campo e polos flutuantes. Como visto, o deslocamento transversal dos polos de baixo campo pode ser usado para ajustar o campo integrado do ímã. Embora esse deslocamento também afete o gradiente quadripolar, este componente pode ser corrigido com a rotação dos polos flutuantes. Com o fechamento da folga de controle, cujo valor nominal é de 3,2 mm, é possível obter um aumento de 0,1% tanto no componente integrado do campo dipolo quanto no quadrupolo. Densidade de fluxo magnético vertical simulada na posição transversal central da superbend. Conclusão O uso de ímãs permanentes na nova tendência de aceleradores de campos mais altos é uma opção viável. Vários projetos de ímãs permanentes foram propostos e prototipados e o dipolo superbend está instalado na rede Sirius. O modelo magnético e mecânico foram cuidadosamente planejados assumindo altos desafios na montagem e medições, bem como os possíveis efeitos da variação de temperatura. Os danos causados pela radiação também foram considerados, e o SmCo foi uma opção, mas o NdFeB oferece maior campo e está sendo usado em dispositivos de inserção há muito tempo. Também foi importante considerar algumas flexibilidades no modelo para compensar possíveis variações na permeabilidade dos materiais, magnetização dos blocos dos ímãs permanentes, temperatura e erros mecânicos. O projeto foi um sucesso e o Sirius está operando com as superbend de 3,2 T há mais de dois anos. Sobre o autor Vitor Pereira Soares é bacharel em física pela Unicamp e técnico em mecatrônica. Ingressou no CNPEM em 2011, tendo participado de diversos projetos de pesquisa e desenvolvimento em instrumentação científica. Atualmente é membro do grupo Magnets, onde trabalha no desenvolvimento de dispositivos de inserção e sistemas de caracterização magnética. Referências: J. Citadini, L. N. P. Vilela, R. Basilio and M. Potye, "Sirius-Details of the New 3.2 T Permanent Magnet Superbend," in IEEE Transactions on Applied Superconductivity, vol. 28, no. 3, pp. 1-4, April 2018, Art no. 4101104, doi: 10.1109/TASC.2017.2786270. L. N. P. Vilela et al., "Status Report of Sirius Delta Undulator," in IEEE Transactions on Applied Superconductivity, vol. 32, no. 6, pp. 1-5, Sept. 2022, Art no. 4101305, doi: 10.1109/TASC.2022.3160941. Faça o download deste case em PDF (inglês) Gostou e quer saber mais sobre o assunto? Não deixe de conferir nosso material completo sobre o Simcenter MAGNET. 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"Engenharia de Sistemas Baseada em Modelo" em ação O portfólio Xcelerator da Siemens está liderando a tarefa de reunir engenheiros de sistemas, designers e engenheiros de simulação para conceituar, desenvolver, fabricar e colocar em operação com confiança produtos que atendam aos seus requisitos de projeto. Vamos ver como nossos colegas imaginários Ed e Sam trabalham juntos para especificar e verificar um sistema de freios como parte de um novo projeto de veículo. É uma história bastante familiar – alguns engenheiros projetam um subsistema que faz o trabalho necessário, mas depois são solicitados a fazer a mesma coisa a um custo menor. Agora eles precisam gastar tempo para: Encontre ou recrie seus modelos e dados de simulação originais Revise o design e procure maneiras mais baratas de obter o mesmo desempenho Execute mais simulações para verificar o desempenho Assim que uma solução for encontrada, comunique-a ao restante da equipe Felizmente para eles, o Siemens Xcelerator facilita: Ed e Sam usam o workflow de simulação para segmentação de desempenho, graças ao encadeamento digital no Teamcenter. O MBSE e o segmento digital não economizam apenas tempo, esforço e dinheiro Como Ed é imediatamente capaz de localizar o trabalho de análise que levou à seleção do projeto existente, ele também pode reutilizar o trabalho já feito para revisar esse projeto. Melhor ainda, como tudo está conectado ao encadeamento digital no Teamcenter, ele pode avaliar instantaneamente esse desempenho e validá-lo em relação aos requisitos, para que todas as partes interessadas vejam. Workflow de simulação totalmente integrado e gerenciamento de verificação em ação. Agora, a equipe de projeto pode gastar mais tempo com engenharia e menos tempo com logística e esforços repetidos – o que significa que eles podem entregar um trabalho de maior qualidade e tomar decisões mais bem informadas. Imagine o ganho de produtividade agregado se isso acontecer para toda a pletora de sistemas e subsistemas que compõem o design de um carro moderno? O pensamento sistêmico une sua organização É uma prática comum para engenheiros de sistemas trabalhar em um ambiente de modelagem de sistemas. Os projetistas mecânicos provavelmente estão usando uma solução de gerenciamento do ciclo de vida do produto (PLM) e sua equipe de simulação pode ter uma solução para processo de simulação e gerenciamento de dados (SPDM). Isso faz um digital thread? Não exatamente. A chave para liberar o potencial do segmento digital é que todo esse trabalho seja feito em uma plataforma comum. O backbone Siemens Teamcenter gerencia requisitos, engenharia de sistemas, CAD (PLM), simulação, teste físico (SPDM) e gerenciamento de verificação com rastreabilidade e visibilidade completas para todas as partes interessadas. Fundamentalmente, ter tudo isso em vigor possibilita 'fechar o ciclo' na verificação de requisitos, mantendo a rastreabilidade e a visibilidade para todas as partes interessadas. Pensamentos finais Existem muitos exemplos na história em que a falta de pensamento sistêmico levou ao fracasso do produto. Os sistemas EHR são um exemplo interessante porque qualquer pessoa que já foi tratada por um médico (e isso é praticamente todos nós) reconhecerá instantaneamente o valor de uma solução bem projetada, bem como algumas das possíveis armadilhas. Devemos continuar a abraçar tecnologias emergentes e futuras com uma mentalidade de pensamento sistêmico e trabalhar de forma colaborativa para criar produtos que não sejam apenas inovadores, mas também sustentáveis ​​e eficientes. Com a ajuda da engenharia de sistemas e a expertise de empresas como a Siemens, podemos criar um mundo onde a tecnologia sirva como uma força para o bem, promovendo um futuro sustentável e próspero para todos. Agende agora uma reunião conosco, a CAEXPERTS, e descubra como nossas soluções de workflows de simulação e digital thread podem ajudar a avançar o MBSE em seus projetos.

A indústria automotiva tem adotado a engenharia auxiliada por computador (CAE), o que reduz custos e tempos de entrega por meio da substituição do protótipo físico pelo virtual. Com o uso da tecnologia CAE, é possível simular veículos em um ambiente virtual, combinando um simulador de direção com um motorista profissional em uma configuração de "driver-in-the-loop", permitindo feedback subjetivo de testes realizados totalmente no campo virtual. A ferramenta Simcenter Tire é responsável por permitir feedback "driver-in-the-loop" no processo de desenvolvimento virtual, incluindo módulos de manuseio, temperatura e velocidade, curvas e envoltório. Habilitando a virtualização do desenvolvimento de veículos por meio de simulações de driver in the loop Acelerando o desenvolvimento de veículos por meio da engenharia virtual Nos últimos anos, a indústria automotiva adotou – e acelerou – uma transição da prototipagem física para a virtual. Como indústria, há um grande desejo de projetar produtos virtualmente, via engenharia auxiliada por computador (CAE), e assim reduzir significativamente o número de protótipos físicos criados ao longo do processo de design. Atingir esse objetivo reduz significativamente os prazos de entrega e os custos – portanto, os OEMs automotivos podem trazer produtos ao mercado de forma mais rápida e barata. Mais recentemente, a tecnologia CAE tornou-se suficientemente avançada para que as empresas possam executar simulações de veículos emparelhando um simulador de direção com um motorista profissional (ou seja, um Driver in the loop, ou setup DiL). Isso, por sua vez, significa que, pela primeira vez, os OEMs podem obter feedback subjetivo de testes realizados inteiramente no campo de testes virtual. Tal conquista não é um acidente. Em geral, existem muitos fenômenos que um motorista profissional pode 'sentir', mas não pode ser medido (ou pelo menos metrificado). Tradicionalmente, isso sempre forçou os engenheiros a confiar nos mesmos pilotos profissionais testando protótipos físicos em uma pista, após o que eles podem fornecer seu feedback subjetivo. No entanto, hoje, com a ajuda do Simcenter Tire, esse processo pode ser conduzido virtualmente, e o feedback subjetivo vital fornecido pelos motoristas pode ser fornecido extremamente cedo no processo de desenvolvimento do veículo, superando a barreira dos protótipos físicos necessários. Este processo foi mostrado em blogs publicados pela BMW e Continental. Simcenter Tire: um facilitador para feedback subjetivo Para habilitar os loops de feedback DiL no processo de desenvolvimento virtual, existem dois requisitos: um modelo de alta fidelidade e um modelo que resolva com rapidez suficiente para ser executado em uma simulação em tempo real. No entanto, essas coisas são naturalmente contrárias uma à outra: mais detalhes geralmente requerem mais tempo de computação. Para alcançar o equilíbrio ideal para a aplicação do usuário final, nosso modelo de pneu – MF-Tyre/MF-Swift – é composto de vários módulos: Principais aplicações do Simcenter Tire para cada módulo Como motorista, para obter a sensação mais realista possível, o ideal é habilitar todos os módulos acima. E para maximizar sua fidelidade, o módulo envelopamento é vital para as análises de durabilidade e conforto de condução. Envelopamento: um modelo complexo de contato rodoviário Nosso módulo de envelopamento é responsável tanto por estradas irregulares quanto por obstáculos na superfície da estrada. Ele funciona reconhecendo primeiro que, ao passar por cima de um obstáculo (e/ou uma superfície áspera), duas coisas ocorrem na área de contato: 1) a área de contato é alongada; e 2) o pneu 'engole' obstáculos. Ambos os efeitos levam ao fenômeno 'envolvente' dos pneus. Figura 1: Como encontrar a resposta envolvente a partir da resposta de comprimento e da capacidade de engolir obstáculos Os efeitos envolventes combinados podem ser vistos como o pneu atuando como mecanismo de filtragem , da perspectiva do centro da roda. Essa filtragem ocorre porque leva tempo (e distância) para que a área de contato do pneu ultrapasse totalmente os obstáculos. Além disso, a borracha atua efetivamente como um mecanismo de deglutição do obstáculo. Então, do ponto de vista do eixo da roda, os obstáculos não são tão pontiagudos: Figura 2: Filtro para encontrar a superfície efetiva da estrada Para levar em conta esse efeito, o módulo de envelopamento Simcenter Tire MF-Swift usa um filtro de estrada especial para determinar a superfície efetiva da estrada no centro da roda. Em seguida, essa superfície efetiva da estrada é usada como entrada para o modelo MF-Swift. O filtro funciona usando ressaltos elípticas rígidas. Eles estão posicionados nas bordas dianteira e traseira da área de contato e podem se mover verticalmente livremente ao encontrarem obstáculos. Para máxima precisão, mais ressaltos podem ser utilizados e são inseridos ao longo do comprimento/largura do patch de contato. Claro, há uma compensação na eficiência computacional. Figura 3: Ressaltos colocados nas bordas frontal e traseira do patch de contato Figura 4: Ressaltos adicionais podem ser usadas para obter mais detalhes Assim, em comparação com os outros módulos do MF-Tyre/MF-Swift, o envelopamento é diferente porque faz muitas chamadas de contato na estrada – especialmente quando se usa um número maior de ressaltos. Naturalmente, isso aumenta o tempo de computação e, portanto, o envelopamento pode exigir muita computação. Para permitir a máxima fidelidade para configurações DiL (e HiL), aumentamos o desempenho computacional do módulo envolvente. Fizemos isso atualizando a maneira como funciona o algoritmo de troca de dados rodoviários. Na versão Simcenter 3D 2212 , isso levou a uma melhoria de desempenho geral de até 45% . Figura 5: gráfico mostrando a redução do tempo de simulação possibilitada pelas atualizações da versão 2212, que habilitarão o driver nas simulações do loop. Na figura acima, o tempo de computação para um pneu na versão Simcenter Tire 2212 é reduzido para 150 µs por ms. Para quatro pneus, isso equivaleria a ⁓ 0,6 ms e, portanto, permitindo capacidade em tempo real e, com isso, configurações do tipo DiL são alcançáveis. Resumo A indústria automotiva está acelerando rapidamente em sua jornada para contar com loops de design virtual para o desenvolvimento de novos veículos. Uma parte cada vez mais importante desse processo está no uso de simuladores de direção, especialmente para a assinatura subjetiva de pneus e/ou características do veículo. Para realmente permitir o desenvolvimento virtual de veículos, os usuários finais precisam de modelos de pneus de alta fidelidade e com capacidade em tempo real. Para dar suporte a esse processo, na versão Simcenter 3D 2212, atualizamos nosso módulo de envelopamento MF-Swift para ser muito mais rápido, levando a uma redução de até 45% no tempo geral de resolução de nosso modelo de pneu. Isso realmente permite o uso de plataformas DiL e, com isso, tem o potencial de acelerar drasticamente o desenvolvimento do veículo, fornecendo aos motoristas profissionais acesso 'virtual' ao protótipo do veículo e/ou pneus incrivelmente cedo no processo. Os benefícios também se aplicam a plataformas Hardware-in-the-Loop (HiL) e até simulações regulares de “desktop” (ou “offline”). Para ajudar empresas a se adaptar a essa nova realidade e obter vantagem competitiva, a CAEXPERTS, parceira tecnológica SIEMENS, oferece projetos, simulações e consultorias em digitalização da engenharia. 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Você não faz ideia de como está fácil e barato ter acesso à supercomputadores de alto desempenho para as suas simulações de CFD com o STAR CCM+ da SIEMENS... Seja você uma grande corporação ou instituição, seja uma startup ou indústria iniciante no mundo de CFD. Vamos aprofundar de forma prática e didática este tema. Acompanhe: Sou Ricardo Damian, Diretor Técnico da CAEXPERTS, um entusiasta da simulação computacional, com mais de 25 anos de experiência em CAE, sempre ajudando as indústrias a implementar as tecnologias de simulação para resolver problemas industriais. Antigamente não era nada fácil usar CFD, usar computação de alto desempenho, tinha que saber UNIX, LINUX, programação vetorial, paralela, arquitetura de computação científica, ter muita dedicação e paciência. O Windows não era um sistema operacional para computação científica. Comecei a formação de base em Engenharia Mecânica na UFRGS, já com ênfase em CFD, no Centro de Super Computação da UFRGS. Depois fiz graduação sanduíche na Universidade de Stuttgart na Alemanha, estagiei no Centro de Pesquisas da BOSCH lá na Alemanha e depois na EMBRAER aqui no Brasil na volta. Depois fiz mestrado em Engenharia Química na COPPE/UFRJ, com uma turma fera em HPC. Usar CFD na época era uma dureza e rodar em um cluster era um privilégio que exigia muita preparação. Lá pelos anos 2000 começaram a aparecer os primeiros PCs com mais de um núcleo de processamento e os códigos de CFD já rodavam em Windows, mas com desempenho menor. Durante os próximos 10 anos, presenciei o início da utilização dos clusters de processamento paralelo nas universidades e centros de pesquisa brasileiros. Apenas algumas poucas grandes indústrias, com um à utilização de CFD já bem madura, tinham acesso à clusters de HPC. Atuava no CENPES da PETROBRAS apoiando os mais de 200 usuários de CFD da época a utilizarem os clusters, instalando, configurando, especificando, administrando, otimizando desempenho etc. Era uma atividade super técnica e que envolvia diversos profissionais. Lá por 2010 em diante o Windows começou a ficar bom para HPC, mas o Linux sempre reinou no assunto e reina até hoje. Hoje em dia, praticamente todas as simulações de CFD são realizadas em mais de 1 núcleo de processamento. Temos à disposição as CPUs com 4, 8, 10, 16, 20 núcleos de processamento, podendo operar com 8, 16, 32, 64 ou mesmo 128 Gb de RAM. Além disso, os códigos de CFD de última geração, como o SIEMENS Simcenter STAR CCM+, já permitem a utilização de novas tecnologias como processamento em arquitetura de GPU ou ARM. Ou seja, as Workstations de hoje em dia já permitem um alto desempenho de cálculo, o que torna simulações complexas de CFD à disposição de seus usuários iniciantes. Eu mesmo, no meu dia a dia de uso do STAR CCM+, preparo as simulações e rodo muitas delas no meu laptop pessoal e de trabalho, com processador i7 de 8 núcleos e 16 Gb de RAM. Aprendi desde cedo a simplificar bem as simulações. Gosto muito de começar os estudos de CFD com simulações simplificadas, com uma malha grosseira, somente com os modelos físicos realmente necessários, construindo a confiança no modelo, testando a sensibilidade dos parâmetros (geométricos, operacionais, propriedades dos fluidos/partículas envolvidos), para então, se necessário, partir para HPC. Muitas vezes consigo chegar na solução final sem mesmo ir para um cluster. Essa é uma de minhas habilidades. Sou uma exceção, pois hoje em dia 80% das simulações de CFD no mundo ocorrem em clusters. Einstein uma vez disse que devemos tentar fazer as coisas da forma mais simples possível, mas não mais simples. Tenho total ciência de que existem muitos casos em que CFD precisa ir para computação paralela pesada, estudos transientes, turbulência detalhada (LES, DES, DNS), problemas multifásicos, com partículas (DEM), mudança de fase, transição de regime de escoamento, otimização de forma, otimização paramétrica, projeto de experimentos, projeto robusto, balanço populacional, malha móvel, vibração induzida por vórtices, aeroacústica, reações complexas com dezenas ou centenas de componentes, etc. Ter um cluster físico na sua empresa significa um investimento patrimonial da ordem de milhões de reais e altamente perecível (com 2 anos começa a dar problema de hardware, com 4 anos está desatualizado e com 6-8 anos é melhor desligar pois gasta muita energia), sendo que se gasta praticamente o mesmo valor em uma infraestrutura de CPD com ar condicionado, segurança de TI, software (SO, administração, etc) e precisa ter, pelo menos, um ótimo profissional de administração de clusters para conseguir deixar os serviços com disponibilidade. Então começou a surgir a disponibilização de servidores na nuvem, também para computação científica, e a coisa foi se profissionalizando para CFD também e por fim, hoje temos um grande leque de escolhas de empresas que alugam serviço de clusters das mais diversas formas. Recentemente, a SIEMENS lançou o Simcenter Cloud HPC, incialmente para o STAR CCM+, que realmente é uma tecnologia disruptiva. Por que disruptiva? Veja bem, agora você pode comprar créditos pré-pagos de horas de clusters, com máquinas de 141 a até 756 núcleos, que são realmente baratos (pois a utilização compartilhada na nuvem em larga escala barateia os custos), e começar a usar CFD na nuvem já. Além do nosso uso interno, estamos atendendo empresas dos mais diversos portes, que já estão começando o uso de CFD com acesso à HPC na nuvem, desde startups até indústrias consolidadas. CFD de alto desempenho nunca foi tão simples de usar e tão disponível em termos de investimento inicial. Por exemplo: Em uma simulação de CFD de um processo complexo, como o de fundição de peças de geometria complexas, onde um bom estudo detalhado necessita de uma malha de uns 5 milhões de elementos, transiente longo, passo de tempo adaptativo, várias fases (metal líquido e sólido, ar, areia e filtro poroso), acompanhamento de interface, transferência de calor conjugada (condução, convecção e radiação) e controle de vazão de preenchimento. Normalmente, em uma boa Workstation de 16 núcleos e 64 Gb de RAM, levaria umas 16hs para resolver o fluxo de processo todo (preenchimento, solidificação e esfriamento). Se levarmos para a nuvem a simulação fica pronta em 30 minutos. Isso muda tudo! Fonte: Aberdeen Group, Cloud accelerates digital transformation blog Rapidamente podemos fazer umas contas de retorno do investimento direto, considerando o custo de licença de software, de aluguel de hardware, depreciação, administração de TI, e o principal, custo do engenheiro de desenvolvimento de produto. E já adianto, vale muito a pena usar CFD na nuvem, olhando de qualquer ponto de vista. Mas e os custos indiretos? Qual é o custo de esperar semanas para projetar um molde? Qual é o custo de não testar muito o seu produto ou processo? Qual é o custo de não conhecer a fundo o comportamento do seu produto, equipamento, processo, planta? Qual é o custo de não testar os cenários mais críticos antes? Qual é o custo de ter que lançar um produto que ainda não foi exaustivamente testado? Qual é o custo de não fechar um negócio por que seu produto está usando muita matéria-prima e energia? Qual é o custo de ser o segundo colocado? Ou de a concorrência lançar algo melhor antes de você? Qual é o custo de um RECALL? Por incrível que pareça, ainda muitas empresas estão presas ao conceito de TER ativos imobilizados. Normalmente as indústrias investem pesado e a longo prazo na compra de máquinas para a fabricação de seus produtos. Os investimentos em engenharia do produto, processo, pesquisa, desenvolvimento e inovação tendem a serem menores. Quando se fala em investir em aluguel de software e de hardware na nuvem, surgem muitas objeções. As tecnologias digitais estão em plena evolução e a contratação do tipo As-A-Service é muito vantajosa. Do que vale uma eficiente fábrica de máquinas de escrever? Veja neste vídeo como é fácil realizar uma simulação na nuvem com o STAR CCM+. Espero ter ajudado a quebrar alguns paradigmas e a motivar a sua empresa em saber mais sobre como tornar as complexas simulações de CFD mais simples e disponíveis. Fale com a CAEXPERTS e entenda por que somos especialistas quando o assunto é ajudar a sua empresa a acelerar a inovação e competitividade com a engenharia digital!

A simulação multifísica acoplada ao ambiente de design e CAD, como o Solid Edge, permite aos projetistas avaliar o desempenho de um produto ou sistema sem a necessidade de protótipos físicos. Ela permite testar várias disciplinas de engenharia simultaneamente, fazer alterações no design e otimizar o desempenho, reduzindo custos e tempo de desenvolvimento. Em resumo, a simulação multifísica é uma ferramenta poderosa para melhorar a qualidade do produto e a eficiência do processo de desenvolvimento, reduzindo o tempo de desenvolvimento e maximizar o desempenho, economizando tempo e dinheiro para a empresa. O Simcenter FLOEFD™ para Solid Edge® oferece a ferramenta de análise de dinâmica de fluidos computacional (CFD) líder do setor para fluxo de fluidos e transferência de calor acopladas. Totalmente integrado ao Solid Edge, o Simcenter FLOEFD possui tecnologia inteligente em seu núcleo para ajudar a tornar o CFD mais fácil, rápido e preciso. Ele também permite que os engenheiros de projeto carreguem o CFD antecipadamente ou movam a simulação no início do processo de projeto, permitindo que os usuários identifiquem e corrijam problemas mais cedo, economizando tempo e dinheiro e aumentando a produtividade em até 40 vezes. O Simcenter FLOEFD para Solid Edge fornece módulos opcionais para análises avançadas. Três novos módulos complementares estão agora disponíveis no Solid Edge. Módulo Estrutural Voltado especificamente para a indústria eletrônica, o novo módulo estrutural é projetado para análise de elementos finitos (FEA) de gabinetes de resfriamento de eletrônicos, aproveitando o modelo SmartPCB FE. Ele permite o uso direto das cargas de temperatura e pressão da simulação CFD, tudo dentro de uma simulação. Usá-lo juntamente com análises eletromagnéticas e térmicas fornece uma verdadeira capacidade de simulação multifísica. Para ver como isso funciona, assista ao vídeo abaixo: Módulo Extended Design Exploration (HEEDS) Com este módulo, você pode estender o estudo paramétrico do FLOEFD e as funções de comparação de projeto para impulsionar a inovação com a exploração do projeto, indo além da solução de problemas e avaliação de projetos para descobrir melhores projetos mais rapidamente. A otimização eficiente e robusta e a funcionalidade de pesquisa do algoritmo incorporado HEEDS™ SHERPA aproveita várias estratégias de pesquisa globais e locais e adapta a pesquisa à medida que aprende mais sobre o espaço de design. Ele não requer experiência especializada em pesquisa algorítmica e incorpora a intuição do usuário com seus recursos de pesquisa colaborativa. O processo permite identificar famílias de projetos de alto desempenho com tempo e custo de simulação mínimos. Módulos eletromagnéticos (EMAG) O novo módulo Eletromagnético (EMAG) simula efeitos eletromagnéticos de baixa frequência de perdas ôhmicas e de ferro induzidas por Corrente Alternada (CA), bem como imãs permanentes e a simulação CFD de acoplamento direto, a fim de considerar essas perdas na simulação térmica de componentes como em transformadores, barramentos e aquecedores de indução. Para mais informações agende uma reunião, e saiba todo o potencial que estas ferramentas podem despertar na sua empresa!

Você é uma empresa de fundição que busca se destacar no mercado e garantir o sucesso dos seus negócios? Então você precisa conhecer a CAEXPERTS, uma parceira estratégica para a implantação de engenharia digital avançada em seu negócio! Através da utilização das ferramentas da Siemens Digital Industries Software, aliadas à expertise da CAEXPERTS em soluções de engenharia industrial, sua empresa se tornará mais competitiva e poderá agregar ainda mais valor ao seu cliente final, fechando mais negócios e se destacando em relação aos concorrentes. Com a utilização do Simcenter 3D, sua empresa terá acesso a uma engenharia avançada de peças, o que permitirá aprimorar o projeto das peças para seus clientes e garantir um elevado nível técnico de engenharia e otimização de custos. Além disso, com o STAR-CCM+, sua empresa poderá fazer a engenharia do processo de fundição, otimizando-o para obter produtos com maior qualidade, menor custo e menor tempo de produção. Com a implantação de uma célula avançada de CAE, sua empresa poderá evoluir na direção de ter um maior entendimento do funcionamento dos seus produtos, projetando peças e processos de fundição mais seguros, robustos, eficientes e confiáveis. E a CAEXPERTS e a Siemens Digital Industries Software estarão comprometidas em auxiliar a sua empresa em ampliar a sua excelência operacional, competitividade e vanguarda tecnológica. Não perca a oportunidade de transformar a indústria de fundição em sua empresa, agregando ainda mais valor ao seu cliente final e garantindo o sucesso dos seus negócios. Fale com quem é expert no assunto! Entre em contato agora mesmo com a CAEXPERTS e descubra como podemos ser uma grande parceira tecnológica para a sua empresa!

Um aspecto que causa grande frustração, é quando os clientes projetam sistemas extremamente detalhados e sofisticados, porém, após a validação do projeto, optam por descartá-los. Embora esse seja um workflow válido, é importante refletir sobre a possibilidade de aproveitar todos os benefícios do modelo desenvolvido. Por que interromper o uso do modelo após a validação, quando há a oportunidade de continuar a utilizá-lo durante as fases de projeto e operação do sistema? Essa abordagem pode resultar em economia de tempo e recursos significativos, além de assegurar que o sistema esteja sempre atualizado com as mudanças e melhorias necessárias. Atualmente, com a evolução da indústria 4.0, disponibilizar ferramentas e recursos para alavancar os modelos de simulação muito além da fase inicial de design se tornou essencial. Nesse sentido, foi desenvolvido um conector dentro do Simcenter Flomaster, que permite que você interaja com o hardware e crie gêmeos digitais executáveis, baseados em seus modelos originais. Com essa abordagem, é possível estender o uso dos modelos de simulação para a fase operacional, acoplando-os a uma planta física ou sistema termofluidodinâmico. Isso significa que um modelo de fidelidade total do sistema termofluido pode ser executado em tempo real como um gêmeo digital executável (executable digital twin – xDT). O xDT pode ser utilizado para preencher lacunas na instrumentação com sensores virtuais inteligentes, permitindo a detecção de vazamentos ou outras falhas, a realização de manutenção preditiva e a coleta de dados inteligentes para aprimorar ainda mais o design e a operação do sistema. Com a nossa solução, você pode contar com um modelo digital confiável e atualizado, que contribui para maximizar a eficiência operacional e reduzir custos. Mas e se a intenção é apenas a criação de recursos? Se quisermos testa-los de forma abrangente? Com recursos baseados em simulação, isso é obtido por meio de exercícios de validação. No entanto, como testar uma conexão com hardware físico? A resposta é simples: Crie uma instalação de testes! A instalação de teste mostrada no inicio deste artigo, embora certamente seja compacta e portátil, pode ser usada para validar vários cenários operacionais importantes. primeiro é a detecção virtual, que permite obter informações adicionais sobre o sistema por meio da simulação do gêmeo digital, além de confiar nos sensores físicos instalados. Isso é particularmente importante em várias situações, por exemplo, quando se mede algo sem afetar o valor ou quando o sistema opera em temperaturas e pressões extremas, que podem danificar os sensores de hardware. Isso destaca o fato de que os sensores de hardware possuem alto custo e são frágeis, além de serem demandarem um grande tempo para instalação e alteração. A solução para tudo isso é instalar alguns sensores, e aproveitar a detecção virtual. Isto foi executado no equipamento de teste, pois os medidores de vazão são notoriamente caros. Portanto, apenas um foi instalado diretamente após as bombas e, em seguida, em todo o restante do sistema, medidores de vazão virtuais são usados ​​em todos os caminhos de fluido complexos e sinuosos. Como pode ser visto nesta Interface Homem-Máquina (HMI), o fluido entra pela esquerda antes de se dividir em três caminhos distintos. Estes eventualmente se combinam e formam um circuito fechado. Normalmente, não saberíamos quais são os fluxos em cada uma das linhas. Você provavelmente poderia adivinhar que é um terço do fluxo principal para este exemplo, mas se você tivesse mais linhas com geometria variável, como saberia? Além disso, o que aconteceria se uma das válvulas não abrisse ou fechasse? Você acreditaria que há fluxo onde não há, o que poderia levar a um resfriamento insuficiente e resultaria em mais falhas. Para obter informações adicionais sobre a operação das instalações, adicionam-se sensores virtuais que funcionam fora do modelo dentro do Simcenter Flomaster. Eles foram coloridos em azul na IHM para facilitar a referência. Podemos ver que há um fluxo presente nas linhas um e dois e, para um operador, não haveria diferença perceptível entre um sensor de hardware ou software. O sistema é capaz de responder e igualar a planta real através de mudanças no ponto de operação. Por exemplo, iniciar e parar bombas, abrir e fechar válvulas no sistema e através das linhas de vazamento que adicionamos para simular um cenário de detecção de vazamento. Ao fazer isso, o modelo de fidelidade total em tempo real pode lidar com qualquer ponto operacional em que o hardware seja executado. Esta é a principal vantagem de usar um modelo de fidelidade total e não um modelo de ordem reduzida. Para mostrar isso com mais detalhes, assista a este pequeno vídeo. Aproveite ao máximo seus modelos e otimize seus processos de projeto e operação, ao mesmo tempo em que reduz os custos de instrumentação e obtém informações adicionais em suas plantas. Na CAEXPERTS, parceira tecnológica SIEMENS, estamos disponíveis para auxiliá-lo nessa jornada, oferecendo nossa experiência em modelagem e simulação avançada.

Você está vendendo equipamento por quilo? Sabia que você pode deixar de vender aço e começar a vender fosfato! Se a sua empresa está precificando seus equipamentos pelo custo da matéria-prima e valorizando a imponência em detrimento da eficiência, é importante estar ciente de que esse modelo de negócios pode estar limitando o seu potencial de inovação e a sua lucratividade. O mercado atual busca por equipamentos mais inteligentes, eficientes e versáteis, e não apenas pelos mais pesados e imponentes. É hora de repensar suas estratégias e explorar as vantagens que a digitalização da Engenharia pode trazer para seus processos produtivos. Através da simulação avançada, plataformas integradas e gestão eficiente de processos, é possível acelerar o ciclo do seu projeto, reduzir custos, melhorar a eficiência e aumentar as funcionalidades de seus equipamentos. Grandes setores industriais, como o aeronáutico, automotivo e eletrônicos, já utilizam essas tecnologias há décadas, permitindo-lhes estar na vanguarda de seus setores e oferecer equipamentos cada vez mais eficientes e inovadores. No setor agrícola, é comum que o cliente compre equipamentos robustos e pesados, e os fabricantes desenvolvam equipamentos volumosos e pesados para maximizar o faturamento. No entanto, é possível criar equipamentos menores, mais leves e mais eficientes, que realizem as mesmas tarefas ou até mais, criando uma oportunidade de inovação e lucratividade. Assista ao vídeo sobre as armadilhas de visão empresarial que muitas agroindústrias enfrentam ao evitar o uso intensivo da digitalização em Engenharia. Com insights valiosos sobre como evitar essas armadilhas, você poderá dar os primeiros passos para uma nova era de crescimento e inovação em sua empresa. Na CAEXPERTS, estamos prontos para ajudá-lo a encontrar soluções inovadoras que levarão sua empresa para o próximo nível. Entre em contato conosco para saber mais sobre como podemos ajudá-lo a otimizar seus processos produtivos e tornar seus equipamentos mais eficientes, econômicos e inovadores. A hora é agora - vamos transformar o futuro juntos!

As pequenas e médias empresas (PMEs) podem enfrentar vários obstáculos e desafios, o que inclui enfrentar a crescente concorrência global e os recursos e capacidades tecnológicas aparentemente ilimitados de uma grande empresa. A adoção de tecnologias avançadas e digitais pode encontrar resistência devido à complexidade, custo e falta de recursos. E, ainda assim, os produtos estão se tornando cada vez mais complexos em todos os setores, pois os clientes exigem mais personalização à medida que o ciclo de vida dos produtos é reduzido. Outros desafios incluem: Incapacidade de reagir em tempo real aos ajustes de produção ou projeto, levando a custos excessivos, entrega perdida e eficiência reduzida; Perda de participação de mercado e receita e incapacidade de crescer devido aos métodos e processos atuais incapazes de lidar com a complexidade; Expectativas irreais dos clientes devido à concorrência global; Custo contínuo de prototipagem causando atrasos, problemas de qualidade e aumento de erros; Crescente lacuna de habilidades e falta de talento; Fazer malabarismos com vários formatos de dados ou falta de visibilidade da lista de materiais (BOM) em tempo real. Como as PMEs podem enfrentar esses desafios com confiança e não apenas sobreviver, mas prosperar? Elas precisam de soluções facilmente acessíveis e econômicas que permitam a entrega rápida de projetos personalizados de alta qualidade ao mesmo tempo em que reduzem os custos de desenvolvimento e terceirização. Derrubando as barreiras percebidas Existem barreiras percebidas quando empresas menores não estão familiarizadas com o que a nova tecnologia tem a oferecer ou percebem que é muito cara para seus negócios de menor porte. Empresas como a Rurok Industries provam o contrário. Os fundadores da Rurok Industries não ficaram satisfeitos com as motos que estavam usando. Então, eles criaram um negócio para produzir bicicletas de montanha que atendessem às suas expectativas. Mas o desenvolvimento de produtos sofisticados e de engenharia de precisão, como uma bicicleta nova, é um desafio porque requer um processo de teste e prototipagem abrangente e caro. A Rurok Industries usa a digitalização para competir no mercado global. Com a adoção do Solid Edge, parte do portfólio Xcelerator da Siemens, a Rurok pôde projetar, otimizar e validar seus projetos digitalmente, o que reduziu o tempo de desenvolvimento em 20% e minimizou a prototipagem. Eles estavam confiantes no desenvolvimento de seus produtos e podiam investir no crescimento de seus negócios. Agora eles podem competir em escala global. A Rurok reconheceu que seus projetistas trabalhavam melhor quando e onde quer que a inspiração surgisse, tornando imperativa a acessibilidade instantânea aos dados mais recentes do projeto. As condições eram perfeitas para a equipe aproveitar ao máximo o Siemens Xcelerator Share, um novo aplicativo do portfólio Siemens Xcelerator disponível como serviço, que sincroniza dados de software CAD comum para a nuvem. Com esta ferramenta de colaboração de projetos de última geração, as várias equipes de desenvolvimento de produtos da Rurok podem visualizar, medir e marcar modelos CAD no Solid Edge usando uma interface de navegador simples. O aplicativo sincroniza os arquivos conforme eles funcionam, tornando os dados do projeto acessíveis a qualquer membro da equipe, de qualquer lugar. Tornou-se a ferramenta de comunicação expressiva de que eles precisavam para descrever facilmente suas ideias enquanto olhavam diretamente para os mesmos modelos de design. Até mesmo seus pilotos e pilotos, que nunca haviam usado PLM ou CAD antes, poderiam se envolver na discussão.​ Abraçando um futuro digital Empresas de todos os tamanhos podem gerenciar a complexidade e entregar hoje os produtos inteligentes e conectados de amanhã. Eles podem superar a concorrência com soluções personalizadas que se adaptam rapidamente às mudanças nas condições de negócios. As soluções personalizadas vêm com a liberdade de escolher apenas os recursos de que uma empresa precisa. Um ecossistema flexível e aberto permite que qualquer empresa acesse uma vasta rede de parceiros e desenvolvedores, trabalhe em vários programas para compartilhar dados e permite a colaboração com seus clientes e outros fornecedores. Um dos princípios do portfólio Siemens Xcelerator é seu gêmeo digital abrangente. Ele cria conexões de circuito fechado entre os mundos real e digital com um fio digital em toda a cadeia de valor do design, produção e desempenho do produto. Para pequenas e médias empresas, a integração de domínios oferece inúmeras vantagens tecnológicas, desde a capacidade de reduzir o número de protótipos até a remoção de gargalos e a captura de feedback em tempo real em um ambiente de circuito fechado. Apenas isso pode reduzir o custo de projetar e fabricar produtos melhores mais rapidamente. Cada vez mais pequenas e médias empresas estão adotando o Siemens Xcelerator e seu serviço habilitado para nuvem como um serviço, provando que podem se apropriar dos recursos do Teamcenter, NX, Simcenter etc, como e quando precisarem. Cada nova história de sucesso está derrubando barreiras percebidas. As PMEs podem prosperar em um mercado global com a adoção de ferramentas digitais acessíveis, acessíveis e flexíveis. A startup ágil A Cox Marine é uma startup britânica que estava ansiosa para revolucionar a indústria de motores de popa. À medida que desenvolviam seus motores de popa, eles estavam determinados a reinventar um modelo de serviço que também acomodasse sua rede de 200 revendedores e representação em 100 países. Como uma pequena startup, eles enfrentaram desafios monumentais, como entrar em um mercado altamente competitivo com um produto e um modelo de negócios correspondente. A Cox Marine precisava encontrar alívio para os enormes custos da tecnologia, então deveria ser ágil, flexível e escalável, porque não tinham a infraestrutura que seus concorrentes maiores tinham. A Cox Marine precisava integrar as ferramentas de digitalização certas para ter sucesso no desenvolvimento de produtos e para dar suporte a um modelo de negócios internacional em crescimento. Adotando uma abordagem de digitalização e integrando-se com as ferramentas de digitalização do Siemens Xcelerator, eles criaram seu primeiro produto, o motor de popa CXO300. Era mais econômico em termos de combustível e, ao mesmo tempo, de alta potência, alto desempenho, mais durável e mais limpo do que a maioria dos motores de popa do mercado. A Cox Marine usa a digitalização para construir motores de popa de alto desempenho, mais duráveis e limpos do que a maioria dos motores de popa do mercado. “Tínhamos de fazer algo tão pequeno e leve como o motor de um carro, mas tão forte e robusto como o motor de um grande caminhão. O software desempenha um papel enorme na compreensão de como otimizar e projetar estruturas. Há tantos elementos a considerar.” Joel Reid, Diretor Global de Vendas Cox Marine Digitalização e customização À medida que a lacuna de habilidades aumenta, e a luta para recrutar talentos de engenharia continua, toda empresa deve ser flexível e escalável para atender às necessidades de seus projetos. Eles devem ter parceiros em quem confiem, que tenham especialistas e conhecimento de domínio com os quais possam contar. A flexibilidade da solução Xcelerator as a Service (XaaS) significa que as empresas podem fazer a mesma quantidade de trabalho, ou mais, com menos técnicos qualificados. O trabalho remoto não vai acabar, então as SMBs podem buscar XaaS para tecnologia segura e confiável habilitada para nuvem sem o investimento de uma infraestrutura interna de TI. Com a flexibilidade e escalabilidade do XaaS, qualquer empresa pode aumentar ou diminuir quando necessário e acessar seu design de produto a qualquer momento, de qualquer lugar e em qualquer dispositivo. Imagine que é uma tarde de sexta-feira e um cliente liga para fazer uma alteração urgente em um produto que você está criando para ele. Como o fim de semana está chegando, será quase impossível falar com seu fornecedor. Isso causa atrasos, o que atrasa a produção porque mudanças no projeto devem ser feitas e testadas. Como você tem as soluções baseadas em nuvem e pode acessar vários softwares e serviços como software de simulação e verificação, você pode fazer alterações imediatas, executar testes para verificar antes de ir para a produção, tornar a fabricação mais flexível sem perder tempo e não ter que passar o fim de semana se preocupando com essa mudança urgente. As PMEs querem prosperar. Eles querem ter a capacidade de competir em escala global, tenham poucos ou centenas de funcionários. Para enfrentar os principais desafios, como tempo de ciclo reduzido para trazer produtos ao mercado mais rapidamente, projetar produtos mais complexos e personalizados, proteger suas margens e diminuir custos, as PMEs precisam de uma abordagem focada no futuro. O Xcelerator como um serviço está provando ser a solução para ajudá-los a permanecerem flexíveis e adaptáveis, independentemente de quaisquer desafios que surjam. Xcelerator como um serviço (XaaS): tecnologia habilitada para nuvem para o futuro digital. Quer saber mais e atingir novos patamares com a engenharia digital?

Modele a complexidade da fuga térmica de baterias com facilidade. Execute simulações de CFD com economia de energia e custo graças ao suporte de CPU ARM64 e maior aceleração habilitada para GPU. Acelere suas simulações de CFD em mais de 30% com o esquema SIMPLEC. Documente, compartilhe e revise informações detalhadas do modelo no software CFD. O Simcenter STAR-CCM+ 2302 vem com vários novos recursos que permitem que você vá mais rápido enquanto modela a complexidade. Configuração de fuga térmica da bateria em minutos Simulação CFD de fuga térmica da bateria. Com um fluxo de trabalho dedicado, a configuração da complexa física de liberação de calor é significativamente mais rápida e fácil com o Simcenter STAR-CCM+ 2302 Com o rápido crescimento de veículos elétricos circulando nas estradas, novas regras de segurança foram implementadas em nível nacional e internacional, com novas regras de segurança da ONU sobre o uso de baterias de íon-lítio. Essa legislação obriga os principais fabricantes e usuários de baterias a realizar vários testes caros e demorados para obter certificações. Isso leva a uma demanda crescente por simulação para reduzir o custo dos testes e tornar o projeto de segurança economicamente eficiente. No Simcenter STAR-CCM+ 2302, foi lançado um fluxo de trabalho dedicado para acelerar o tempo de configuração de simulações de propagação de fuga térmica para baterias de horas para minutos. Graças a um fluxo de trabalho focado, agora você pode lidar com grandes pacotes de centenas ou milhares de células com facilidade, mantendo a alta fidelidade de modelagem. O fluxo de trabalho oferece suporte à simulação direta da liberação de calor exotérmico de células “com falha” com um modelo empírico e pode ser acessado como parte do complemento Simcenter STAR-CCM+ Batteries. Graças aos seus poderosos recursos multifísicos e ao novo fluxo de trabalho dedicado, o Simcenter STAR-CCM+ é perfeitamente adequado para estudar a propagação de eventos térmicos descontrolados em uma geometria de embalagem complexa. O Simcenter STAR-CCM+ oferece uma solução abrangente para entender melhor esse evento de segurança perigoso e ajuda a projetar pacotes e medidas de mitigação, reduzindo assim a necessidade de testes caros. Modelagem fácil e precisa de movimento com malhas overset Com o Simcenter STAR-CCM+ 2302, você pode executar casos de maneira mais confiável com pequenos intervalos e movimento, graças à região de overset refinada que corresponde ao nível de refinamento da região de fundo Separação de armazéns, válvulas, revestimento por imersão e muitas outras aplicações envolvem corpos móveis, com pequenos espaços em conjunto com dinâmica de fluidos complexa. Para simular tais aplicações complexas com CFD, a tecnologia de overset mesh junto com Adaptive Mesh Refinement (AMR) tornou-se uma tecnologia chave. Com o Simcenter STAR-CCM+ 2302, tornamos mais fácil executar esses casos por meio de um refinamento automático da região sobreposta para corresponder ao nível de refinamento da região de fundo. Cenários de pequenas lacunas se beneficiarão imediatamente do novo recurso, garantindo malhas válidas e convergência garantida sem nenhum esforço adicional do usuário. Modele novas aplicações envolvendo a secagem de materiais sólidos úmidos Simular a secagem da pasta de eletrodos em forno de convecção industrial (parte do processo de fabricação da bateria) usando DEM com evaporação de líquido agora é possível graças à extensão dos modelos de evaporação para fases DEM Muitas aplicações na indústria de processamento químico, mineração, aço, alimentos e fabricação de baterias envolvem a secagem de sólidos úmidos. A simulação CFD de tais sistemas requer uma previsão precisa do movimento das partículas e respectivos fenômenos de mudança de fase. No Simcenter STAR-CCM+ 2022.1, portanto, introduzimos o material Líquido-Sólido-Gás para partículas Lagrangeanas não DEM, permitindo aplicar a modelagem de evaporação para gotículas contendo materiais sólidos. Esta funcionalidade é, por exemplo, usada com sucesso para simular gotas de leite na secagem por pulverização. Com o Simcenter STAR-CCM+ 2302, estendemos a capacidade de partículas do método de elementos discretos (DEM), permitindo aplicar modelos de evaporação às fases do DEM. Isso permite que você modele novas aplicações envolvendo a secagem de materiais sólidos onde o DEM é o método de dinâmica de partículas de escolha, permitindo a evaporação de componentes líquidos em partículas de DEM. Graças ao novo recurso, você pode simular com precisão os processos de secagem em secadores diretos baseados em convecção, como secadores de tambor, secadores por pulverização, secadores de leito fluidizado ou secadores baseados em condução indireta, usando o método de elemento discreto para a fase sólida úmida. Melhor desempenho por preço com suporte ARM Com o Simcenter STAR-CCM+ 2302, permitimos que você execute simulações de CFD maiores e mais rápidas por menos custo e energia usando a tecnologia de CPU Advanced Reduced Instruction Set Computer Machines (ARM). A simulação tornou-se um fator crítico no desenvolvimento de produtos com eficiência de tempo e recursos. E enquanto a simulação de CFD consome significativamente menos recursos do que o teste físico correspondente, para se manterem competitivas, as empresas devem dar um passo adiante. Com o volume cada vez maior de projetos de produtos baseados em simulação, para ter uma vantagem competitiva, você deve otimizar o consumo de energia e os custos associados a essas simulações de alta fidelidade. Em última análise, um gêmeo digital sustentável, econômico e energeticamente eficiente é um fator diferenciador e uma vantagem competitiva no desenvolvimento de produtos virtuais. Com o Simcenter STAR-CCM+ 2302, permitimos que você execute simulações de CFD maiores e mais rápidas por menos custo e energia usando a tecnologia de CPU Advanced Reduced Instruction Set Computer Machines (ARM). Atualmente, a tecnologia é suportada no Linux e está disponível através de diferentes fornecedores de nuvem, como instâncias AWS EC2 ou o supercomputador Fugaku fornecido pela Fujitsu no Japão. Com o suporte ARM, adicionamos outra opção para executar sua simulação CFD em um cenário de arquitetura de hardware cada vez mais heterogêneo. Seja GPU ou CPU, local ou na nuvem, ARM ou CPUs convencionais, o Simcenter STAR-CCM+ oferece uma variedade de opções para maximizar seu rendimento. Simulações maiores e mais rápidas em GPUs O Simcenter STAR-CCM+ 2302 vem com uma sobrecarga de memória reduzida em GPUs, permitindo que você encaixe modelos maiores em uma única GPU com benefícios imediatos de desempenho. Normalmente, o tamanho da simulação que pode ser executado em GPUs é limitado pela memória disponível (RAM) de uma placa de GPU. Portanto, ao reduzir o consumo de memória de uma determinada simulação, você pode encaixar malhas maiores em uma única GPU. Isso é particularmente útil, pois o desempenho de GPU mais eficiente é visto quando as placas estão "no máximo", o que significa encaixar o maior número possível de células em uma única placa. Para maximizar os benefícios, o Simcenter STAR-CCM+ 2302 vem com uma sobrecarga de memória reduzida e desempenho aprimorado por meio do uso mais eficiente do AmgX, bem como atualizações para CUDA, a API da NVIDIA. Além dos benefícios de desempenho já existentes das GPUs de versões anteriores, esses aprimoramentos resultam em uma redução de memória de até 40%, bem como melhorias de desempenho de tempo de execução de até 10%. Como exemplo, uma única NVIDIA A100 com 80 GB de memória agora pode acomodar cerca de 60 milhões de células aparadas em precisão mista. Com esses aprimoramentos, continuamos nossa estratégia de oferecer suporte à simulação CFD rápida e eficiente em GPUs, mantendo a consistência com os resultados baseados em CPU. Simulações até 40% mais rápidas sem nenhum custo No Simcenter STAR-CCM+ 2302, introduzimos um novo esquema implícito instável para o solver de fluxo segregado: o SIMPLE-Consistente, chamado SIMPLEC. O SIMPLEC permite uma aceleração significativa para a simulação de fluxos transitórios enquanto você obtém a mesma precisão do SIMPLE. Somando-se aos benefícios do novo hardware e escalabilidade massiva para computação de alto desempenho, acelerar sua simulação de CFD por meio de técnicas de resolução mais eficientes continua sendo a maneira mais econômica de ir mais rápido. No Simcenter STAR-CCM+ 2302, apresentamos um novo esquema implícito instável para o solver de fluxo segregado: o SIMPLE-Consistente, chamado SIMPLEC. O SIMPLEC permite uma aceleração significativa para simulação de fluxos transitórios devido a uma convergência mais profunda da solução dentro do intervalo de tempo. Graças ao SIMPLEC, você pode obter a mesma precisão do SIMPLE com um número reduzido de iterações internas por intervalo de tempo. Ao usar critérios de parada baseados em convergência para iterações internas, não há necessidade de ajuste ao aplicar o novo esquema SIMPLEC. Para aplicações que vão desde a aerodinâmica externa do veículo através do espelho lateral e aeroacústica HVAC até o congelamento da asa do avião, o SIMPLEC resulta em uma redução de até quase 30% do tempo total de retorno. Tudo isso garantindo consistência de resultados entre as abordagens SIMPLE e SIMPLEC. E sem nenhum custo adicional. Acelere simulações multifásicas sem perder a fidelidade O potencial do Implicit Multi-Step para acelerar as simulações MMP-LSI é ilustrado por este exemplo de lubrificação da caixa de engrenagens. Ao usar 16 subetapas, a aceleração está se aproximando de 4x. Em aplicações como gotas de respingos de caixa de engrenagens podem se quebrar em tamanhos cada vez menores até que você não possa mais modelar as gotas muito pequenas como partículas lagrangeanas. Ao mesmo tempo, você ainda precisa modelar a superfície livre do líquido a granel. Para tais aplicações, a modelagem de mistura multifásica com interface de larga escala (MMP-LSI) tornou-se o método de escolha. Em geral, MMP-LSI é relevante em qualquer lugar que você tenha Volume de fluido (VOF), mas isso seria muito caro e uma mistura está presente. Mas, assim como o VOF, o MMP-LSI tem um custo comparativamente alto se você não puder desacoplar a escolha do intervalo de tempo de fluxo daquele necessário para cumprir o pequeno intervalo de tempo necessário para a fração de volume devido às restrições numéricas de Courant (CFL). Para superar esse desafio, implementamos anteriormente o Implicit Multi-Step para VOF , onde as simulações eram normalmente aceleradas em 3-4x e, em alguns casos, em até uma ordem de magnitude. No Simcenter STAR-CCM+ 2302, estamos adicionando o mesmo recurso para MMP-LSI. O Multi-Step implícito permite que um intervalo de tempo maior seja usado para o fluxo (excluindo a fração de volume) por meio de subetapas para a fração de volume várias vezes dentro do intervalo de tempo do fluxo. Isso separa a escolha do intervalo de tempo de fluxo daquele necessário para a fração de volume devido a restrições CFL. Compreenda facilmente um espaço de design usando plotagens de contorno Com o Simcenter STAR-CCM+ 2302, agora você pode gerar mapas de desempenho de forma rápida e fácil com duas variáveis ​​independentes e uma variável dependente. Para muitas aplicações, como por exemplo, turbomáquinas, o CFD é uma ferramenta muito poderosa e econômica para gerar mapas de desempenho por meio de varreduras automatizadas. Esses mapas fornecerão informações imediatas sobre o desempenho de uma variável dependente como uma função de múltiplas variáveis ​​independentes. Com o Simcenter STAR-CCM+ 2302, agora você pode gerar mapas de desempenho de forma rápida e fácil com duas variáveis ​​independentes e uma variável dependente. Isso permitirá que você adicione uma camada de informações ao gráfico XY padrão por meio de gráficos de contorno. A interpolação é usada para desenhar as linhas de contorno e a exibição de dados externos, digamos de experimentos, é suportada por meio de tabelas. Graças ao novo recurso, você obterá informações sobre um mapa de desempenho completo com isolinhas em apenas alguns cliques. Acesso integrado a informações de simulação No Simcenter STAR-CCM+ 2302, apresentamos o guia de simulação. O guia de simulação permite que você armazene todas as informações relevantes dentro do arquivo de simulação aumentando significativamente sua produtividade. Em conjunto com a funcionalidade do modelo de simulação, ele elevará sua produtividade a novos patamares. No complexo mundo da engenharia de hoje, a colaboração eficiente e o compartilhamento de informações relevantes entre engenheiros são mais importantes do que nunca. Para engenheiros de simulação, desperdiçar seu tempo procurando recursos externos desconectados para obter a documentação de configuração de simulação mais recente ou instruções de uso para simulações de modelo é um enorme fardo de produtividade. Para simulações de CFD, isso implica dados rastreáveis ​​e gerenciamento de fluxo de trabalho e a capacidade de trabalhar em um ambiente integrado, permitindo que você acesse todas as informações de simulação relevantes de forma rápida e direta. No Simcenter STAR-CCM+ 2302, apresentamos o Guia de Simulação. O Guia de Simulação permite que você armazene todas as informações relevantes dentro do arquivo de simulação. Ter anotações ou instruções diretamente no arquivo de simulação aumenta sua produtividade, pois você gasta menos tempo procurando informações. Com um editor incorporado, você pode adicionar todas as metainformações relevantes exatamente onde são necessárias: dentro do arquivo de simulação. O editor permite escrever texto, formatá-lo, adicionar imagens, criar tabelas. Como consequência, o guia de simulação permite que você compartilhe, atualize e revise informações relevantes para a simulação. Ele ajuda sua equipe a colaborar e construir conhecimento coletivo. Juntamente com o arquivo de simulação de modelo introduzido no Simcenter STAR-CCM+ 2022.1, o Guia de Simulação elevará sua produtividade a novos patamares: os autores do modelo de simulação podem deixar instruções detalhadas exatamente onde necessário, enquanto os usuários do modelo agora podem entender rapidamente as etapas de configuração, aproveitando as instruções simplificadas do fluxo de trabalho enquanto permanecem dentro do ambiente CFD. Esses são apenas alguns destaques do Simcenter STAR-CCM+ 2302. Esses recursos permitirão que você projete melhores produtos com mais rapidez do que nunca, transformando a complexidade da engenharia atual em uma vantagem competitiva. Se você deseja conhecer mais sobre as incríveis funcionalidades do Simcenter STAR-CCM+ 2302 e como elas podem ajudar sua empresa a realizar simulações complexas de maneira mais confiável, agende uma reunião conosco! Nossos especialistas estarão à disposição para discutir como essa ferramenta pode atender às suas necessidades específicas e ajudá-lo a alcançar seus objetivos. Não perca a oportunidade de experimentar o futuro da simulação CFD!

A inteligência artificial acompanha o desenvolvimento de produtos inovadores, em relação aos produtos da Siemens Digital Industries nas plataformas de CAD como SOLID EDGE e NX, e CAE como o SIMCENTER 3D existem tecnologias que integram o uso de algoritmos baseados em Inteligência artificial que ajudar na otimização e redimensionamento de produtos. Atualmente no mundo existe uma necessidade de obter produtos com menores custos de produção e um menor impacto ambiental. Desde o ponto de vista da criatividade muitos dos designs atuais usam elementos como fonte de inspiração a natureza a nível das suas formas orgânicas, a perfeição destas formas permite solucionar problemas de geometrias complexas em peças e também economizar nos materiais que incide no processo de fabricação, estas formas podem ser expressadas matematicamente e integradas a algoritmos de IA ou de otimização que ajudam às equipes de engenharia a tomar decisões mais acertadas de projeto. As imagens acima mostram uma peça que teve sua inspiração a partir de biomimética da planta Salsão e logo depois, a partir de um projeto CAD e contínuos processos de otimização, se chegou a um projeto de uma válvula de vapor, dados os crescentes avanços nos processos de fabricação na área de manufatura aditiva, a fabricação destas peças complexas se torna mais fácil, reduzindo os desperdícios de material e permitindo um tempo menor de obtenção delas. Algumas das tecnologias existentes dentro das plataformas da Siemens Digital Industries para abordar este panorama são: NX TOPOLOGY OPTIMIZER É a tecnologia mais conhecida em relação à redução de material sem afetar a rigidez da peça, esta tecnologia é muito aplicada em peças fundidas como também pode ser integrada a outros processos de fabricação como é o caso da manufatura aditiva. Esta tecnologia usa como base as cargas do elemento e as condições de fronteira dadas pelos eixos e os contornos da geometria existente. Como pode ser visualizado na imagem, um suporte construído por chapas soldadas pode ser simplificado por um modelo mais simples, mas que cumpre com as condições de resistência e funcionalidade do suporte. NX LATTICE STRUCTURE DESIGN Este algoritmo permite definir elementos estruturais que otimizam o uso de materiais em processos de manufatura aditiva na parte interna das peças. Dependo da geometria das peças estas estruturas podem servir de suporte no processo de manufatura para evitar distorções dimensionais durante o processo. NX ALGORITMIC MODELING É uma alternativa na hora de parametrizar geometrias CAD que permite, a partir de programação por blocos, inserir operações complexas na superfície do solido de CAD, como também gerar estruturas complexas usando como base uma superfície CAD. A partir de uma geometria de base se ativa a ferramenta Logic Editor que permite acessar a uma interfase de programação por blocos e acessar bibliotecas com as quais se podem ligar blocos com parâmetros, e assim gerar rotinas entre os parâmetros. Esta rotina automaticamente fica ligada à geometria base com uma janela de diálogo que permite ter um controle dos parâmetros desejados na peça. DESIGN EXPLORER – SHERPA SHERPA é uma tecnologia disponível no produto SIMCENTER HEEDS a base desta tecnologia é que a partir de parâmetros pode automatizar e executar processos iterativos de desenho e assim implementar condições de contorno e de penalização para chegar a designs otimizados. Esta tecnologia possui uma biblioteca de algoritmos para ser implementada. Obtenha opções de projeto que podem ser comparadas com outros resultados, como por exemplo em análises CAE, a partir destas comparações, graficamente pode se estabelecer uma faixa ótima, desenho e determinar quais designs cumprem com os requisitos estabelecidos para o projeto. Com essas tecnologias, é possível fabricar peças complexas com menores custos de produção e menor impacto ambiental, além de inspiração em formas orgânicas da natureza. Experimente essas tecnologias e veja como elas podem transformar o seu projeto.

Como mostrado neste vídeo de um transformador de energia de 120 MVA. Um exemplo de um transformador de energia ruidoso Esse ruído, conhecido como zumbido do transformador, é tão alto que o pessoal obrigatório deve usar equipamentos de proteção nas subestações de energia. Perto de instalações residenciais, comerciais e médicas, o barulho é insuportável. É como usar um secador de cabelo ou um aspirador de pó 24 horas por dia, 7 dias por semana! As Tabelas 1 e 2 comparam o zumbido do transformador com níveis conhecidos de pressão sonora ambiente em decibéis (dB) . Podemos ver que o transformador mais silencioso faz uma quantidade de ruído semelhante a uma geladeira. À medida que a potência nominal aumenta, também aumenta o nível de ruído, até que seja equivalente ao de um aspirador de pó. Tabela 1: Níveis de pressão sonora ambiente (à esquerda). Tabela 2: Níveis de pressão sonora do transformador (à direita) Consequentemente, a instalação de transformadores perto de pessoas sem equipamento de proteção deve atender a rigorosos requisitos de emissão de ruído. Para evitar o excesso de engenharia, o zumbido do transformador não precisa ser significativamente menor do que os níveis de som de outros equipamentos locais, como ventiladores de resfriamento. A classificação, design, montagem e instalação afetam o nível de som. O que causa o zumbido do transformador? Para entender as fontes do zumbido do transformador, devemos primeiro observar a estrutura de um transformador. A Figura 1 mostra um transformador trifásico. As fases A, B e C (ou U, V e W) estão enroladas em uma das pernas, correspondendo aos corpos vermelho, azul e verde na imagem abaixo. O caminho do fluxo magnético principal é bem definido e unidirecional. Aplicamos essa vantagem para maximizar a densidade de potência do transformador usando aços elétricos unidirecionais (anisotrópicos). São aços silícios elétricos de grão orientado laminados a frio (CRGO/GOSS/GOES). Estes são aços elétricos projetados para permear o fluxo de forma eficiente apenas em uma direção com uma perda ainda menor. Nos cantos, vemos que o fluxo deve mudar de direção, forçando-o pela direção não otimizada. Para lidar com isso, o núcleo é dividido em jugos superior e inferior, e as três pernas usam articulações especialmente projetadas. O projeto da junta do transformador, conforme visto à direita da Figura 1, é um desafio de engenharia digno. Afeta as perdas, ruído e montagem. Figura 1: Estrutura básica de um transformador de potência trifásico O que é magnetostricção? O preço que pagamos pelo uso de aços de grão orientado são os níveis de ruído mais altos. Em geral, quando um material ferromagnético é exposto a um campo magnético, ele sofre tensões mecânicas que alivia mudando de forma. Essa mudança de forma devido às forças induzidas pelo campo magnético é a magnetostricção. A deformação é positiva (aumenta), como é o caso do ferro, ou negativa (encurta), como ocorre no níquel. Figura 2: A deformação de um membro transformador devido a um campo magnético Ha aplicado senoidalmente Na Figura 2, à medida que o campo aplicado aumenta, o membro (manga ou perna) sofre tensão e se alonga, o que é máximo conforme o pico do campo. À medida que o campo diminui, o alongamento também diminui. No semiciclo negativo, o processo de deformação se repete, embora o campo seja invertido (desconsiderando os efeitos de memória de histerese). A magnetostricção, portanto, ocorre com o dobro da frequência da rede, ou seja, para cada ciclo elétrico, existem dois ciclos de magnetostricção. Outros elementos permeáveis ​​do transformador, como blindagens, braçadeiras e tanques, também sofrem magnetostrição devido à exposição ao fluxo de dispersão (disperso). Agora podemos considerar os efeitos das forças magnetostritivas na nova versão 2212 do Simcenter 3D Low Freq EM. Embora aconteça em todos os dispositivos ferromagnéticos, por que está associado a transformadores? Simplesmente por causa do material do núcleo. Aços elétricos de grão orientado permeiam mais fluxo unidirecional para o mesmo campo aplicado que os aços não orientados (isotrópicos). Aços isotrópicos são usados ​​em máquinas elétricas rotativas. Assim, os aços elétricos de grão orientado experimentam maiores níveis de magnetostricção e pressão sonora. Esta é a única fonte de ruído do transformador? Na animação, você percebe que os enrolamentos do transformador são uma parte importante do transformador. Eles também experimentam uma força conhecida como Lorentz ou J x B , onde J é a densidade superficial de corrente elétrica e B é a indução magnética. Se você colocar um condutor entre os pólos de um imã em forma de ferradura e colocá-lo sobre dois condutores paralelos onde ele pode rolar livremente, complete o circuito usando uma bateria e um interruptor. Imediatamente você liga o interruptor, o condutor irá rolar em uma direção até que esteja fora do alcance do campo magnético. Da mesma forma que o fio solto é deslocado nas imagens abaixo. Ele experimenta a força de Lorentz causada pelo fluxo de corrente na presença de um campo magnético. Animação de The Lorentz Force – YouTube Os enrolamentos do transformador também experimentam isso, pois conduzem corrente na presença dos campos do núcleo, dispersão e enrolamento (próprio e mútuo). Embora aparafusado, ainda ocorre alguma deformação da estrutura do enrolamento, repetindo-se com o dobro da frequência da grade. Além do ruído, as forças de Lorentz são muitas vezes a razão para a falha estrutural do enrolamento. Como costuma acontecer quando um sistema entra em curto-circuito e a corrente aumenta várias vezes a corrente nominal. Os elementos estruturais do transformador condutivo, como blindagens, parafusos e sistemas de fixação, também estão sujeitos às forças de Lorentz. Eles estão expostos a dispersões e campos dispersos, que induzem correntes parasitas, resultando em forças de Lorentz. A redução de dispersões e campos parasitas é um desafio sempre presente no projeto de transformadores . Com nossos novos conhecimentos, vamos revisitar a junta do transformador vista à direita da Figura 1. É importante observar os entreferros. Eles interrompem o fluxo do fluxo magnético estabelecendo uma força atrativa entre os degraus, como quando um espaço separa dois ímãs. Isso é agravado pelos efeitos magnetostrictivos e pelo maior dispersão de fluxo. A força atrativa ou repulsiva é conhecida como força magnética ou força de Maxwell . A complexidade do projeto da junta do transformador é abordada observando-se o EMAG e as contribuições de força. Como o ruído do transformador é analisado? O reator de 1300 kVar visto na figura 3 foi simulado na nova versão do Simcenter 3D 2212. No ambiente EM de baixa frequência (EMAG), a curva característica magnetostritiva foi definida a partir da deformação e da indução magnética. Após a configuração do problema EMAG, as forças de interesse com base nos corpos sobre os quais atuam, no caso o núcleo, foram solicitadas e extraídas simultaneamente durante a resolução. Eles foram então exportados para o solucionador Simcenter 3D Acoustics. Modelos secundários geométricos e de malha específicos da física foram derivados e associados ao mesmo CAD primário . Consequentemente, quaisquer alterações CAD são herdadas automaticamente, economizando o tempo que seria gasto manualmente para acomodar quaisquer novas alterações geométricas. Os resultados de campo da figura 3 são as induções mangéticas, as forças de magnetostricção e a pressão acústica correspondente, tudo no Simcenter 3D. Figura 3: As induções magnéticas, as forças nodais magnetostrictivas e a pressão acústica resultante de um reator de 1300 kVar cortesia da Baobian Electric Até este ponto, examinamos apenas as fontes de ruído EMAG, que se aplicam a transformadores resfriados naturalmente. Para resfriamento forçado usando ventiladores, é importante considerar tanto as fontes EMAG quanto as fontes mecânicas (por exemplo, ventiladores) na análise de ruído, conforme ilustrado na figura 4. Figura 4: Uma abordagem de design multifísico de transformador de potência no Simcenter 3D, onde diferentes atributos físicos são avaliados para verificar seu desempenho Como a simulação ajuda? O desenvolvimento de transformadores de potência é um processo multiobjetivo (custo, tempo, qualidade) que os fabricantes de equipamentos devem acertar na primeira vez. Isso ocorre porque, nas indústrias de energia e serviços públicos, o protótipo físico é o produto. Nessas indústrias, as iterações físicas são realmente caras. Os fabricantes devem, portanto, entender o comportamento do transformador o mais rápido possível. A nova versão do Simcenter 3D 2212 fornece essa visão baseada na física sobre o comportamento do transformador. Isso é EMAG, desafios de engenharia estrutural e acústica em uma plataforma multifísica centrada em CAD com fluxos de trabalho rastreáveis. Ou seja, os diferentes atributos físicos (EMAG, estrutural e NVH) são verificados garantindo o desempenho geral do produto. Isso evita o excesso de engenharia com base em uma única física. A manutenção de vínculos geométricos com um modelo CAD primário de referência propaga as alterações geométricas automaticamente, mantendo os resultados da simulação (CAE) atualizados e garantindo sua relevância nas decisões de desenvolvimento do produto. A rastreabilidade padroniza os processos, acelerando os fluxos de trabalho, reduzindo as chances de duplicação desnecessária de tarefas e aprimorando a colaboração entre várias equipes. Se você está preocupado com o zumbido do transformador em seu projeto, a CAEXPERTS pode ajudá-lo a melhorar o projeto de seus transformadores, reatores e motores elétricos com workflows avançados de engenharia digital. Convidamos você para conhecer mais sobre nossos serviços e solicitar uma consultoria de diagnóstico gratuita no link abaixo.