A versão mais recente do Simcenter Systems 2604 oferece novos e poderosos recursos que abordam os desafios mais urgentes enfrentados pelos engenheiros atualmente. Desde avanços no projeto de baterias e validação de segurança térmica até simulação expandida de sistemas de gás e fluxos de trabalho de colaboração aprimorados, esta versão permite que os engenheiros trabalhem mais rápido, modelem maior complexidade e validem projetos com precisão sem precedentes. Seja para projetar veículos elétricos de última geração, otimizar sistemas pneumáticos ou expandir os limites das simulações de condições extremas, o Simcenter Systems 2604 oferece as ferramentas necessárias para acelerar a inovação e lançar produtos melhores no mercado mais rapidamente. Projeto e validação do pacote de baterias Supercharge A revolução da eletrificação continua, trazendo consigo desafios cada vez mais complexos no projeto de baterias, gerenciamento térmico e validação de segurança. O Simcenter Systems 2604 apresenta seis grandes melhorias no assistente de baterias que transformam fundamentalmente a maneira como os engenheiros abordam essas tarefas críticas. Integração perfeita com o Simcenter Simlab Uma das melhorias mais significativas no fluxo de trabalho desta versão é a capacidade de importar modelos 3D diretamente do Simcenter Simlab para o assistente de baterias. Essa integração elimina o atrito que existia anteriormente ao transitar entre os domínios de simulação estrutural e térmica. Os engenheiros agora podem aproveitar seu trabalho existente de CAD e malha do Simcenter Simlab, trazendo representações geométricas detalhadas para seus modelos térmicos de baterias sem reconstrução manual ou conversão de dados. Essa transição perfeita entre os produtos do Simcenter não apenas economiza tempo, mas também garante consistência e precisão em todo o processo de desenvolvimento. Interface não conforme para layouts de refrigeração flexíveis O gerenciamento térmico é crucial para o desempenho, a segurança e a longevidade das baterias. No entanto, projetar sistemas de resfriamento eficazes sempre apresentou desafios de modelagem, principalmente ao lidar com geometrias complexas onde as placas de resfriamento e as células da bateria não se alinham perfeitamente. O novo recurso de interface não conforme resolve esse problema diretamente, permitindo que os engenheiros modelem layouts de resfriamento sem a necessidade de interfaces de malha perfeitamente correspondentes entre os componentes. Essa flexibilidade significa que você pode simular com precisão configurações de resfriamento do mundo real, incluindo placas de resfriamento deslocadas, superfícies de contato irregulares e sistemas de gerenciamento térmico multicamadas, mantendo a precisão da simulação e reduzindo o tempo de preparação da malha. Configuração automatizada de resfriamento lateral Com base nas melhorias de refrigeração, o Simcenter Systems 2604 apresenta um fluxo de trabalho automatizado específico para configurações de refrigeração lateral. A refrigeração lateral tem se tornado cada vez mais popular em projetos de baterias devido à sua eficiência de espaço e características de desempenho térmico, mas a configuração desses modelos tradicionalmente consumia muito tempo e era propensa a erros. O novo fluxo de trabalho guiado automatiza o posicionamento, a conexão e o acoplamento térmico dos componentes de refrigeração lateral, reduzindo drasticamente o tempo de configuração e garantindo a adoção das melhores práticas. Os engenheiros agora podem explorar rapidamente diversas variantes de projeto de refrigeração lateral, acelerando o processo de otimização e ajudando a identificar a estratégia de gerenciamento térmico mais eficaz para sua aplicação específica. Geração de esboços mais rápida As melhorias de desempenho muitas vezes passam despercebidas até que você as experimente em primeira mão, mas o aumento de 30 vezes na velocidade de geração de esboços para o assistente de baterias é impossível de ignorar. O que antes levava minutos agora acontece em segundos. Essa inovação revolucionária transforma a experiência de design interativo, permitindo que os engenheiros iterem rapidamente por diferentes configurações de baterias, testem vários arranjos de células e explorem alternativas de design sem espera. O impacto vai além da produtividade individual. Ele muda fundamentalmente o processo de design, possibilitando uma exploração mais completa do espaço de design e, em última análise, levando a baterias mais otimizadas. Modelagem eletroquímica avançada com eletrodos de mistura As células de bateria modernas utilizam cada vez mais eletrodos mistos, combinando múltiplos materiais ativos no ânodo ou cátodo para otimizar o equilíbrio entre densidade de potência, densidade de energia, custo e vida útil. No entanto, simular com precisão essas células multimateriais tem sido um desafio. O Simcenter Systems 2604 aprimora tanto o modelo de partícula única com eletrólito (SPME) quanto os modelos eletroquímicos pseudo-2D (p2d) com recursos de definição de materiais mistos. Os engenheiros agora podem definir múltiplos materiais ativos em um único eletrodo e prever com precisão como esses materiais mistos interagem durante os ciclos de carga e descarga. Essa capacidade permite a otimização precisa das proporções de mistura de materiais para atingir as características de desempenho desejadas. Fundamentalmente, permite a modelagem precisa dos mecanismos de envelhecimento para cada material ativo individualmente. O resultado são previsões mais precisas em nível de célula que influenciam diretamente as decisões de projeto em nível de bateria. Modelagem de fuga térmica dependente de SOC A segurança é fundamental no projeto de baterias, e a fuga térmica representa um dos modos de falha mais críticos. O desafio reside no fato de que o comportamento da fuga térmica varia drasticamente dependendo do estado de carga (SOC) da bateria. Uma bateria totalmente carregada comporta-se de maneira muito diferente sob estresse térmico do que uma parcialmente descarregada. O Simcenter Systems 2604 introduz um modelo aprimorado de fuga térmica que incorpora explicitamente a dependência do SOC, permitindo que os engenheiros simulem com precisão o comportamento da fuga térmica em diferentes perfis de carga e níveis de carga. Isso elimina a necessidade de ajuste manual dos parâmetros cinéticos para cada condição de SOC, economizando tempo valioso de engenharia e melhorando a precisão. Talvez o mais importante seja que essa capacidade possibilita a adoção de metodologias robustas de demonstração de fuga térmica para acelerar a validação de baterias. Ao simular com precisão esses cenários críticos de segurança virtualmente, os engenheiros podem reduzir significativamente a dependência de testes físicos dispendiosos e demorados, garantindo que seus projetos atendam aos rigorosos requisitos de segurança em toda a faixa operacional. Ampliação das capacidades de simulação de sistemas de gás Embora a eletrificação por baterias domine as manchetes, os sistemas a gás continuam sendo fundamentais para inúmeras aplicações, desde controles pneumáticos em automação industrial até compressores em sistemas de climatização e manuseio especializado de gases em ambientes extremos. O Simcenter Systems 2604 oferece três melhorias significativas à biblioteca de gases, que expandem os recursos de simulação e otimizam os fluxos de trabalho. Ferramenta de migração de mapas do compressor Engenheiros que trabalham com modelos de compressores frequentemente precisam migrar dados da biblioteca de misturas gasosas legada para a biblioteca de gases mais avançada, um processo que historicamente exigia edição manual de arquivos. Esse trabalho tedioso consumia tempo e introduzia potencial para erros. A nova ferramenta de migração de mapas de compressores automatiza todo esse processo, transformando os mapas de compressores para o formato padrão usado pelos compressores da biblioteca de gases com um único clique. A ferramenta é iniciada diretamente do próprio componente do compressor, integrando-se perfeitamente aos fluxos de trabalho existentes. Ela suporta entradas baseadas em tabelas e em eficiência constante, garantindo flexibilidade para diferentes tipos de dados de compressores e produzindo resultados prontos para uso, imediatamente compatíveis com os modelos da biblioteca de gases. Essa automação permite que os engenheiros se concentrem em trabalhos de projeto e análise de maior valor agregado, em vez de se preocuparem com a manipulação de dados. Propriedades termofísicas tabeladas A simulação de sistemas que envolvem gases especiais sempre apresentou desafios. Esses gases operam em temperaturas ou pressões extremas, ou simplesmente não possuem correlações de propriedades padrão. O Simcenter Systems 2604 agora permite o uso de tabelas para definir propriedades termodinâmicas e de transporte de gases, proporcionando uma flexibilidade sem precedentes. Os engenheiros podem inserir dados experimentais ou tabelas de propriedades altamente especializadas diretamente nas simulações, definindo com precisão a densidade, entalpia, entropia, viscosidade e condutividade térmica do gás como funções da pressão e da temperatura. Essa capacidade expande drasticamente a aplicabilidade da simulação a sistemas não convencionais. Um excelente exemplo são os disjuntores de alta tensão que utilizam plasmas que atingem temperaturas de até 40.000 Kelvin. Essas condições estão muito além do alcance das correlações padrão. Com propriedades tabeladas, essas aplicações extremas agora podem ser modeladas com precisão. Construtor de válvulas para biblioteca de gás As válvulas pneumáticas apresentam uma enorme variedade de configurações, com diferentes números de portas, posições e características de fluxo. A quantidade de combinações possíveis excede em muito o que qualquer biblioteca de modelos predefinidos pode abranger de forma realista. Frequentemente, os engenheiros precisam de configurações de válvulas muito específicas que não estão imediatamente disponíveis, o que leva a soluções alternativas ou compromissos. O novo construtor de válvulas para a biblioteca de gás resolve esse problema, fornecendo uma ferramenta dedicada para a criação de modelos de válvulas personalizados. Usando uma interface gráfica flexível, os engenheiros podem configurar visualmente a estrutura da válvula, definir caminhos de fluxo e caracterizar o comportamento sem escrever código. Seja modelando uma válvula simples de 2 vias ou uma válvula de controle direcional complexa com múltiplas portas e posições, o construtor de válvulas oferece a liberdade de definir exatamente o que é necessário, desbloqueando novos níveis de precisão de simulação para sistemas pneumáticos. Simulação de turbina a gás com Simcenter Flomaster O projeto de turbinas a gás exige precisão excepcional, principalmente no que diz respeito ao resfriamento das pás e à análise térmica. As condições operacionais extremas, as tolerâncias rigorosas e as complexas interações multifísicas tornam a simulação precisa essencial para atingir as metas de desempenho, garantindo ao mesmo tempo a durabilidade dos componentes. O Simcenter Flomaster 2604 apresenta três melhorias importantes que atendem especificamente às necessidades dos engenheiros de turbinas a gás. Scripting de dutos aprimorado com dados de fluxo local Correlações personalizadas são frequentemente essenciais para capturar a física singular de projetos proprietários de resfriamento de turbinas a gás, mas aplicar essas correlações com precisão tem sido um desafio quando as condições locais de fluxo e parede variam significativamente. A interface aprimorada de scripts de dutos no Simcenter Flomaster 2604 agora expõe dados de fluxo em nível de segmento e temperaturas de parede diretamente para cálculos personalizados de atrito e transferência de calor. Os engenheiros podem acessar a pressão estática e total, a temperatura estática e total em cada nó interno e as temperaturas de parede discriminadas por segmento e setor. O número do segmento atual também está disponível, permitindo que os cálculos variem ao longo do comprimento do duto. Metadados de componentes, como grupo, tipo e título, informam aos scripts em qual componente estão sendo executados, possibilitando a reutilização do mesmo script em diferentes dutos com comportamentos distintos. Esse acesso aprimorado aos dados permite que os engenheiros implementem correlações proprietárias usando as condições locais corretas, em vez de depender de suposições médias ou externas, aumentando significativamente a confiabilidade nos resultados de simulação específicos da aplicação. Controle independente da temperatura da parede circunferencial Os canais de refrigeração em pás de turbinas a gás frequentemente apresentam temperaturas drasticamente diferentes em lados distintos. Por exemplo, um canal de refrigeração pode ter temperaturas significativamente diferentes na borda de fuga em comparação com a borda de ataque, ou entre os lados de pressão e sucção. Anteriormente, o Simcenter Flomaster só permitia aplicar uma única temperatura de parede a todo o perímetro de um duto, obrigando os engenheiros a dividir os dutos em múltiplos componentes para representar diferentes condições de parede ao longo da circunferência. Essa divisão artificial complicava os modelos e introduzia potencial para erros. O componente de duto interno agora suporta até quatro temperaturas de parede independentes ao redor da circunferência, uma por face, utilizando os componentes existentes de transferência de calor e tubulação. Cada face do duto pode ser conectada a um limite de transferência de calor diferente, eliminando a necessidade de divisão artificial do duto. Combinado com a capacidade de variação axial existente, os engenheiros agora têm controle de temperatura em ambas as direções, ao longo e ao redor do canal, a partir de um único componente. Essa melhoria aumenta a precisão da previsão do desempenho de refrigeração, simplifica a configuração do modelo e reduz o potencial para erros de modelagem. Simulação conjunta totalmente acoplada para projeto de pás O projeto de pás de turbinas a gás é inerentemente multifísico. As cargas aerodinâmicas afetam a deformação estrutural, o que altera os caminhos do fluxo e a eficácia do resfriamento, afetando, por sua vez, as temperaturas do metal e as tensões térmicas. O acoplamento frouxo entre as análises termofluidodinâmica e estrutural pode causar resultados inconsistentes no projeto aerotérmico-estrutural das pás, levando a iterações de projeto, aumento do risco e dificuldade em atender aos rigorosos requisitos de precisão exigidos pelos projetos de pás modernos. O Simcenter Flomaster 2604 introduz a co-simulação totalmente acoplada com sincronização termofluidodinâmica e estrutural em nível de iteração entre o Simcenter Flomaster e o Simcenter 3D. Esse acoplamento em nível de iteração garante uma convergência multifísica consistente entre as ferramentas, permitindo que os engenheiros atendam aos requisitos de precisão do projeto de pás que seriam impossíveis com abordagens de acoplamento frouxo. As previsões totalmente acopladas reduzem o risco do projeto ao capturar a interação real entre os fenômenos aerodinâmicos, térmicos e estruturais, proporcionando aos engenheiros a confiança de que suas previsões virtuais representam com precisão o comportamento real das pás. Essa funcionalidade estará disponível na versão Simcenter 3D 2606. Visualização aprimorada e simulação mecânica Compreender os resultados da simulação é tão importante quanto gerá-los, e a visualização desempenha um papel crucial na extração de informações de sistemas mecânicos complexos. O Simcenter Systems 2604 introduz um novo domínio mecânico 3D em cenas 3D que moderniza a forma como os engenheiros visualizam e comunicam os resultados da simulação mecânica. Essa melhoria traz recursos avançados de animação e técnicas de visualização contemporâneas para modelos de domínio mecânico, facilitando a compreensão do comportamento dinâmico, a identificação de problemas potenciais e a comunicação das descobertas às partes interessadas. O ambiente de visualização modernizado proporciona insights mais claros sobre o desempenho do sistema mecânico, apoiando uma melhor tomada de decisão ao longo do processo de desenvolvimento. Integração e colaboração perfeitas A engenharia moderna é colaborativa, e a colaboração eficaz exige ferramentas robustas para compartilhamento de modelos, controle de versões e gerenciamento de variantes. O Simcenter Systems 2604 oferece três melhorias principais que fortalecem os fluxos de trabalho de integração e colaboração. Solucionador de passo variável em FMUs sem licença As unidades funcionais de simulação (FMUs) tornaram-se uma forma padrão de compartilhar modelos de simulação validados entre organizações e ferramentas, mas as limitações nas capacidades dos solucionadores às vezes restringiam sua aplicabilidade. O Simcenter Systems 2604 agora oferece suporte a solucionadores de passo variável em FMUs sem licença, proporcionando uma implantação de modelos mais flexível e eficiente. Esse aprimoramento permite que as FMUs exportadas ajustem automaticamente seu passo de tempo com base na dinâmica do sistema, melhorando tanto a precisão quanto a eficiência computacional. Os engenheiros agora podem implantar modelos sofisticados para parceiros, fornecedores ou outros departamentos com a confiança de que eles serão executados com eficiência sem a necessidade de licenças do Simcenter. Conjuntos de parâmetros para variantes do modelo Tradicionalmente, o gerenciamento de múltiplas variantes de um modelo exigia a manutenção de arquivos de modelo separados ou a alteração manual de parâmetros, ambas abordagens propensas a erros. Diferentes configurações, condições de operação ou alternativas de projeto demandavam um controle cuidadoso. O novo recurso de conjuntos de parâmetros oferece gerenciamento centralizado de variantes de modelo por meio de coleções de parâmetros organizadas. Os engenheiros podem definir múltiplos conjuntos de parâmetros em um único modelo, cada um representando uma configuração ou cenário de operação diferente, e alternar entre eles instantaneamente. Essa abordagem reduz erros, garante consistência e facilita muito a exploração de alternativas de projeto ou a manutenção de modelos para diferentes variantes de produto. Integração com repositório Git externo O controle de versão é essencial para gerenciar a evolução de modelos, viabilizar a colaboração e manter a rastreabilidade. No entanto, a integração de modelos de simulação com sistemas modernos de controle de versão frequentemente exigia ferramentas externas e processos manuais. O Simcenter Systems 2604 agora oferece integração direta com repositórios Git externos, incluindo GitHub, GitLab e Azure DevOps, diretamente do Simcenter Amesim. Os engenheiros podem confirmar alterações, acompanhar o histórico, gerenciar branches e colaborar com membros da equipe usando fluxos de trabalho Git padrão do setor, sem sair do ambiente de simulação. Essa integração alinha o gerenciamento de modelos de simulação às práticas modernas de desenvolvimento de software, aprimorando a colaboração, a rastreabilidade e o gerenciamento geral de projetos. Experimente o Simcenter Systems 2604 hoje mesmo. O Simcenter Systems 2604 representa um avanço significativo nas capacidades de simulação de sistemas, com ênfase particular no projeto e validação de baterias, modelagem expandida de sistemas de gás e colaboração aprimorada. Esses aprimoramentos permitem que os engenheiros enfrentem desafios cada vez mais complexos com maior rapidez, precisão e confiança. Quer conhecer na prática como os recursos do Simcenter Systems 2604 podem acelerar seus projetos, desde o desenvolvimento avançado de baterias até a simulação de sistemas complexos e integração colaborativa? Agende uma reunião com a CAEXPERTS e descubra como aplicar essas inovações para aumentar a eficiência, reduzir ciclos de desenvolvimento e elevar a precisão das suas simulações com o suporte de especialistas em soluções CAE. WhatsApp: +55 (48) 98814-4798 E-mail: contato@caexperts.com.br

Tubulações industriais estão presentes em praticamente todos os setores de processo: óleo e gás, energia, mineração, siderurgia, saneamento, química, alimentos, farmacêutica, automotivo e muitos outros. Elas transportam água, óleo, gases, vapor, produtos químicos, efluentes, sólidos em suspensão e fluidos sob condições severas de pressão e temperatura. Apesar de muitas vezes parecerem elementos simples de infraestrutura, tubulações concentram desafios críticos de engenharia. Alterações de geometria, curvas, válvulas, variações térmicas, presença de partículas, escoamentos multifásicos e mudanças operacionais podem gerar perdas de carga, zonas mortas, erosão, deposição, vibração, falhas estruturais e aumento do consumo energético. Nesse contexto, a simulação computacional deixa de ser apenas uma ferramenta de validação e passa a ser uma aliada estratégica no projeto, na operação e na otimização de sistemas industriais. Com o uso de tecnologias como CFD, análise térmica, interação fluido-estrutura (FSI), estudos paramétricos e análises com partículas (DEM), é possível avaliar cenários, antecipar riscos e tomar decisões de engenharia com mais segurança. Por que simular tubulações industriais? O desempenho de uma tubulação depende de uma combinação de fatores físicos e operacionais. A velocidade do fluido, a pressão, a temperatura, a rugosidade, a geometria, a presença de sólidos, a composição do fluido e as condições de contorno afetam diretamente o comportamento do sistema. Na prática, isso significa que pequenas decisões de projeto podem gerar impactos relevantes ao longo da vida útil do equipamento. Um raio de curva inadequado pode aumentar a perda de carga. Uma velocidade mal dimensionada pode acelerar desgaste abrasivo. Uma região de baixa velocidade pode favorecer deposição. Um gradiente térmico pode induzir tensões. Um regime multifásico instável pode gerar vibração e fadiga. A simulação permite investigar esses fenômenos antes que eles se transformem em problemas de campo. Entre as principais aplicações estão: Previsão de perdas de carga e distribuição de velocidades; Identificação de recirculações, separações e zonas mortas; Análise de erosão, corrosão, incrustação, deposição e fouling; Avaliação de regimes multifásicos, como bolhas, slugging, fluxo anular e transporte de partículas; Otimização de diâmetros, curvas, válvulas e layouts; Redução do consumo energético; Integração com análises térmicas e estruturais; Suporte à tomada de decisão com base em dados. Ao substituir parte da dependência de protótipos físicos por modelos virtuais, as equipes de engenharia conseguem reduzir custos, acelerar ciclos de projeto e aumentar a confiabilidade das soluções propostas. CAD 3D como base para engenharia integrada Antes de qualquer simulação, é essencial que a geometria do sistema seja bem representada. O uso de ferramentas CAD 3D aplicadas a tubulações permite estruturar modelos mais complexos, automatizar tarefas e padronizar projetos em diferentes localidades. Soluções como Solid Edge Piping e Siemens NX contribuem para a criação e o gerenciamento de projetos de tubulação, desenhos de fabricação, PMI, documentação técnica e integração com ambientes PLM. Essa integração é importante porque aproxima as etapas de concepção, documentação, análise e fabricação. Em um fluxo digital mais maduro, o modelo CAD não é apenas uma representação visual. Ele se torna a base para simulações, estudos de variação geométrica, geração de desenhos e avaliação de alternativas de projeto. CFD: entendendo o escoamento antes da operação A Dinâmica dos Fluidos Computacional, ou CFD, permite visualizar e quantificar o comportamento do escoamento dentro da tubulação. Em vez de avaliar apenas valores médios de pressão ou vazão, a engenharia passa a enxergar detalhes locais: regiões de alta velocidade, recirculações, gradientes de pressão, zonas de impacto, variações térmicas e distribuição de fases. Um exemplo simples é o escoamento em uma tubulação com curva em S. A mudança gradual de direção redistribui o perfil de velocidade ao longo da seção transversal. As maiores velocidades tendem a se deslocar para regiões próximas à parte externa das curvas, aumentando gradientes de pressão e perdas de carga em comparação com uma tubulação reta equivalente. Esse tipo de análise é importante porque muitos problemas operacionais nascem de efeitos locais. Uma região com velocidade elevada pode intensificar erosão. Uma área de baixa velocidade pode favorecer deposição ou prejudicar a mistura. Uma geometria aparentemente adequada pode, na prática, criar instabilidades que afetam o desempenho global do sistema. Análises térmicas e efeitos em sistemas submarinos Em aplicações de óleo e gás, especialmente em sistemas submarinos, o comportamento térmico é determinante para a segurança e a continuidade operacional. Durante a inicialização de poços e em regiões com alta queda de pressão, como válvulas e estranguladores, pode ocorrer redução significativa de temperatura por efeito Joule-Thomson. Essa queda térmica pode afetar a parede da tubulação, regiões de vedação e componentes críticos. Temperaturas baixas também aumentam o risco de formação de sólidos no escoamento, como hidratos ou outros depósitos indesejados. A simulação térmica ajuda a responder perguntas essenciais: Qual é a temperatura mínima esperada na parede da tubulação? Quais regiões estão mais expostas a resfriamento intenso? Os materiais selecionados suportam as condições térmicas previstas? Há necessidade de estratégias de mitigação ou injeção química? Modelos simplificados 1D são suficientes ou é necessária análise 3D de alta fidelidade? Com essas respostas, o projeto ganha mais robustez e reduz a probabilidade de falhas durante partida, transientes ou operação contínua. Integração térmica, estrutural e FSI Em muitos casos, não basta avaliar o fluido isoladamente. O escoamento gera campos de pressão e de temperatura que induzem tensões elevadas nas paredes da tubulação. A estrutura, por sua vez, pode deformar e alterar o comportamento do fluido. É nesse ponto que entra a análise de interação fluido-estrutura, conhecida como FSI. Existem duas formas de fazer este acoplamento: One way – a deformação do sólido não afeta o escoamento Two way – a deformação do sólido afeta o escoamento. O solver calcula o escoamento, a deformação e a partir dela, ajusta novamente o escoamento. A integração entre CFD, transferência de calor e análise estrutural permite mapear campos de temperatura do modelo de fluido para o modelo mecânico, reduzindo erros de interpolação e facilitando análises de tensão térmica. Esse fluxo de trabalho é especialmente relevante em coletores, curvas, dutos, equipamentos pressurizados e sistemas submetidos a variações térmicas importantes. Em aplicações multifásicas, a FSI também é útil para avaliar vibração induzida por fluxo. Em sistemas submarinos, como jumpers e manifolds, pressões dinâmicas e regimes instáveis podem gerar fadiga, comprometendo a integridade do equipamento. Com CFD acoplado à análise estrutural, a equipe consegue prever carregamentos dinâmicos, deformações e regiões críticas antes da falha. Meios porosos: filtros, catalisadores e equipamentos compactos Nem todo sistema de tubulação envolve apenas regiões livres de escoamento. Em muitos equipamentos industriais, o fluido atravessa estruturas parcialmente bloqueadas, como filtros, leitos empacotados, catalisadores, serpentinas compactas e filtros de partículas. Nesses casos, modelos de meio poroso representam a resistência imposta pela estrutura sólida ao escoamento. O modelo considera propriedades como porosidade, condutividade térmica, densidade e calor específico para estimar queda de pressão, troca de calor e distribuição de velocidade. Exemplo do modelo de meio poroso usado para uma aplicação de DPF (Filtro de Partículas Diesel) Essa abordagem é especialmente relevante em sistemas de pós-tratamento automotivo, filtros industriais e catalisadores. Em aplicações reativas, como sistemas SCR (Redução Catalítica Seletiva) para redução catalítica seletiva de NOx, o modelo pode incluir pulverização, química heterogênea, catalisador tratado como meio poroso e parâmetros ajustados para representar a conversão química e a relação amônia/NOx. Resultados globais do caso de Abidin et al. com Simcenter STAR-CCM+ O resultado é uma representação realista do desempenho do equipamento, com melhor capacidade de prever eficiência, perda de carga e comportamento térmico ao ser comparado com o experimental, trazendo vantagens no time-to-market e custos com testes físicos. Escoamento multifásico Grande parte dos desafios em tubulações industriais envolve mais de uma fase. Pode haver gás e líquido, líquido e partículas, lama mineral, areia, bolhas, filmes líquidos, gotas ou sólidos em suspensão. Em óleo e gás, por exemplo, a produção de areia em poços pode causar erosão severa em equipamentos submarinos e de superfície. Já em mineração, dragagem e determinados processos industriais, o transporte de lama ou slurry é uma aplicação crítica, pois envolve uma mistura de fluido com partículas sólidas em suspensão, geralmente transportada de forma contínua por longas linhas de tubulação. Esse tipo de escoamento apresenta desafios próprios. A interação fluido-partícula é complexa, a distribuição de sólidos pode ser não uniforme e o comportamento do sistema depende diretamente da velocidade de transporte, do tamanho das partículas, da concentração de sólidos e da geometria da linha. Quando a velocidade é baixa, há risco de deposição, formação de leito e bloqueios. Quando a velocidade é alta, aumentam a perda de carga, o consumo energético e o potencial de erosão nas paredes da tubulação. No caso de lama mineral, a simulação CFD permite prever variáveis importantes para o projeto e a operação, como variação de pressão, concentração de sólidos, velocidade crítica de transporte e regimes de escoamento. Com isso, é possível avaliar se o sistema tende a operar em regime mais homogêneo, heterogêneo ou estratificado, além de identificar regiões com maior risco de deposição, desgaste ou instabilidade operacional. A simulação multifásica permite avaliar: Transporte de sólidos e partículas; Erosão por impacto ou abrasão; Distribuição de concentração de sólidos; Velocidade crítica para evitar deposição; Formação de leito e risco de bloqueio em linhas de slurry; Regimes homogêneos, heterogêneos ou estratificados; Fluxo anular em pipelines; Redistribuição de filmes líquidos em curvas; Estabilidade operacional do sistema. Com modelos como DEM, VOF e abordagens multifásicas Eulerianas, é possível estudar tanto a interação partícula-parede quanto a distribuição de fases contínuas e sólidas. Isso amplia a capacidade de prever regiões críticas de desgaste, deposição, bloqueio, instabilidade e perda de eficiência, apoiando decisões sobre velocidade operacional, diâmetro da tubulação, geometria de curvas e estratégias para reduzir consumo energético e falhas operacionais. Otimização: construir, simular, explorar e avaliar O grande ganho da simulação aparece quando ela deixa de ser usada apenas para validar uma solução única e passa a explorar múltiplas alternativas. Em vez de perguntar se um projeto funciona, a engenharia passa a perguntar qual configuração funciona melhor. Com estudos paramétricos e otimização, é possível avaliar automaticamente diferentes geometrias, diâmetros, curvas, ângulos, aberturas, condições operacionais e combinações de projeto. Ferramentas como o Design Manager integrado ao Simcenter STAR-CCM+ permitem realizar varreduras manuais ou automáticas, estudos de robustez, otimizações, comparações entre variantes e análises de sensibilidade. Essa abordagem ajuda a identificar geometrias que minimizam perdas de carga, reduzem zonas de recirculação, melhoram a distribuição de velocidade e aumentam a eficiência global do sistema. Os benefícios são diretos: Redução do tempo de análise; Avaliação simultânea de múltiplos cenários; Maior compreensão do comportamento do produto ou processo; Decisões mais rápidas e embasadas; Projetos mais robustos; Melhor desempenho operacional; Maior valor extraído de cada ciclo de engenharia. Estudo de caso: otimização de filtro de manga Apresentamos um estudo de caso envolvendo um sistema de filtro de manga, equipamento utilizado em processos industriais para controle de emissões particuladas em setores como mineração, cimento, siderurgia e processos químicos. O estudo utilizou o Design Manager acoplado ao Simcenter STAR-CCM+ para parametrização e otimização geométrica. A geometria foi configurada para permitir a avaliação de diferentes cenários construtivos e operacionais, incluindo: Variação do diâmetro das tubulações; Utilização de venezianas; Alteração das dimensões das venezianas; Avaliação de diferentes ângulos de abertura, como totalmente aberta, abertura em 30° e totalmente fechada. Ao todo, foram analisadas 36 configurações. A comparação simultânea dos cenários permitiu avaliar variáveis de interesse, visualizar o comportamento térmico e entender o impacto de cada alteração geométrica no desempenho do sistema. O melhor design avaliado apresentou veneziana de 95 cm com abertura de 30°, tubulação com raio de 26 cm e redução térmica de aproximadamente 3 °C ao longo da linha de tubulação. Mais do que o valor absoluto da redução térmica, o estudo evidencia o papel estratégico da automação de simulações. Com a parametrização, a equipe conseguiu comparar vários cenários, reduzir o tempo de análise e aumentar a confiabilidade da tomada de decisão. O papel da CAEXPERTS na digitalização da engenharia A CAEXPERTS atua com simulação computacional, engenharia aplicada e implementação de soluções tecnológicas, apoiando empresas na resolução de desafios industriais com foco em inovação, competitividade e retorno sobre investimento em CAE. Como parceira e revendedora oficial das soluções Siemens Digital Industries Software, a CAEXPERTS contribui para a transformação digital da engenharia por meio da combinação entre conhecimento prático, tecnologia de ponta e suporte técnico especializado. Além do fornecimento das soluções, atuamos na implementação das ferramentas e no desenvolvimento de metodologias para maximizar resultados e acelerar a maturidade digital das empresas. Um dos diferenciais da CAEXPERTS está na forma como conduzimos a implementação das soluções. Contamos com uma equipe multidisciplinar composta por especialistas de diferentes áreas da engenharia, oferecendo suporte técnico contínuo e alinhado aos desafios reais da indústria. Além disso, desenvolvemos o primeiro projeto em conjunto com o cliente, promovendo a transferência de conhecimento prático para a equipe interna e acelerando a curva de aprendizado. Essa abordagem permite maior autonomia operacional, reduz riscos de implementação e potencializa o retorno sobre o investimento realizado em tecnologia e engenharia digital. No contexto de tubulações industriais, isso significa apoiar empresas em diferentes etapas do processo: desde a modelagem CAD e preparação de geometria até simulações CFD, análises térmicas, escoamentos multifásicos, interação fluido-estrutura, otimização e avaliação de integridade. Conclusão Projetar tubulações industriais é equilibrar desempenho, segurança, custo, eficiência energética e confiabilidade. Em sistemas cada vez mais complexos, decisões baseadas apenas em experiência prévia ou cálculos simplificados podem deixar de capturar fenômenos locais importantes. A simulação computacional permite enxergar o comportamento real do sistema com mais profundidade. Ela antecipa falhas, reduz incertezas, compara alternativas, orienta escolhas de projeto e acelera a tomada de decisão. Ao integrar ferramentas como CFD, análise térmica, DEM, FSI, modelos multifásicos, meios porosos e otimização, a engenharia passa a construir soluções mais robustas, mais rápidas e com melhor custo-benefício. Se a sua empresa enfrenta desafios com perda de carga, erosão, deposição, vibração, aquecimento, resfriamento, transporte de sólidos ou otimização de sistemas de tubulação, a CAEXPERTS pode apoiar sua equipe na aplicação da simulação como ferramenta estratégica para melhorar resultados industriais. Sobre o apresentador O webinar foi apresentado por Marcus de Castro Neves, Engenheiro Mecânico, M.Sc. e Especialista CAE. Marcus possui ampla experiência na aplicação de simulação computacional para desafios de engenharia industrial, com atuação em análises CFD, escoamentos multifásicos, transferência de calor, sistemas de combustão, interação fluido-estrutura e otimização de sistemas. Além disso, Marcus é certificado pela Siemens Xcelerator Academy como Certified Simcenter STAR-CCM+ CFD Professional 2025, reforçando sua qualificação técnica no uso de uma das principais plataformas de simulação multifísica do portfólio Siemens. Quer avaliar um desafio real de tubulação, erosão, perda de carga, escoamento multifásico ou otimização de projeto na sua empresa? Agende uma reunião com a CAEXPERTS e descubra como nossas soluções em simulação computacional, CFD, análises térmicas e otimização podem transformar desafios operacionais em decisões estratégicas, reduzindo riscos, custos e acelerando resultados com tecnologia Siemens e expertise aplicada à engenharia. WhatsApp: +55 (48) 98814-4798 E-mail: contato@caexperts.com.br

Em em vídeo recente da Siemens de dicas e truques do software Designcenter™ NX™, foi explorado como a Modelagem Síncrona permite modificar geometrias 3D de forma rápida e eficiente. Esse conjunto de comandos torna incrivelmente fácil implementar alterações rápidas no projeto sem a necessidade de entender como um modelo foi originalmente construído, aumentando drasticamente sua produtividade, mesmo em grandes montagens. Confira o vídeo abaixo ou role a página para baixo para saber mais sobre como aproveitar os comandos de Modelagem Síncrona para fazer alterações de projeto rápidas e flexíveis em seus modelos e montagens. Mover Face – Reposicione a Geometria com Facilidade Uma das principais funcionalidades da Modelagem Síncrona do Designcenter NX é a capacidade de manipular diretamente a geometria, e o comando Mover Face é um exemplo perfeito disso. Em vez de revisar o histórico de modelagem ou reconstruir recursos, o Mover Face permite selecionar qualquer face e reposicioná-la instantaneamente. Você pode clicar e arrastar usando as setas direcionais para ajustar a distância ou o ângulo interativamente, ou digitar manualmente valores precisos diretamente na janela de comando. Figura 1: Recurso de comando Mover Face mostrando a capacidade de deslocar uma Face selecionada Figura 2: Recurso de comando Mover Face, mostrando a capacidade de ajustar o ângulo de uma face selecionada O comando Mover Face oferece controle direto e intuitivo sobre a geometria, sem necessidade de histórico. Essa flexibilidade torna o Mover Face uma ferramenta ideal para iterações rápidas de projeto. Seja para deslocar uma superfície em alguns milímetros ou ajustar o ângulo de um elemento, o comando se adapta ao seu fluxo de trabalho, colocando você no controle total do seu projeto sem complexidade desnecessária. Comando para redimensionar o furo Ao trabalhar com componentes que contêm vários furos, manter a consistência é fundamental. O comando Redimensionar Furo, dentro da Modelagem Síncrona, permite que os usuários editem e redimensionem rapidamente os furos diretamente na geometria. Após selecionar uma face com furo, a janela de comando exibe a guia Localizador de Faces, onde a opção Localizar Clone pode ser encontrada. Esse recurso poderoso, combinado com o comando Redimensionar Furo, permite selecionar e editar vários furos simultaneamente, economizando tempo e garantindo a consistência em todo o modelo. Figura 3: Demonstração do comando Redimensionar Buraco com filtragem de seleção de clones Figura 4: Comando Redimensionar Furo demonstrando a edição simultânea de quatro furos separados Essa funcionalidade atua como um filtro de seleção inteligente, identificando e agrupando automaticamente furos idênticos para que você possa editá-los todos simultaneamente em uma única operação. Em vez de modificar cada furo individualmente, você pode fazer uma única alteração que se propaga por todas as instâncias correspondentes, garantindo uniformidade e reduzindo drasticamente o tempo gasto em edições repetitivas. Substituir Face – Alcançando Simetria e Geometria Limpa Muitas vezes, os projetos exigem um nível de simetria ou uniformidade que pode ser difícil de alcançar com os métodos de modelagem tradicionais. O comando "Substituir Face" da Modelagem Síncrona resolve esse problema, permitindo que os usuários substituam faces selecionadas por outras faces selecionadas, combinando ou remodelando a geometria para produzir modelos mais limpos e simétricos. O comando "Substituir Face" simplifica o processo de obtenção de geometria simétrica e uniforme sem a necessidade de reconstruir elementos do zero. Este comando é particularmente útil ao trabalhar com geometrias importadas ou modelos sem histórico de recursos, onde as ferramentas tradicionais de simetria podem não estar disponíveis. Ao substituir faces diretamente, você pode alinhar rapidamente seu modelo com a sua intenção de projeto, independentemente de como ele foi originalmente construído. Excluir Face Às vezes, a alteração de design mais eficaz é a remoção de geometria desnecessária. O comando "Excluir Face" da Modelagem Síncrona permite que os usuários removam faces selecionadas de um componente, resultando em uma peça mais limpa e suave. Em vez de suprimir recursos ou editar uma árvore de histórico, você pode simplesmente selecionar as faces que deseja remover e excluí-las diretamente. O comando "Excluir Face" otimiza seus componentes removendo faces indesejadas, produzindo uma geometria suave e limpa com apenas alguns cliques. Figura 5: Comando Excluir Face em ação Figura 6: Resultados do comando Excluir Face, que remove geometria desnecessária Essa abordagem direta facilita a limpeza de modelos importados, a remoção de recursos obsoletos ou a simplificação da geometria para processos subsequentes, tudo sem a necessidade de compreender ou navegar pelo histórico de modelagem original. Redimensionar padrão – Ajuste os padrões instantaneamente Ao trabalhar com elementos padronizados, como furos para parafusos, o comando Redimensionar Padrão, dentro da Modelagem Síncrona, oferece uma maneira rápida e intuitiva de modificar tanto o layout quanto a quantidade de um padrão. Acessível através do menu suspenso Mais, no grupo Modelagem Síncrona, este comando permite que você simplesmente selecione uma das faces dentro do padrão, e o Designcenter NX reconhecerá e carregará automaticamente o padrão completo para edição. O comando Redimensionar Padrão detecta e carrega automaticamente padrões existentes, permitindo ajustar a contagem e a distância entre os pontos de forma rápida e eficiente. Figura 7: Janela de comando do recurso Redimensionar Padrão, identificando padrões anteriores Figura 8: Novo padrão gerado para o recurso Redimensionar Padrão A partir daí, você pode ajustar parâmetros importantes, como a contagem e a distância entre os tons, visualizar as alterações usando a opção Mostrar Resultados e confirmar ou descartar a atualização conforme necessário. Esse nível de flexibilidade garante que as modificações nos padrões possam ser feitas de forma rápida e precisa. Radiar Face — Geometria Deslocada ao Longo do Eixo de Revolução Para componentes com geometria rotacional, o comando Radiar Face na Modelagem Síncrona oferece uma maneira especializada e altamente eficaz de deslocar faces. Ao contrário de um deslocamento padrão que move as faces perpendicularmente à sua superfície, o Radiar Face desloca a geometria perpendicularmente ao eixo de revolução, tornando-se a ferramenta ideal para manter a integridade de recursos cilíndricos e rotacionados durante alterações de projeto. Esse recurso permite a modelagem adequada de contração e material usinado, além de possibilitar geometrias de ajuste por interferência ou prensagem. O comando Radiar Face garante que os deslocamentos em geometrias rotacionadas permaneçam precisos e consistentes, referenciando o eixo de revolução em vez da normal da face. Figura 9: Comando Radiar Face mostrando o deslocamento de uma geometria normal ao eixo de revolução Ao selecionar as faces que deseja ajustar e especificar a distância de deslocamento desejada, o Designcenter NX lida com a complexidade do cálculo de deslocamento, garantindo que sua geometria permaneça precisa e bem definida durante toda a modificação. Resumo da Modelagem Síncrona A modelagem síncrona no Designcenter NX representa uma abordagem fundamentalmente diferente e mais flexível para a modificação de projetos. Ao trabalhar diretamente com a geometria em vez do histórico de recursos, esses comandos Mover Face, Redimensionar Furo, Substituir Face, Excluir Face, Redimensionar Padrão e Radiar Face permitem que os usuários façam alterações de projeto rápidas, precisas e confiáveis ​​em qualquer modelo ou montagem, independentemente de sua origem. Seja para refinar um modelo importado, fazer iterações rápidas em um projeto existente ou gerenciar alterações em uma grande montagem, a Modelagem Síncrona garante que seu fluxo de trabalho permaneça eficiente, flexível e totalmente sob seu controle. A Modelagem Síncrona do Designcenter NX transforma a forma como as equipes de engenharia realizam alterações de projeto, trazendo mais agilidade, flexibilidade e produtividade mesmo em montagens complexas. Quer descobrir como aplicar esses recursos no seu fluxo de trabalho e acelerar seus processos de desenvolvimento? Agende uma reunião com a CAEXPERTS e veja como podemos ajudar sua empresa a extrair o máximo do Designcenter NX. WhatsApp: +55 (48) 98814-4798 E-mail: contato@caexperts.com.br

Edição colaborativa de fluxos de trabalho em tempo real para equipes de engenharia As equipes de engenharia atuais estão sob constante pressão para explorar mais alternativas de design, mais rapidamente — tudo isso enquanto gerenciam sistemas multidisciplinares cada vez mais complexos. No entanto, a colaboração muitas vezes se torna o gargalo. Fluxos de trabalho desconectados, falta de visibilidade em tempo real e gerenciamento fragmentado de recursos computacionais dificultam que equipes distribuídas trabalhem juntas de forma eficiente e confiável. O Simcenter HEEDS Connect 2604 enfrenta esses desafios de frente. Esta versão apresenta recursos inovadores para edição colaborativa em tempo real, exploração de projetos acelerada por IA e gerenciamento centralizado de recursos computacionais, permitindo que as equipes explorem, iterem e decidam juntas — online e em tempo real. Repleto de melhorias poderosas, o Simcenter HEEDS Connect 2604 transforma a maneira como as equipes de engenharia colaboram. Seja para criar modelos de sistemas multidisciplinares, executar estudos exploratórios orientados por IA ou coordenar fluxos de trabalho complexos entre organizações, esta versão elimina os atritos na colaboração e acelera os resultados. Agora, as equipes podem editar fluxos de trabalho em conjunto, em tempo real, alinhar decisões instantaneamente e passar da exploração à obtenção de insights mais rapidamente do que nunca. Criação colaborativa de fluxos de trabalho em tempo real — além da edição de parâmetros O Simcenter HEEDS Connect 2604 oferece recursos abrangentes de criação de fluxos de trabalho que vão muito além da simples edição de parâmetros: Edição estrutural de fluxos de trabalho: Modifique grupos, análises e conexões diretamente na interface web. Configurações específicas do portal: configure definições específicas de análise para seus fluxos de trabalho sem sair do ambiente colaborativo. Configuração do loop: Edite as configurações de execução e saída do loop com persistência imediata para todos os usuários. Colaboração em tempo real: Sincronização instantânea para garantir consistência em toda a sua equipe. Integração perfeita com o Simcenter HEEDS MDO: as alterações feitas no Simcenter HEEDS Connect são refletidas imediatamente no Simcenter HEEDS MDO, mantendo o alinhamento perfeito entre os ambientes. Agora, as equipes de engenharia podem moldar colaborativamente as estruturas de fluxo de trabalho, responder instantaneamente às necessidades em constante evolução e refinar continuamente seus processos de exploração de design — tudo diretamente no ambiente web. Isso representa um salto significativo em direção ao gerenciamento de fluxo de trabalho totalmente nativo da nuvem, oferecendo a agilidade da nuvem sem sacrificar o poder e a flexibilidade dos quais os engenheiros dependem. Avalie sistemas multidisciplinares com um único clique Projetar sistemas complexos com disciplinas interconectadas sempre foi um desafio. Como avaliar a resposta de um sistema multidisciplinar onde os resultados de uma disciplina influenciam outra? Como propagar variáveis ​​e arquivos através de uma hierarquia de análises interconectadas? O Simcenter HEEDS Connect 2604 apresenta a Matriz de Avaliação, uma nova e poderosa funcionalidade que transforma a análise de sistemas multidisciplinares. Anteriormente, os engenheiros precisavam coordenar manualmente vários estudos e transferir dados entre eles — um processo demorado e propenso a erros. A Matriz de Avaliação elimina esse atrito, permitindo análises em nível de sistema com propagação automática de variáveis. As principais funcionalidades incluem: Eficiência integrada: A propagação de variáveis ​​feed-forward propaga automaticamente os resultados de estudos de nível superior para as entradas de estudos dependentes. Mantenha a consistência: o gerenciamento de variáveis ​​compartilhadas vincula entradas em vários estudos em todo o seu sistema. Execução com um clique: Execute toda a sua análise de sistema multidisciplinar com um único clique — sem ciclos iterativos, apenas uma avaliação hierárquica clara. Obtenha insights mais profundos: A análise simplificada do sistema permite avaliar a resposta de disciplinas interconectadas de forma eficiente, compreendendo como o sistema se comporta como um todo. Avalie sistemas multidisciplinares complexos com confiança, eliminando a transferência manual de dados e possibilitando uma verdadeira exploração do projeto em nível de sistema. Visualize e gerencie estudos acelerados por IA O Simcenter HEEDS Connect 2604 introduz uma integração abrangente de preditores de simulação de IA, tornando os estudos acelerados por IA totalmente visíveis e gerenciáveis ​​no ambiente colaborativo da web. Explore designs e configurações aprimoradas: Distinção clara de design: filtre e visualize designs previstos versus simulados em tabelas de banco de dados e gráficos de dispersão com cores personalizadas. Informações completas sobre o modelo: Visualize os parâmetros do modelo de previsão, incluindo projetos iniciais, modelos de treinamento, níveis de previsão e configurações de confiança das restrições. Edição de parâmetros agrupados: revise os parâmetros de boost em várias análises simultaneamente. Visualização de entrada/saída: Explore as entradas e saídas disponíveis e selecionadas para cada análise otimizada. Comparação de seleção múltipla: Selecione vários itens com valor agregado e compare suas propriedades simultaneamente, com os valores comuns exibidos de forma clara. Agora, os engenheiros podem aproveitar ao máximo os recursos de previsão de simulação por IA do Simcenter HEEDS Connect, acelerando os ciclos de exploração de projetos e mantendo total visibilidade das configurações do modelo e da precisão da previsão. Gerenciamento centralizado de recursos computacionais O Simcenter HEEDS Connect 2604 apresenta o Catálogo de Recursos Gerenciados, transformando a maneira como as organizações gerenciam e implantam recursos computacionais em equipes de engenharia: Definições controladas pelo administrador: Os administradores do Simcenter HEEDS Connect podem definir e manter recursos de computação em um catálogo central acessível a todos os usuários. Elimine erros de configuração: os recursos gerenciados vêm com análises predefinidas das configurações do portal, eliminando erros de configuração. Compartilhado entre todos os usuários do HEEDS MDO: Os recursos definidos no Simcenter HEEDS Connect podem ser utilizados por todos os usuários do Simcenter HEEDS MDO em sua organização. Defina uma vez, aplique em todos os lugares: Elimine definições duplicadas e mantenha as configurações de recursos em diferentes instalações. Redução de erros de configuração: Configurações de recursos padronizadas eliminam inconsistências causadas por cópias desalinhadas. Mantenha configurações consistentes de recursos computacionais em todas as organizações de engenharia, reduzindo erros e simplificando o gerenciamento de recursos para todos. Licenciamento baseado em nuvem com licenças de usuário nomeadas O Simcenter HEEDS Connect 2604 integra o portfólio de Licenças de Usuário Nomeado do Simcenter, trazendo recursos de licenciamento baseados em nuvem para a plataforma colaborativa de exploração de projetos: Suporte centralizado ao usuário: Sessão centralizada exclusiva para cada operação do usuário, permitindo que vários usuários trabalhem simultaneamente sem conflitos. Gerenciamento de sessões: Visualize as datas de expiração das sessões com identificadores seguros e revogue sessões diretamente do Simcenter HEEDS Connect. Integração perfeita com a nuvem: Aproveite a facilidade de uso do licenciamento por usuário nomeado com gerenciamento automático de sessões. Licenciamento em nuvem do Simcenter: O Simcenter HEEDS Connect agora está alinhado com a infraestrutura de licenciamento em nuvem mais ampla do Simcenter. As equipes agora podem acessar o Simcenter HEEDS Connect com a mesma conveniência de licenciamento baseado em nuvem que desfrutam em todo o portfólio Simcenter, com suporte robusto e centralizado para usuários simultâneos. Em resumo O Simcenter HEEDS Connect 2604 representa um avanço significativo para equipes de engenharia comprometidas com o aprimoramento de suas capacidades de exploração colaborativa de projetos: Edição abrangente do fluxo de trabalho com colaboração em tempo real Avaliação multidisciplinar de sistemas com a nova Matriz de Avaliação Exploração de design acelerada por IA com integração completa de previsão de simulação por IA Gestão centralizada de recursos com o Catálogo de Recursos Gerenciados. Licenciamento baseado em nuvem com suporte para Licença de Usuário Nomeado. Como líder em soluções de simulação e teste, a Siemens continua a desenvolver recursos de engenharia colaborativa que ajudam equipes dos setores aeroespacial, automotivo e de equipamentos industriais a acelerar a inovação. Seja para colaborar em fluxos de trabalho complexos, avaliar sistemas multidisciplinares, aproveitar previsões de IA ou gerenciar recursos computacionais em toda a sua organização, o Simcenter HEEDS Connect 2604 permite que você explore possibilidades mais rapidamente, trabalhe em conjunto de forma integrada e entregue projetos melhores — tudo isso com uma colaboração mais inteligente na nuvem. Transforme a colaboração da sua equipe de engenharia com o Simcenter HEEDS Connect 2604. Com edição de fluxos de trabalho em tempo real, integração de IA e gerenciamento centralizado de recursos, sua empresa pode acelerar decisões e otimizar projetos multidisciplinares com muito mais eficiência. Agende uma reunião com a CAEXPERTS e descubra como aplicar essas inovações na prática para impulsionar seus resultados. WhatsApp: +55 (48) 98814-4798 E-mail: contato@caexperts.com.br

Otimização de projeto modernizada com substitutos de IA, gerenciamento de recursos simplificado e integração de simulação aprimorada Este blog descreve como a versão mais recente do Simcenter HEEDS 2604 acelera os fluxos de trabalho de otimização de projetos para engenheiros que trabalham com simulações eletromagnéticas de alta frequência, CFD e otimização multidisciplinar, oferecendo gerenciamento mais rápido de recursos computacionais, modelos substitutos com inteligência artificial e integrações de simulação aprimoradas. Gerenciamento de recursos computacionais reinventado Projetos de otimização frequentemente exigem recursos computacionais significativos. Gerenciar dispositivos remotos, agendadores, serviços em nuvem e execução local era uma tarefa árdua – até agora. O novo catálogo de recursos O Simcenter HEEDS 2604 reformula a experiência do usuário para execução distribuída, modernizando os recursos de execução remota em um novo Catálogo de Recursos que transforma a maneira como você gerencia e implanta recursos de computação: Criação de recursos com um clique: configure qualquer tipo de recurso com apenas alguns cliques. Catálogos gerenciados: Faça o download de recursos gerenciados pré-configurados do Simcenter HEEDS Connect para uso imediato ou personalize-os copiando-os para seu catálogo local e modificando as configurações bloqueadas. Itens de submissão múltiplos: Crie vários itens de submissão no mesmo dispositivo usando submissão direta, PBS, LSF, SLURM, MSHPC ou agendadores personalizados – todos com parâmetros padrão configurados automaticamente. Modelos de tarefas pré-configurados para Rescale: Aproveite o poder de computação em nuvem do Rescale com IDs de modelos de tarefas pré-configurados que o Simcenter HEEDS clona automaticamente. Acesso fácil aos recursos: Selecione recursos predefinidos diretamente na guia Processo, com filtragem inteligente para exibir apenas os recursos com propriedades específicas do portal. Configuração persistente: Unidades locais e remotas mapeadas significam que você não precisa redefinir os caminhos novamente – sua configuração de recursos é mantida em todos os seus projetos do Simcenter HEEDS. A vantagem? Chega de reconfiguração tediosa de recursos. Implante análises em diversos ambientes computacionais com confiança e consistência. Otimização do uso de recursos para estudos que não envolvem otimização Análises rápidas em estudos de planejamento de experimentos podem sobrecarregar os recursos e consumir uma quantidade significativa de espaço em disco. O Simcenter HEEDS 2604 oferece a opção de maior controle sobre a alocação de recursos durante a execução de estudos de planejamento de experimentos (DOE), robustez e confiabilidade (R&R) e avaliação. A nova opção de alocação de recursos ajuda a equilibrar a eficiência computacional com o gerenciamento de espaço em disco, de acordo com as necessidades específicas do seu estudo. Controle de recursos opcional: Impede que estudos não otimizados consumam inesperadamente recursos excessivos de armazenamento e execução. Um construtor de redes neurais modernizado com recursos aprimorados O Simcenter HEEDS 2604 introduz um construtor de Redes Neurais modernizado no Simcenter HEEDS POST, que torna os modelos substitutos baseados em IA mais rápidos de treinar e fáceis de integrar em fluxos de trabalho de otimização. Explore o Construtor de Redes Neurais aprimorado O Simcenter HEEDS 2604 traz um construtor de Redes Neurais modernizado. Veja as novidades: Treinamento acelerado por GPU: Reduza significativamente o tempo de treinamento do modelo com a aceleração por GPU, permitindo um desenvolvimento mais rápido de modelos substitutos para fluxos de trabalho de otimização. Parada antecipada automática: evita o sobreajuste, pois o sistema interrompe automaticamente o treinamento assim que o modelo converge. Integração perfeita com o fluxo de trabalho: Exporte suas redes neurais treinadas para seu fluxo de trabalho de otimização com um único clique. Compatibilidade com o formato ONNX: Os modelos são salvos automaticamente no formato ONNX para máxima compatibilidade e portabilidade. Comparação e extensão fáceis: Salve, avalie e compare seus modelos treinados com outros modelos substitutos no Simcenter HEEDS POST sem esforço. Precisa refinar seu modelo? Simplesmente estenda ou continue o treinamento sem precisar começar do zero. Agora, os engenheiros podem substituir facilmente análises computacionalmente dispendiosas por substitutos precisos de redes neurais, acelerando os ciclos de otimização e mantendo a fidelidade exigida por seus projetos. Monitore a convergência do seu estudo com múltiplos objetivos Projetar produtos com objetivos conflitantes é sempre um desafio. Como saber se sua otimização de Pareto multiobjetivo está realmente convergindo? Como saber quando soluções viáveis ​​surgiram? E o que fazer se você precisar justificar um orçamento computacional adicional para as partes interessadas? Apresentando o gráfico de convergência de Pareto O Simcenter HEEDS 2604 apresenta o gráfico de convergência de Pareto, um novo e poderoso recurso de análise em tempo real que transforma a maneira como você monitora estudos multiobjetivo. Acompanhe o comportamento da convergência durante a execução da otimização e tome decisões informadas instantaneamente. As principais funcionalidades incluem: Monitoramento da convergência: Acompanhe a evolução das soluções de Pareto ao longo dos ciclos de otimização para avaliar a eficácia da convergência e determinar se um orçamento computacional adicional é justificado – tudo isso enquanto o estudo está em andamento. Detecção de viabilidade: Veja exatamente quando surgem soluções viáveis. Monitore a convergência de seus estudos multiobjetivo, eliminando suposições e possibilitando decisões mais inteligentes na alocação do orçamento de otimização. Análise e otimização automatizadas de ponta a ponta do Altair Feko O Simcenter HEEDS 2604 introduz um conjunto de novos portais Altair Feko que oferecem recursos abrangentes de otimização para simulações eletromagnéticas de alta frequência: Fluxo de trabalho integrado: Configure processos completos do CADFEKO, Feko Solver e POSTFEKO diretamente no Simcenter HEEDS, com a capacidade de executar cada portal em um recurso de computação separado, otimizando assim o tempo de resposta. Visualização avançada: Obtenha insights mais profundos com arquivos de visualização abrangentes para uma análise detalhada dos resultados. Exploração interativa de dados: Aproveite os formatos de plotagem específicos do Simcenter HEEDS com pontos de dados que aparecem ao passar o cursor sobre eles para obter insights detalhados e interativos sobre os resultados da sua otimização. Agora, os usuários do Altair Feko podem otimizar antenas, componentes de RF e outros dispositivos eletromagnéticos de alta frequência com facilidade. Portais aprimorados do Ansys Fluent e Fluent Meshing Para engenheiros que trabalham com o Ansys Fluent, o Simcenter HEEDS 2604 traz melhorias significativas, impulsionadas pela API Python do Fluent. A nova e aprimorada integração com o Fluent inclui: Processo de projeto simplificado: Realize modificações de geometria, remalhamento e substituição de malha/zona, tudo dentro de uma estrutura paramétrica robusta. Geometria e malha integradas: Passe da geometria para a simulação CFD em um fluxo de trabalho coeso. Utilize os novos portais Fluent para executar fluxos de trabalho completos de projeto paramétrico para CFD. Análise mais rápida para Siemens Designcenter (NX) e Simcenter 3D Você trabalha com projetos grandes e complexos do Siemens Designcenter (antigo NX) ou do Simcenter 3D? O Simcenter HEEDS 2604 facilita a integração dos seus modelos. Esta nova versão oferece uma solução para grandes e complexos desafios de projeto no Siemens Designcenter (NX) e no Simcenter 3D, com melhorias significativas na análise sintática que transformam a experiência de trabalho com modelos de escala empresarial. Análise sintática mais rápida: Utilizando uma nova abordagem de análise sintática baseada em grupos, o Simcenter HEEDS 2604 consegue processar modelos com milhares de expressões de forma significativamente mais rápida. Em resumo O Simcenter HEEDS 2604 representa um avanço significativo para engenheiros e organizações comprometidas com o aprimoramento de suas capacidades de otimização de projetos: Catálogo de recursos centralizado para configuração simplificada de recursos Rede Neural Modernizada com integração aprimorada Rastreamento da convergência de Pareto em tempo de execução com nova ferramenta de plotagem Suporte expandido para simulação com integração do Feko e portal Fluent aprimorado. Como líder em soluções de simulação e teste, a Siemens continua a desenvolver recursos de engenharia colaborativa que ajudam equipes dos setores aeroespacial, automotivo e de equipamentos industriais a acelerar a inovação. Seja para otimizar antenas, fluxo de fluidos, projetos estruturais ou sistemas multifísicos complexos, o Simcenter HEEDS 2604 permite explorar possibilidades mais rapidamente, tomar decisões mais seguras e entregar projetos melhores — tudo isso trabalhando de forma mais inteligente, não mais árdua. Pronto para acelerar seus resultados com otimização orientada por IA e simulações integradas? Agende uma reunião com a CAEXPERTS e descubra como aplicar o Simcenter HEEDS 2604 no seu fluxo de engenharia, reduzindo custos computacionais, ganhando velocidade nas análises e elevando a qualidade das suas decisões de projeto. WhatsApp: +55 (48) 98814-4798 E-mail: contato@caexperts.com.br

Sistemas rotativos, como turbinas a gás, são usados ​​para geração de energia na indústria energética ou propulsão na indústria aeroespacial e estão sujeitos a condições extremas, com altas temperaturas e cargas elevadas. Sob tais condições, defeitos induzidos durante o processo de fabricação podem ter efeitos catastróficos no desempenho de uma peça. Quando há um desequilíbrio na carga externa ou quando imperfeições internas afetam a simetria do sistema, podem ocorrer vibrações que, dependendo da velocidade de rotação e das características intrínsecas do sistema, podem danificar a peça ou todo o conjunto. A deformação térmica (empenamento térmico) de uma turbomáquina surge na presença de um gradiente de temperatura vertical, induzido pelo processo de resfriamento após o desligamento do motor. Quando o motor é reiniciado, o empenamento do rotor pode ser responsável por altas vibrações no motor e deve ser cuidadosamente analisado. O empenamento também pode ser causado por forças estáticas ou pressão. Em um sistema desse tipo, podemos esperar vibrações quando a estrutura se deforma devido à temperatura e à carga estática. Mas as vibrações de cada parte rotativa também podem ser causadas por imperfeições, como a excentricidade do centro de massa de um disco com pás. Turbina a gás onde o rotor de alta pressão (parte externa no centro) gira três vezes mais rápido que o compressor e a turbina (parte interna). As pás são modeladas por inércia concentrada no eixo do rotor Além disso, muitos sistemas rotativos são compostos por componentes diferentes que não giram na mesma velocidade. Por exemplo, em uma turbina a gás, os estágios de turbina e compressor de alta pressão podem girar três vezes mais rápido do que os estágios de turbina e compressor de baixa pressão. Deve-se, portanto, entender como os defeitos dependentes da velocidade de rotação serão considerados na resposta harmônica. Neste post, aborda-se dois cenários importantes na resposta harmônica: o desequilíbrio dinâmico induzido por uma forma deformada (arqueamento térmico) e múltiplos desequilíbrios em diferentes partes rotativas. Quando a deformação térmica e estática induz vibrações em uma estrutura rotativa Sistemas rotativos frequentemente são submetidos a condições extremas de temperatura, pressão ou cargas que podem gerar vibrações. Além disso, a dinâmica pode ser afetada por defeitos no rotor decorrentes da fabricação, como a distribuição não uniforme de massa ou o desalinhamento do eixo. Neste post, veremos como as condições externas que causam deformação no rotor influenciam o comportamento vibracional do sistema. A curvatura induzida pela curvatura térmica deforma a estrutura, tornando-a assimétrica em relação ao eixo do rotor. Essa deformação desloca a massa, de modo que ela deixa de estar uniformemente distribuída ao redor do eixo do rotor. As excentricidades em relação ao eixo do rotor induzem cargas desequilibradas que são proporcionais ao quadrado da velocidade de rotação. No exemplo acima (1), um sistema rotativo é composto por dois rotores: o rotor de Alta Pressão gira 3 vezes mais rápido que o rotor de Baixa Pressão. O sistema é modelado por elementos de Fourier 2D (modelo axisimétrico com harmônicos de Fourier), que é a melhor alternativa aos modelos 3D, em termos de precisão e tempo de CPU. As condições externas são tais que uma força estática deforma os rotores na forma de um arco. (2) A forma de arco quebra a simetria do rotor em torno do eixo de rotação. Consequentemente, induz naturalmente um desequilíbrio em ambos os rotores que é igual a: Massa x ecc x Ω 2 Onde Ω é a velocidade de rotação de cada rotor e ecc é a excentricidade deduzida da forma deformada. Esses desbalanceamentos em ambos os rotores causam vibrações em todo o sistema, que podem ser estudadas nas faixas de frequência de operação, para garantir que os níveis de vibração sejam aceitáveis. As vibrações são representadas para uma frequência e harmônico selecionados em (3), e o gráfico de órbita em (4) pode reproduzir a vibração total do sistema para uma localização e frequência selecionadas. Agora, mais adiante neste blog será abordado como o software pode gerenciar cargas desbalanceadas que correspondem a diferentes velocidades de rotação. Imperfeições nas partes rotativas induzem cargas indesejáveis ​​no sistema rotativo Os defeitos iniciais provenientes do processo de fabricação são independentes da carga externa aplicada à estrutura. No entanto, eles induzem cargas na estrutura que resultam em vibrações. Dentre os cenários típicos em dinâmica de rotores que requerem testes, a simulação de defeitos de desbalanceamento é a principal prioridade para os engenheiros. Um defeito de desbalanceamento ocorre quando os centros de massa e geométrico não coincidem. O desbalanceamento cria uma carga que é amplificada com a velocidade de rotação do rotor Ω, proporcionalmente a Ω2. No vídeo abaixo, o sistema rotativo desbalanceado montado em mancais flexíveis pode apresentar amplitudes de vibração muito altas durante a rotação, especialmente em determinadas velocidades. Os picos na resposta correspondem às velocidades críticas indesejadas do sistema. Múltiplos harmônicos na resposta de frequência Em um conjunto formado por vários rotores girando em velocidades diferentes, podem existir múltiplos defeitos de desequilíbrio, cada um induzindo forças que estão ligadas a diferentes velocidades de rotação e, consequentemente, a diferentes frequências. Ao estudar a resposta harmônica, os engenheiros estão interessados ​​no comportamento do sistema durante um ciclo completo, em uma faixa de frequências (ou velocidades de rotação). Com um único defeito, a equação do movimento é resolvida para uma única frequência ω: ou definindo a matriz de rigidez dinâmica Z(Ωω)q(ω)=g(ω) Agora, para múltiplos defeitos correspondentes a diferentes velocidades de rotação, o Simcenter 3D Rotor Dynamics utiliza múltiplos harmônicos simultaneamente para resolver a simulação. Cada harmônico corresponde à frequência individual (velocidade de rotação) de cada rotor. A equação (5.1) torna-se um sistema de equações a serem resolvidas, para diferentes frequências ω. Quando os rotores são axissimétricos, as equações do sistema não estão acopladas, de modo que todo o conjunto pode ser resolvido em um referencial fixo, com o comportamento dos mancais representado por funções lineares. Em uma simulação que utiliza múltiplos harmônicos, os resultados são apresentados para cada harmônico individual ω1, ω2,… , tornando o pós-processamento menos intuitivo em comparação com o caso mono-harmônico. Felizmente, é possível recombinar os resultados de todos os harmônicos no domínio do tempo por meio de gráficos de órbita para um ou vários ciclos, a fim de exibir o resultado final. No exemplo dos rotores duplos, onde os desequilíbrios foram deduzidos da forma deformada, foram utilizados dois harmônicos (ω1 e ω2 ) de acordo com as duas velocidades do rotor Ω1 para o rotor de baixa pressão e Ω2 =3Ω1 para o rotor de alta pressão. Para cada frequência de referência, o resultado do deslocamento na direção Y para os harmônicos ω1 e ω2 é mostrado na figura abaixo. Tendo identificado o pico de deslocamentos em ω1 = 55 Hz, pode-se verificar a vibração total combinando os dois harmônicos para o deslocamento nas direções X e Y (perpendiculares ao eixo do rotor): X (t) = X ω1 e i (w1 t + φ 1) + X ω2 e i (w2 t + φ 2) Y (t) = Y ω1 e i (w1 t + φ 1) + Y ω2 e i (w2 t + φ 2) Onde (Xω1, Yω1 ) e (Xω2, Yω2 ) são as vibrações calculadas nos harmônicos 1 e 2, respectivamente. Um ponto no eixo de um rotor que está ligado a um rotor de alta pressão pode ser representado por um gráfico de órbita (X(t), Y(t)). Onde, um período na frequência de referência do primeiro rotor (baixa pressão) corresponde a 3 ciclos do segundo rotor (alta pressão): Com um gráfico de órbita como esse, o engenheiro pode determinar se a vibração na faixa de frequência operacional é aceitável. Uma demonstração de como isso pode ser feito no Simcenter 3D é mostrada abaixo. Com a resposta harmônica, o engenheiro tem a possibilidade de estudar o comportamento do seu sistema rotativo em uma gama de frequências e velocidades de rotação. Com essa análise, defeitos como desbalanceamento ou desalinhamento podem ser estudados em uma faixa de frequência, e cargas externas podem ser aplicadas em função da frequência. Neste post, apresentamos como o Simcenter 3D Rotor Dynamics pode estudar defeitos de desbalanceamento simultâneos em diferentes rotores girando em velocidades distintas, bem como o desbalanceamento natural que pode ser deduzido de uma geometria deformada (empenamento térmico ou empenamento estático) devido a fatores externos, como cargas aplicadas e temperatura. O Simcenter 3D simplifica todo o fluxo de trabalho, desde a definição da geometria até as ferramentas de pós-processamento, e inclui ferramentas específicas para concluir todas as etapas do processo. Garanta a confiabilidade e o desempenho dos seus sistemas rotativos antes que vibrações e desequilíbrios comprometam seus projetos — fale com a CAEXPERTS. Nossos especialistas podem ajudar você a aplicar simulações avançadas com o Simcenter 3D para identificar falhas, otimizar o comportamento dinâmico e reduzir riscos operacionais. Agende uma reunião e descubra como levar mais segurança e eficiência aos seus sistemas. 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Introdução No âmbito da mobilidade elétrica e dos sistemas de armazenamento estacionário de energia elétrica, que estão em rápida evolução, torna-se crucial dispor de modelos de bateria precisos para um projeto de sistema eficaz. Os modelos de bateria podem ser amplamente categorizados em dois tipos: o modelo de circuito equivalente e o modelo eletroquímico. O modelo de circuito equivalente simplifica os complexos processos eletroquímicos que ocorrem dentro de uma bateria, representando-a como um circuito elétrico composto por resistores, capacitores e fontes de tensão. Este modelo oferece uma abordagem prática e direta para simular o comportamento da bateria e é amplamente utilizado em simulações de sistemas (por exemplo, simulação de baterias) e em aplicações em tempo real (por exemplo, sistemas de gerenciamento de baterias em veículos). Por outro lado, o modelo eletroquímico ou modelo P2D (Pseudo-Bidimensional) aprofunda-se nos intrincados processos eletroquímicos que ocorrem dentro de uma bateria. Ele considera os diversos fenômenos físicos e químicos, como difusão de íons de lítio, migração e reações químicas, para fornecer uma representação mais precisa do desempenho da bateria. O modelo eletroquímico leva em conta fatores como cinética dos eletrodos, gradientes de concentração e efeitos da temperatura, tornando-o adequado para análises detalhadas e estudos voltados para pesquisa. Uma breve comparação de ambos os modelos é apresentada na tabela abaixo. Embora o modelo de circuito equivalente ofereça simplicidade e facilidade de implementação, ele pode não capturar todas as nuances do comportamento da bateria, como a deposição de lítio metálico. Por outro lado, o modelo eletroquímico proporciona uma compreensão mais abrangente, mas requer mais recursos computacionais e parâmetros de entrada detalhados. Uma breve comparação entre o modelo de circuito equivalente e o modelo eletroquímico Neste post, o foco é o modelo eletroquímico do Simcenter Amesim. Você descobrirá as principais características deste modelo, que permitem obter informações sobre diferentes comportamentos críticos da bateria, tais como: Processo eletroquímico dentro da célula da bateria Revestimento de lítio Envelhecimento Simulação do processo eletroquímico dentro da bateria A Figura 1 apresenta uma representação esquemática do modelo eletroquímico P2D da bateria. Os materiais ativos são representados como partículas esféricas para cada eletrodo. Cada eletrodo é discretizado em múltiplas camadas, com cada camada contendo uma partícula em contato com o eletrólito. Cada partícula também é discretizada em múltiplas camadas. Essa abordagem permite uma compreensão detalhada do comportamento e das interações de diferentes elementos (por exemplo, materiais ativos, íons de lítio, eletrólito) dentro do sistema da bateria. Ao representar a bateria dessa maneira, o modelo consegue capturar as complexidades dos fenômenos em nível de partícula, contribuindo para uma análise abrangente dos comportamentos internos da bateria, como a concentração de íons de lítio na superfície de diferentes partículas, as quedas de tensão em diferentes elementos da bateria, o potencial médio do ânodo, etc. O Simcenter Amesim também oferece uma versão simplificada do modelo P2D, conhecida como modelo de partícula única com eletrólito (SPMe), que reduz a complexidade computacional ao representar cada eletrodo com uma única partícula. Essa versão é adequada para cenários que exigem análises mais rápidas, mantendo a precisão da simulação. Figura 1: Representação esquemática do modelo eletroquímico da bateria P2D A Figura 2 mostra os resultados da simulação de uma descarga constante com o modelo P2D no Simcenter Amesim para uma célula de bateria NMC/SiC de 5Ah. Os valores dos parâmetros do modelo P2D foram obtidos do trabalho de Chen et al. [2]. Além da tensão da célula, o modelo pode simular vários indicadores internos, incluindo a sobretensão ôhmica e cinética em cada eletrodo, as concentrações de lítio no eletrólito e a sobretensão média de difusão no eletrólito. Figura 2: Resultados da simulação de uma descarga constante com o modelo eletroquímico da bateria P2D Também é possível interconectar múltiplos modelos P2D do Simcenter Amesim para obter uma discretização de primeiro nível da célula. A Figura 3 mostra um exemplo com uma discretização 4×3 para uma célula prismática. Cada nó de discretização possui um modelo P2D acoplado a uma massa térmica para calcular a temperatura local. Os coletores de corrente também são discretizados utilizando resistências. Comparada a uma simulação CFD detalhada com milhares de malhas da célula, essa abordagem ajuda a obter resultados de simulação rápidos e limita o escopo das simulações detalhadas a serem realizadas em um software CFD, como os recursos de projeto de células 3D do Simcenter STAR-CCM+. Figura 3: Exemplo de discretização de células de bateria para estudo térmico local Revestimento de lítio A deposição de lítio metálico ocorre quando o lítio metálico se deposita no eletrodo negativo de uma bateria durante o carregamento inadequado (por exemplo, carregamento rápido em baixa temperatura), levando à redução da eficiência e a riscos de segurança. Como o carregamento rápido é um dos cenários de uso importantes para veículos elétricos e outros sistemas baseados em baterias (por exemplo, eVTOL, sistemas de armazenamento estacionário de baterias), o emprego de técnicas como a estimativa de modelos é crucial para a compreensão e prevenção da deposição de lítio metálico. Com o modelo eletroquímico Simcenter Amesim, você pode acessar facilmente uma variável interna do modelo para detectar o risco de ocorrência de deposição de lítio metálico. Essa variável é a sobretensão líquido-sólido do eletrodo negativo. Durante o carregamento, a deposição de lítio metálico pode ocorrer se a sobretensão líquido-sólido do eletrodo negativo cair abaixo de 0 V. A Figura 4 mostra um exemplo dos resultados das simulações de carregamento CCCV para uma célula de bateria NMC/C de 45 Ah em duas temperaturas diferentes. Os resultados indicam que, próximo ao final do carregamento a 10 °C, há risco de ocorrência de deposição de lítio metálico, pois a sobretensão líquido-sólido do eletrodo negativo cai abaixo de 0 V. Figura 4: Exemplo de resultados de simulação para cargas CCCV em uma célula NMC/C de 45Ah Envelhecimento Com o modelo eletroquímico de baterias Simcenter Amesim, o comportamento de envelhecimento da bateria também pode ser simulado através da modelagem de diferentes mecanismos de envelhecimento que causam perda de capacidade, como o crescimento da camada SEI e a deposição de lítio. A Figura 5 apresenta um exemplo de simulação da perda de capacidade devido à deposição de lítio em uma célula NMC/C de alta energia em duas temperaturas diferentes. Figura 5: Exemplo de resultados de simulação para perda de capacidade devido à deposição de lítio em duas temperaturas diferentes Referências 1. Astaneh, M.; Andric, J.; Löfdahl, L.; Maggiolo, D.; Stopp, P.; Moghaddam, M.; Chapuis, M.; Ström, H. Metodologia de otimização de calibração para modelo de pacote de baterias de íon-lítio para veículos elétricos em aplicações de mineração. Energies 2020 , 13, 3532. 2. C.-H. Chen, FB Planella, K. O'Regan, D. Gastol, WD Widanage e E. Kendrick, “Desenvolvimento de técnicas experimentais para parametrização de modelos de baterias de íon-lítio multiescala”, J. Electrochem. Soc., vol. 167, nº 8, p. 080534, jan. 2020 3. Demonstração “Comparação de modelos de baterias eletroquímicas NMC-SiC pseudo-bidimensionais (P2D)”, Simcenter Amesim Help, V2410, 2024 4. Demonstração “Estratégias de carregamento baseadas na sobretensão do eletrodo negativo – Detecção de deposição de lítio”, Simcenter Amesim Help, V2410, 2024 5. Demonstração “Modelagem de revestimento de lítio”, Ajuda do Simcenter Amesim, V2410, 2024 Garanta decisões mais precisas no desenvolvimento de baterias com o suporte de especialistas. Agende uma reunião com a CAEXPERTS e descubra como aplicar modelos eletroquímicos avançados no Simcenter Amesim para otimizar desempenho, segurança e vida útil dos seus sistemas. WhatsApp: +55 (48) 98814-4798 E-mail: contato@caexperts.com.br

As turbomáquinas representam um dos campos mais desafiadores e sofisticados da engenharia moderna. Seu desenvolvimento exige a operação em condições extremas de temperatura, pressão e velocidade, o que impõe requisitos rigorosos aos materiais, ao projeto mecânico e à confiabilidade operacional. Atualmente, motores a jato e outras turbinas operam em temperaturas superiores a 1.500 °C e sob níveis de pressão severos, em regimes que ultrapassam os limites convencionais da maioria dos materiais. Ainda assim, esses sistemas precisam manter elevada eficiência, integridade estrutural e baixo peso, especialmente em aplicações aeronáuticas. Nesse contexto, o avanço das turbomáquinas depende diretamente da capacidade de compreender, prever e controlar o comportamento de seus componentes e fenômenos de operação por meio de ensaios experimentais, simulações rigorosas e da construção contínua de conhecimento ao longo do tempo. Diversas disciplinas da engenharia precisam trabalhar juntas para criar uma turbina a gás Em outras palavras, a inteligência artificial precisa de bons dados de entrada. A diferença é que a IA moderna consegue processar mais dados, aprender mais rapidamente com eles e aplicar essas lições em uma escala sem precedentes, moldando o futuro das turbomáquinas de maneiras que estamos apenas começando a compreender.   Os obstáculos que os fabricantes de equipamentos originais (OEMs) enfrentam em um mundo em constante mudança. O futuro das turbomáquinas depende do equilíbrio entre múltiplos desafios de engenharia; todos devem ser otimizados simultaneamente Os fabricantes e fornecedores de turbomáquinas de hoje enfrentam um desafio ambicioso: projetar e produzir motores mais flexíveis, mais potentes, maiores, com lançamento mais rápido, mais sustentáveis, mais silenciosos, mais leves e com refrigeração otimizada. Otimizar um atributo muitas vezes significa fazer concessões em outro, exigindo ferramentas sofisticadas e conhecimento especializado para alcançar o equilíbrio perfeito. Esse equilíbrio definirá o futuro do desenvolvimento de turbomáquinas. Além disso, fluxos de trabalho desconectados entre o projeto e a manufatura criam um problema. Eles interrompem a cadeia de conhecimento que deveria fluir do projeto para a produção. Quando uma equipe de projeto em um local usa ferramentas e padrões de dados diferentes da equipe de manufatura em outro, informações sobre desempenho se perdem na tradução. Isso pode levar a ineficiências, retrabalho e atrasos dispendiosos, incluindo atrasos no lançamento de projetos, devido à falta de um fluxo contínuo de informações. Tempo de inatividade não planejado pode resultar em altos custos para todos os envolvidos. Estimar com precisão o desempenho térmico detalhado de subsistemas, especialmente de componentes críticos como pás e palhetas de turbina refrigeradas, exige o gerenciamento de uma complexa convergência de CAD, aerodinâmica, integridade mecânica e aeromecânica. Cada uma dessas disciplinas traz seus próprios desafios, melhores práticas e a necessidade de ultrapassar os limites por meio de pesquisa para criar o melhor motor possível. Plano da Siemens para inovação acelerada e o futuro das turbomáquinas Na Siemens, considera-se que a superação desses desafios reside em uma abordagem holística que integra tecnologia de ponta a fluxos de trabalho inteligentes. A resposta proposta é a engenharia de desempenho integrada e impulsionada por IA, uma convergência robusta capaz de acelerar drasticamente os ciclos de inovação, ao mesmo tempo que preserva a experiência acumulada ao longo da história da engenharia. O chamado fio digital é frequentemente apontado como a pedra angular do futuro da engenharia de turbomáquinas. O futuro das turbomáquinas depende de uma integração digital contínua, desde a concepção até a fabricação A informação integrada ao longo de todo o ciclo de vida do produto, desde a concepção até a fabricação, significa conectar a cadeia CAE-CAD-CAM, reduzindo drasticamente os ciclos de produção e fomentando um ambiente verdadeiramente colaborativo. Mas, fundamentalmente, significa criar uma única fonte de verdade para todos os dados relevantes: a intenção do projeto, os resultados da simulação, as tolerâncias de fabricação, as variações da produção e, em última instância, o desempenho no mundo real. Adota-se uma abordagem abrangente na qual diversas disciplinas da engenharia convergem — aerodinâmica, estruturas, termodinâmica, acústica e ciência dos materiais —, permitindo melhorias holísticas. Garante-se que cada decisão de projeto seja tomada com uma compreensão completa de seu impacto em todos os domínios. Ao se ajustar a geometria de uma pá, é necessário compreender imediatamente não apenas os benefícios aerodinâmicos, mas também as implicações estruturais, as consequências térmicas e a viabilidade de fabricação. Para isso, exige-se que todos os dados relevantes estejam atualizados, precisos e imediatamente disponíveis. Simulações de interação de turbinas a combustão Acabou a era das ferramentas isoladas e dos fluxos de trabalho fragmentados. Esse ambiente harmonizado conecta as ferramentas, permitindo a automação e a exploração de análises em grande escala. Quando as ferramentas estão desconectadas, os dados são traduzidos e reinseridos várias vezes, introduzindo erros e reduzindo a fidelidade das informações que fluem pelo sistema. Ferramentas unificadas preservam a integridade dos dados. Eficácia do resfriamento por película usando simulações de grandes vórtices Capacitam-se engenheiros com simulações rápidas e precisas, democratizando recursos avançados de simulação que conduzem a insights de engenharia acelerados e ao desenvolvimento contínuo de peças e montagens. A velocidade é importante, mas a precisão é o que realmente importa. Uma simulação rápida baseada em dados de entrada de baixa qualidade pode induzir a interpretações equivocadas. Por isso, busca-se garantir que as simulações executadas sejam rápidas e confiáveis, fundamentadas em modelos validados e em dados de entrada de alta qualidade. Ao combinar testes virtuais e físicos, constroem-se evidências robustas de conformidade. As simulações complementam os testes, mas não os substituem. Os dados obtidos em testes físicos validam as simulações, enquanto simulações validadas permitem explorar projetos que, de outra forma, exigiriam ensaios físicos. Dessa forma, estabelece-se um ciclo virtuoso de modelos progressivamente mais precisos e decisões cada vez mais confiáveis. Simulações de colisões com pássaros treinadas por IA de Física e uma plataforma de testes para certificação e verificação de motores Por meio do Siemens Xcelerator, a manufatura é transformada com um fio digital baseado em IA que cria uma conexão completa de ponta a ponta entre domínios, do projeto à fabricação. Isso abrange o projeto CAD e a otimização multifísica (ruído, vibração, força, fluido, pressão, temperatura) por meio da programação CAM, gerenciamento de dados, planejamento, usinagem CNC e inspeção. Bombas de engrenagem com topologia otimizada, impressão 3D e simulações CNC exemplificam o futuro das turbomáquinas: 80% mais rápidas quando treinadas por IA O poder transformador da IA ​​e do aprendizado de máquina, baseado em dados sólidos Um modelo de aprendizado de máquina capaz de prever a vida útil por fadiga das pás de turbinas o faz com base em treinamento realizado a partir de dados históricos sobre materiais das pás, condições de operação, modos de falha e resultados observados. Quanto melhor a qualidade desses dados, mais precisas tendem a ser as previsões e maior se torna a confiabilidade na definição dos rumos futuros das turbomáquinas. Combina-se o poder da IA ​​com simulação para oferecer melhor desempenho mais rapidamente. A exploração de projetos com IA permite a otimização automatizada e inteligente, ajudando os engenheiros a descobrir os melhores projetos em cada etapa. Inteligência artificial (IA) da física treinada em desvios comuns de fabricação e simulações de defeitos operacionais Utiliza-se modelos substitutos para análises complexas, como a análise de fluência por elementos finitos em 3D, proporcionando alta precisão ao prever locais e valores críticos e acelerando significativamente esses processos demorados. Esses modelos substitutos são treinados com dados de simulação de alta fidelidade; essencialmente, eles aprendem os padrões que simulações físicas detalhadas capturariam. Mas, novamente, sua precisão depende inteiramente da qualidade dos dados de treinamento. Líderes do setor estão aproveitando todas as oportunidades de reutilização de dados, adotando a IA de forma acelerada por meio de simulação com gerenciamento de configuração. A Siemens Energy , por exemplo, utiliza o simulador preditor de IA HEEDS para agilizar a integração de processos CAD e CAE em diversas disciplinas de engenharia. Otimização de projetos multidisciplinares acelerada por previsões de IA Pronto para enfrentar os desafios mais complexos no desenvolvimento de turbomáquinas com mais eficiência, integração e inovação? Agende uma reunião com a CAEXPERTS e descubra como nossas soluções em simulação, engenharia integrada e transformação digital, como o Simcenter 3D e o Simcenter STAR-CCM+ , podem acelerar seus projetos, reduzir riscos e levar seus resultados a um novo patamar. WhatsApp: +55 (48) 98814-4798 E-mail: contato@caexperts.com.br

A versão mais recente do Designcenter NX não é uma atualização incremental; é um investimento estratégico na transformação digital. Estão sendo oferecidas as ferramentas necessárias para que você possa competir em um futuro orientado por IA, conectado à nuvem e baseado em modelos. Essa nova versão do introduz um amplo conjunto de melhorias em montagem, projeto, desenhos e experiência do usuário. Esta atualização concentra-se na expansão dos recursos principais de modelagem e montagem, na melhoria da criação e do controle de desenhos e no aprimoramento contínuo da usabilidade geral da experiência baseada em navegador. Todas as novas capacidades são sustentadas por 4 pilares fundamentais. Esses quatro pilares são: Os 4 pilares Designcenter X NX – Oferecendo uma solução de colaboração completa Estamos vivendo uma era de transformação, na qual empresas globais estão migrando para modelos de software como serviço (SaaS). Há um desejo real na indústria de reduzir o tempo de lançamento no mercado, gerenciar a crescente complexidade e garantir uma estratégia de TI simplificada para permitir conectividade instantânea. Pesquisa da Siemens indica que os modelos SaaS resultam em um aumento de 19% na produtividade e em um aumento de quase 100% no tempo de atividade e na confiabilidade. Por isso, continua-se investindo na estratégia Designcenter X NX para criar um ambiente verdadeiramente colaborativo para os usuários. O Designcenter permite que você projete para o futuro, seja pelo navegador ou pelo computador, oferecendo flexibilidade incomparável. É o ambiente mais completo e com escalabilidade exclusiva para desenvolvimento de produtos, com o melhor software de engenharia de produtos da categoria. Apresentando o Live Share Vamos analisar mais de perto. A colaboração na nuvem para equipes distribuídas globalmente é fundamental, à medida que as empresas continuam a migrar para um modelo de trabalho híbrido. Há uma enorme demanda para que as empresas possam trabalhar no desenvolvimento de produtos em tempo real. O Live Share permite a criação colaborativa em tempo real, preservando a segurança e a lógica de negócios comprovadas pelo setor. Com ele, vários engenheiros podem trabalhar simultaneamente na mesma montagem ou peça em tempo real. Além disso, funciona com dados gerenciados tanto na nuvem quanto pelo software Teamcenter®. O Live Share possibilita a verdadeira engenharia simultânea, reduzindo o tempo do ciclo de projeto em 30 a 50% e eliminando atrasos dispendiosos. Automação com inteligência artificial O poder da Inteligência Artificial continua a transformar o cenário competitivo para engenheiros em todo o mundo. A IA é a principal área de investimento em tecnologia para fabricantes. Os novos recursos de IA estão reduzindo a necessidade de tarefas repetitivas, acelerando o trabalho dos engenheiros de projeto e liberando-os para se concentrarem na inovação em vez de operações manuais. Os primeiros a adotar tecnologias de IA relatam uma economia de tempo superior a 40% em tarefas comuns, e é por isso que ela está no centro da estratégia de lançamento contínuo. Aqui estão alguns dos novos fluxos de trabalho baseados em IA na versão mais recente do Designcenter NX . Designcenter X NX Copilot O Designcenter X NX Copilot é o assistente de IA generativa focado em engenharia que dá vida à inovação, transformando linguagem natural em ação. A nova ferramenta aproveita as melhores práticas do setor e o conhecimento da Siemens para guiar os usuários em tarefas complexas com respostas experientes e informativas. Com o Copilot, você pode fazer perguntas em linguagem simples e tudo será traduzido em comandos específicos da área, auxiliando em tudo, desde as melhores abordagens de design até a resolução de erros. Os benefícios são reais; o Copilot reduz o tempo e o esforço em tarefas complexas, simplificando os fluxos de trabalho e tornando o Designcenter X NX mais acessível e fácil de usar, especialmente para novos usuários que desejam desbloquear mais funcionalidades. Interface CAD com modelo mecânico e o Copilot exibindo sugestões Digital Threads Vamos dar uma olhada em digital threads e em onde se concentra a atenção desta versão. Novas funcionalidades para o Consultor de Design para Manufatura (DFM) O DFM Advisor é um aplicativo de projeto para manufatura que fornece informações críticas sobre a produção de peças durante a fase de projeto. Trata-se de um novo aplicativo desenvolvido para identificar áreas de fabricação problemáticas e de alto custo em qualquer modelo de projeto. Para a nova versão do Designcenter NX , foram adicionados verificadores adicionais para oferecer suporte a vários métodos de fabricação, incluindo verificadores de fresagem, verificadores de montagem e verificadores de chapa metálica. Novas capacidades de estrutura de navios O Ship Structures é um ambiente altamente produtivo e colaborativo para modelagem de estruturas navais. Com cobertura completa dos fluxos de trabalho de projeto naval em todas as etapas do projeto, você pode reutilizar os dados do projeto para informações de produção subsequentes e para a geração de desenhos. Novas ferramentas para aprimorar o suporte ao fluxo de trabalho de informações de produção para projeto, juntamente com melhorias significativas de desempenho e ferramentas de IA, resultaram em um aumento de 20 a 30% no desempenho para visualizações e atualizações de seção. Estrutura de navio no ambiente Ship Structures Design para Sustentabilidade no Designcenter NX Para finalizar, vamos falar sobre os ganhos de produtividade associados à sustentabilidade. O Design para Sustentabilidade é um aplicativo desenvolvido especificamente para esse fim, que integra a sustentabilidade ao design de produtos de forma transparente. Ele permite a tomada de decisões baseadas em dados por meio de visualização e relatórios avançados, possibilitando a avaliação do impacto ambiental em tempo real. Além disso, o Design para Sustentabilidade pode ser integrado aos revestimentos e à fabricação para garantir que todas as metas de sustentabilidade estejam alinhadas com a eficiência da produção. A importância da engenharia imersiva A seguir, vamos destacar os novos recursos adicionados em conjunto com a engenharia imersiva. A Engenharia Imersiva continua a transformar a maneira como os engenheiros criam produtos. É um produto para o futuro, que permite a todos experimentar gêmeos digitais de forma natural em um ambiente imersivo. Um produto que não se limita a um único setor, é uma ferramenta que oferece o único ambiente CAD XR totalmente integrado, o que significa que você pode permanecer em seu aplicativo de engenharia habitual e garantir a segurança dos seus dados. É uma solução premiada, projetada por engenheiros, para engenheiros. Atualizações ao vivo em reuniões colaborativas imersivas Está-se aprimorando a oferta de engenharia imersiva por meio do Immersive Collaborator. O Immersive Collaborator agrega valor real e facilita a tomada de decisões, permitindo atualizações ao vivo e alterações de design durante as reuniões. As alterações feitas pelo anfitrião da sessão são comunicadas aos outros usuários para que possam observar e interagir. As atualizações em tempo real estão habilitadas para o Animation Designer, o Mechatronics Concept Designer (MCD) e outras operações de design compatíveis. Isso representa uma verdadeira revolução para simulações e alterações de design, principalmente na identificação de colisões e na necessidade de realizar mudanças rápidas. Análise de ciclista com simulação aerodinâmica em ambiente virtual Capacidades de montagem ampliadas no NX Restrição de Centralização. Posicione os componentes em uma montagem centralizando-os entre duas faces Os fluxos de trabalho de montagem recebem diversas adições importantes nesta versão, principalmente em relação ao posicionamento, movimento e visualização. Novos tipos de restrição, incluindo restrição central, junta cilíndrica e junta deslizante, expandem as possibilidades de definição e comportamento dos componentes em uma montagem. Isso possibilita movimentos e posicionamentos mais realistas, como permitir rotação e translação ao longo de um eixo comum ou restringir o movimento a uma única direção. Para facilitar a visualização e a comunicação de montagens, foi introduzida a função de explosão manual, que permite aos usuários mover e rotacionar componentes usando a Tríade Inteligente. Essa função também pode ser usada para refinar as vistas explodidas automaticamente. As melhorias adicionais incluem a capacidade de copiar componentes diretamente do Navegador de Montagens usando fluxos de trabalho de arrastar e soltar, acesso expandido a peças padrão em vários padrões globais e desempenho aprimorado ao trabalhar com montagens grandes. Fluxos de trabalho de design mais rápidos e flexíveis Excluir Corpo. Remove corpos do modelo associativamente na árvore de histórico. O recurso pode ser suprimido para ressuscitar os corpos As melhorias de design nesta versão têm como foco facilitar a criação, modificação e gerenciamento de geometrias, reduzindo as dificuldades. Novas funcionalidades, como o padrão de esboço, permitem aos usuários replicar rapidamente geometrias em matrizes lineares ou circulares, enquanto o chanfro de esboço adiciona mais controle ao definir detalhes em nível de esboço. A edição de modelos também se tornou mais flexível com a adição das opções "excluir corpo" e "excluir face", que permitem aos usuários remover geometria mantendo a associatividade na árvore de histórico. Esses recursos podem ser suprimidos para restaurar a geometria, se necessário. Os comandos principais de modelagem também foram ampliados, com extrusão, revolução e substituição de face agora suportando parâmetros de inclinação e espessura. As atualizações no comando de casca proporcionam maior controle sobre a direção do deslocamento, e os aprimoramentos no comando de consulta facilitam o acesso a informações detalhadas da face, como área da superfície e centroide. Desenhos mais completos e personalizáveis Marca de centro, linha de centro e diâmetro do círculo primitivo. Use essas anotações em desenhos para comunicar a intenção do projeto, localizar elementos e fabricar peças com precisão A funcionalidade de desenho foi significativamente expandida para suportar fluxos de trabalho de documentação mais completos. Agora, os usuários podem editar desenhos incorporados diretamente no mesmo arquivo de peça do NX , simplificando as transições entre modelagem e detalhamento. Os novos controles de camadas permitem um melhor gerenciamento da visibilidade e seleção dos desenhos, ajudando a reduzir a desordem. Foram introduzidas diversas novas funcionalidades de anotação e detalhamento, incluindo marcas de centro, linhas de centro e anotações de diâmetro do círculo primitivo , juntamente com um controle expandido sobre as configurações de dimensão e anotação . Para fluxos de trabalho com chapas metálicas, a adição de uma tabela de dobras permite a inclusão de informações específicas de fabricação, como raio de dobra, ângulo e direção, diretamente no desenho. Atualizações adicionais nas configurações de visualização de desenho, preferências, listas de peças e tabelas de furos proporcionam mais flexibilidade e controle, ajudando as equipes a alinhar os resultados com os padrões internos. Melhorias contínuas na usabilidade e na experiência do usuário Notificação de atualização de versão. Receba notificações automáticas sempre que o produto for atualizado, com um link para informações sobre as novidades da versão Esta versão também introduz diversas atualizações destinadas a melhorar a usabilidade e tornar o aplicativo mais intuitivo. Agora, os usuários podem selecionar perfis de usuário para alinhar o comportamento do mouse e do teclado com o NX ou outros sistemas CAD convencionais, reduzindo a curva de aprendizado. As dependências entre recursos agora são mais fáceis de entender graças ao destaque visual na árvore de histórico, e a edição direta de esboços permite que os usuários modifiquem rapidamente a geometria sem precisar navegar pelos recursos. As melhorias adicionais incluem notificações de atualização de versão, visibilidade da versão do produto, acesso aprimorado ao caminho do arquivo e fluxos de trabalho simplificados para abertura de arquivos, contribuindo para uma experiência diária mais tranquila. A nova versão de 2026 do Designcenter X NX traz avanços significativos que tornam seus processos de engenharia mais ágeis, precisos e intuitivos — desde a montagem até a documentação final. Quer entender como aplicar essas melhorias no seu dia a dia e extrair o máximo valor da ferramenta? Agende uma reunião com a CAEXPERTS e descubra, na prática, como otimizar seus fluxos de trabalho e elevar o nível dos seus projetos com o NX . WhatsApp: +55 (48) 98814-4798 E-mail: contato@caexperts.com.br

As Unidades de Processamento Gráfico (GPUs) consistem em milhares de núcleos idênticos, cada um projetado para funcionar isoladamente em tarefas massivamente paralelas, que podem ser subdivididas de forma que cada núcleo trabalhe independentemente. Esse design difere do da Unidade Central de Processamento (CPU) tradicional, que é composta por um número menor de núcleos altamente complexos, com lógica de controle sofisticada, grandes quantidades de memória cache hierárquica e mecanismos avançados como execução fora de ordem, predição de desvios e pipelines profundos. Essa arquitetura é otimizada para minimizar a latência na execução de tarefas sequenciais e para lidar com fluxos de instruções diversos e dependentes. As GPUs, por outro lado, são projetadas para manter os dados e o processamento o mais local possível dentro de seus multiprocessadores, reduzindo a movimentação de dados, aumentando a taxa de transferência e maximizando o desempenho em cargas altamente paralelizáveis. A Dinâmica dos Fluidos Computacional (CFD) é ideal para arquitetura de GPU porque tudo é realizado localmente na célula computacional, não havendo necessidade de comunicação com células distantes. Reduzir a distância entre os elétrons traz três benefícios principais: as simulações podem ser executadas mais rapidamente; o consumo de energia por simulação é muito menor; e a área ocupada pelo hardware é muito menor. A capacidade de executar simulações do Simcenter STAR-CCM+ em GPUs não é novidade, mas no Simcenter STAR-CCM+ 2602 foi dado um grande passo em frente ao adicionar Volume de Fluido (VOF) e Mistura Multifásica (MMP) à lista de solvers nativos de GPU. A capacidade multifásica suportada em GPU nesta versão é impressionante, incluindo modelos de mudança de fase como evaporação, ebulição e cavitação, técnicas de aceleração como multi-etapas implícitas e suporte a múltiplos regimes com MMP-LSI. Vejam alguns exemplos dos benefícios que a execução em GPU pode trazer para uma variedade de aplicações. Execute simulações de oscilação de líquidos em tanques mais rápidas Solver: VOF; Malha: Malha estática uniforme de 5,6 milhões de pixels (AMR ainda não compatível com GPU); Passo de tempo: 5e-4s com subpassos dinâmicos (CFL alvo 0,5); Movimento: Movimento lateral sinusoidal; CPUs utilizadas: 192 núcleos de CPU (AMD EPYC 7532); GPU utilizada: 1 NVIDIA RTX 6000 Ada O primeiro exemplo é um caso de oscilação do líquido em um tanque de combustível automotivo. Como engenheiros, queremos saber como o centro de gravidade se desloca à medida que o tanque oscila, devido às cargas que transfere para o veículo e o efeito que isso terá na estabilidade e dinâmica do mesmo. A oscilação do líquido também é uma preocupação em aplicações criogênicas, onde a ebulição ocorre com frequência, o que também é contemplado nesta versão. No Simcenter STAR-CCM+ , foi usado o mesmo solver para as versões de CPU e GPU, o que significa que, se os casos convergirem bem, resultados idênticos podem ser esperados. No exemplo de oscilação em tanque, é exatamente isso que se observa, com o movimento da superfície livre ao longo do tempo sendo quase idêntico (como em experimentos reais, os casos transientes de VOF são estocásticos por natureza e, portanto, nenhuma execução será totalmente idêntica a ponto de cada gota coincidir). O movimento do centro de gravidade apresenta boa concordância com o experimento, tanto nas execuções em CPU quanto em GPU. CPU GPU A vantagem de executar o programa na GPU fica mais evidente quando os tempos de execução são comparados. Uma única GPU foi significativamente mais rápida do que 192 núcleos de CPU. Na verdade, seriam necessários 251 núcleos de CPU para igualar a velocidade da GPU (uma métrica conhecida como equivalência de núcleos de CPU). Ao comparar o consumo de energia, os benefícios da GPU são evidentes, pois ela utiliza apenas 19% do equivalente da CPU, reduzindo o custo de operação e a pegada de carbono. Acelere a simulação de cavitação da hélice Solver: VOF mais modelo de cavitação Schnerr-Sauer; Malha: Malha estática recortada de 4,4 milhões (focada na região próxima à hélice); Passo de tempo: 5e-6s com 3 subpassos de fração de volume; Movimento: MRF; CPUs utilizadas: 160 núcleos de CPU (Intel Xeon Gold 6248); GPU utilizada: 1 NVIDIA Tesla V100 O próximo exemplo é uma hélice marítima operando em uma condição onde a cavitação é esperada. Isso dá a oportunidade de testar alguns dos recursos avançados de física incluídos no VOF para GPU nesta versão. Neste caso, foi utilizado o modelo de Schnerr-Sauer para cavitação. O modelo prevê o crescimento e o colapso de bolhas de vapor devido à baixa pressão na superfície da hélice. Essas bolhas coalescem para formar bolsas de vapor maiores que preenchem o vórtice da ponta e se deslocam rio abaixo, formando um padrão helicoidal clássico. Os resultados desta simulação em CPUs e GPUs são mostrados abaixo. Eles são idênticos, como esperado. CPU GPU A GPU única concluiu a execução em cerca de 70% do tempo gasto pelos 160 núcleos da CPU, o que equivale a 231 núcleos de CPU. Assim como no exemplo anterior, a energia consumida para concluir a execução também é muito menor, com a GPU consumindo apenas 35% da energia utilizada pelas CPUs. Acelere as previsões de resistência marítima: Navio porta-contentores Kriso (KCS) Solver: VOF mais ondas VOF Malha: Malha estática recortada de 28M Passo de tempo: 0,02s Movimento: Nenhum CPUs utilizadas: 512 núcleos de CPU (AMD EPYC 7532) GPUs utilizadas: 2 NVIDIA RTX 6000 Ada Ainda no tema de aplicações marítimas, a próxima simulação é um cálculo de resistência para o caso de teste do navio porta-contêineres Kriso (KCS). A previsão correta do arrasto nesses exemplos exige a captura precisa das ondas de superfície livre tanto ao redor da embarcação quanto a jusante. Essa simulação é possível em GPUs graças ao suporte a ondas VOF nesta versão. CPU GPU Mais uma vez, os resultados da CPU e da GPU são indistinguíveis. Comparando o tempo de execução, as duas GPUs foram ligeiramente mais lentas do que 512 núcleos de CPU, resultando em uma equivalência de 214 núcleos de CPU. O consumo de energia da GPU foi de apenas 30% do consumo do cluster de CPU. Realize estudos de resfriamento de motores elétricos mais rapidamente Solver: MMP-LSI; Malha: Malha poliédrica estática de 4,16 milhões de iterações; Passo de tempo: Passo de tempo adaptativo com alvo de CFL máximo de 2 e 10 subpassos; Movimento: Movimento de corpo rígido (com interseção baseada em métricas e distância da parede PDE); CPUs utilizadas: 160 núcleos de CPU (Intel Xeon Gold 6248); GPU utilizada: 1 NVIDIA Tesla V100 O último exemplo é um motor elétrico semelhante aos encontrados em veículos elétricos. Esses motores requerem refrigeração com um fluido dielétrico (óleo) que, neste motor, é injetado por meio de entradas fixas na parte superior da máquina sobre os enrolamentos de cobre. Otimizar a refrigeração em um motor elétrico é fundamental para maximizar o desempenho e a eficiência. Esta simulação utiliza modelagem de Mistura Multifásica (MMP) com Interface de Grande Escala (LSI) para permitir a coexistência de jatos resolvidos e misturas dispersas de gotículas sub-grade. A simulação também inclui movimento relativo (Movimento de Corpo Rígido com interfaces deslizantes). CPU GPU Os resultados mostram novamente uma excelente concordância entre as execuções na CPU e na GPU. Neste exemplo, a GPU única foi um pouco mais lenta do que os 160 núcleos da CPU, resultando em uma equivalência de 124 núcleos de CPU e um consumo de energia equivalente a 65% do das CPUs. Isso não é tão bom quanto nos outros exemplos devido à necessidade de reinterseccionar a malha deslizante a cada passo de tempo (essa é uma operação não local e, portanto, menos adequada para GPU). Mesmo assim, ainda representa um ganho de velocidade muito significativo. Leve suas simulações multifásicas a um novo patamar de velocidade e eficiência com o poder das GPUs no Simcenter STAR-CCM+ . A CAEXPERTS pode ajudar você a implementar, otimizar e extrair o máximo desempenho dessa tecnologia em seus projetos. 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Um forte aumento do interesse na produção de hidrogênio verde A demanda atual e futura é por energia verdadeiramente livre de emissões. É preciso encontrar alternativas para substituir os combustíveis fósseis. Atualmente, as baterias são uma solução para o setor automotivo. Infelizmente, elas não são adequadas para muitas aplicações devido a limitações de capacidade de armazenamento, vida útil, restrições de carga e preocupações ambientais. Portanto, a produção de hidrogênio verde (produzido, por exemplo, por eletrólise, utilizando eletricidade renovável) é identificada como uma solução promissora para o armazenamento de energia renovável livre de emissões a longo prazo. Em 2019, a energia gerada graças ao hidrogênio era da mesma ordem de grandeza da energia fornecida por uma usina nuclear moderna. E, por alguns anos, o consumo de hidrogênio aumentou rapidamente. Essa tendência continuará a crescer significativamente, visto que muitos países têm investido recentemente em larga escala para aumentar a produção e o uso de hidrogênio nos setores de transporte, energia e indústria. Figura 1: Evolução do consumo de hidrogênio A maior parte do hidrogênio ainda é produzida a partir de combustíveis fósseis, o que significa que novas infraestruturas precisam ser desenvolvidas, enfrentando os seguintes desafios: Produção de hidrogênio verde, sem emissões de CO₂. A eletrólise da água é uma solução, utilizando eletricidade limpa gerada, por exemplo, por turbinas eólicas, painéis solares, conversores de ondas ou uma combinação destes. A melhoria do desempenho, da confiabilidade e da eficiência do sistema visa atingir um preço aceitável para o hidrogênio produzido. O armazenamento do hidrogênio. Como esse gás possui baixa densidade energética em condições ambientais, ele geralmente é comprimido ou liquefeito para armazenamento. Figura 2: Usina de produção de hidrogênio Então, como podemos lidar com esses desafios e capturar o comportamento de uma planta de produção de hidrogênio e de cada um de seus subsistemas? Um modelo que combina todos os subsistemas para avaliar o desempenho global A simulação da produção de hidrogênio verde no Simcenter Amesim é a solução. Ela permite capturar todo o processo de produção de hidrogênio verde, prever as interações entre os subsistemas e o desempenho global. Figura 3: Modelo de planta de produção de hidrogênio no Simcenter Amesim Passa-se agora à análise do exemplo da energia elétrica gerada a partir de 3 fontes verdes diferentes: Turbinas eólicas Painéis solares Conversores de onda A energia elétrica é usada para alimentar um eletrolisador que gera hidrogênio. O hidrogênio é finalmente comprimido para ser armazenado em tanques de alta pressão, pronto para ser usado, abastecer veículos ou ser transportado. Turbinas eólicas O modelo de turbina eólica leva em consideração o número de turbinas eólicas que desejamos utilizar, a definição da geometria da turbina (especialmente o diâmetro da hélice, o ângulo de inclinação…), o desempenho do gerador, as perdas dos subcomponentes e o controle do passo da hélice. Figura 4: Modelo de turbina eólica Este modelo permite prever, por exemplo, a potência elétrica e a potência mecânica da turbina, dependendo da velocidade transitória do vento. Figura 5: Resultados do modelo de turbina eólica Painéis solares O modelo do painel solar leva em consideração o número e a geometria das células e dos painéis, as condições operacionais transitórias: considerando a evolução da posição do sol e o impacto das nuvens, bem como a definição do desempenho do conjunto de painéis solares. Figura 6: Modelo de painéis solares Isso possibilita, por exemplo, prever a potência elétrica fornecida pelo painel solar, dependendo da potência de irradiação transitória nas células. Figura 7: Resultados do modelo de painéis solares Gerador de ondas Para prever o desempenho de um gerador de ondas, foi inicialmente construído um modelo multifísico bastante detalhado. Este modelo reproduz a arquitetura detalhada do sistema, considerando o dimensionamento e o comportamento dos subsistemas: o pistão, as válvulas, o motor e o gerador hidráulicos, um acumulador, tubulações, etc. O modelo leva em conta as condições operacionais transitórias com frequência e amplitude de ondas variáveis. Este modelo é preciso e útil para o projeto detalhado e otimização do gerador de ondas. No entanto, para simulações de longa duração, ele permanece lento. Em seguida, numa segunda etapa, partindo do modelo preciso, foi construído um modelo reduzido utilizando a ferramenta Simcenter Amesim Neural Network Builder. O Neural Network Builder permite treinar um modelo reduzido de forma fácil e rápida, gerando o modelo Amesim correspondente que será executado com grande rapidez. Numa simulação de validação, o modelo gerador de ondas reduzido conseguiu reproduzir os resultados do modelo inicial com um nível de confiança de 94%, com um tempo de simulação significativamente menor. É realmente incrível! Figura 8: Redução do modelo do gerador de ondas Este modelo reduzido pode então ser usado para prever a energia elétrica gerada pelo gerador de ondas, dependendo da frequência e amplitude da onda, com os desempenhos que precisamos em nosso modelo de sistema de produção de hidrogênio verde. Figura 9: Resultados do modelo do gerador de ondas Eletrolisador A energia elétrica gerada por painéis solares, turbinas eólicas e geradores de ondas é combinada e utilizada pelo eletrolisador. Este converterá água em O₂ e H₂. Neste modelo, o desempenho e as taxas de reação são previstos graças à curva de polarização fornecida como parâmetro, ao número de células e à área ativa das células. Figura 10: Modelo de eletrolisador Isso permite prever a energia elétrica consumida pelo eletrolisador, o fluxo instantâneo de hidrogênio que ele produzirá e a massa média correspondente que você poderá produzir por dia. Neste exemplo, você pode produzir cerca de 9 kg de hidrogênio por dia. Você também pode constatar que, com o dimensionamento dos subsistemas, o conversor de ondas produz 88% da energia elétrica, os painéis solares 4% e a turbina eólica 7%. Figura 11: Resultados do modelo de eletrolisador Armazenamento de hidrogênio Finalmente, o hidrogênio é comprimido no modelo de armazenamento de hidrogênio. Este modelo é baseado em tubulações, um compressor com seu controle, válvulas controladas e vários tanques. O controle das válvulas permite que o primeiro tanque seja enchido até que a pressão atinja 750 bar. O segundo tanque é enchido em seguida e, finalmente, o terceiro. As trocas térmicas que ocorrem entre o hidrogênio, as tubulações e os tanques são levadas em consideração. A simulação foi interrompida quando a pressão atingiu 750 bar em cada um dos três tanques. Figura 12: Modelo do sistema de armazenamento de hidrogênio Graças ao modelo e à simulação, é possível prever que, nas condições operacionais definidas, os 3 tanques podem ser enchidos em 42 dias. Também é possível compreender claramente a rapidez com que a pressão e a massa de hidrogênio aumentam, bem como a evolução da temperatura do gás dentro dos 3 tanques. A compressão do hidrogênio a 750 consome parte da energia gerada pelos painéis solares, turbinas eólicas e geradores de ondas. Isso, por fim, reduz a produção de hidrogênio. Graças à simulação, pode-se estimar que o compressor consome cerca de 6% da energia elétrica. Figura 13: Resultados do modelo do sistema de armazenamento de hidrogênio Conclusões Em conclusão, a simulação da produção de hidrogênio verde no Simcenter Amesim pode definitivamente ajudar a enfrentar os desafios da produção de hidrogênio verde. A extensa plataforma de simulação multifísica permite modelar sistemas completos. Dimensionar os diferentes subsistemas, considerando várias condições de operação, é benéfico. Isso possibilita uma melhor integração dos subsistemas e a melhoria do desempenho geral e do retorno sobre o investimento (ROI). Proporciona uma melhor compreensão do comportamento global do sistema. Com a simulação de sistemas, você pode projetar melhor seu sistema, além de avaliá-lo virtualmente e aprimorar suas estratégias de controle. Você finalmente poderá selecionar o design certo na primeira tentativa , reduzindo os riscos de erros e acelerando seus projetos. Finalmente, o Simcenter Amesim , graças a modelos e bibliotecas genéricos, possibilita abordar a produção de hidrogênio limpo, bem como muitas outras aplicações. Podemos mencionar brevemente, por exemplo, as seguintes: Projeto de tanques de hidrogênio integrados em veículos ou aeronaves, considerando tanques de alta pressão ou criogênicos, simulação de cenários como reabastecimento ou extração de hidrogênio. Avaliação do desempenho de motores aeronáuticos e turbinas a gás, análise do impacto da sangria em compressores multiestágios, foco em questões de engenharia, análise de modelos para avaliação fora do projeto e em regime transitório. Projeto de motores de combustão de hidrogênio, adaptação dos sistemas de injeção e controle, sistemas de carregamento, controle de combustão e sistemas de pós-tratamento. Projeto e integração de células de combustível com o fornecimento de ar e hidrogênio, a eletrônica de potência, o gerenciamento térmico e os controles. Figura 14: Exemplos de funcionalidades do Simcenter Amesim para outras aplicações relacionadas ao hidrogênio Sobre o autor: Patrice Montaland é Desenvolvedor de Negócios do Simcenter Amesim . Ele adquiriu experiência inicial em simulação, células de combustível e veículos híbridos como engenheiro atuando nas indústrias automotiva e de hidrogênio. Patrice ingressou na Siemens há 14 anos e agora trabalha em estreita colaboração com a equipe de desenvolvimento do Simcenter Amesim , motivado a melhor atender aos novos desafios da indústria. Patrice acredita firmemente nos benefícios da simulação de sistemas para o projeto de sistemas de produção de hidrogênio verde e para a melhoria do uso do hidrogênio em sistemas como células de combustível, graças a uma abordagem de modelagem multifísica rápida e abrangente. Pronto para avançar na produção de hidrogênio verde com mais eficiência e segurança? Agende uma reunião com a CAEXPERTS e descubra como as soluções de simulação, como o Simcenter Amesim , podem ajudar sua empresa a otimizar sistemas, reduzir riscos e acelerar resultados em projetos de energia limpa. WhatsApp: +55 (48) 98814-4798 E-mail: contato@caexperts.com.br

Para qualquer veículo, o mau gerenciamento da água pode ser um problema, algo bem conhecido pelos engenheiros automotivos da atualidade. Seja uma garoa leve ou uma enchente, a água impacta quase todos os aspectos do projeto de um carro, desde a visibilidade do motorista e a durabilidade dos componentes até a segurança e o desempenho geral do veículo. Durante anos, lidar com esses problemas significava testes físicos dispendiosos e demorados. Hoje, no entanto, os projetistas de automóveis contam com um conjunto cada vez maior de ferramentas para simular e mitigar o excesso de fluxo de água e os problemas de infiltração. Esse conjunto crescente de ferramentas, aliado ao avanço contínuo da computação de alto desempenho (HPC), consolidou a simulação como a opção indispensável para o engenheiro moderno, proporcionando economia de tempo e custos já nas fases iniciais do ciclo de projeto. Você tem opções de simulação Para auxiliar na navegação pelas águas da simulação, o software e os serviços da Simcenter oferecem ferramentas de análise baseadas nos métodos RANS e SPH, proporcionando combinações eficientes de soluções rápidas e de alta fidelidade. Vamos analisar mais detalhadamente o que cada opção pode oferecer. RANS (Navier-Stokes com média de Reynolds) Os métodos RANS são métodos de Dinâmica dos Fluidos Computacional (CFD) baseados em meio contínuo e dependentes da malha, que resolvem equações médias temporais para o escoamento de fluidos. Isso significa que eles modelam os efeitos da turbulência em vez de resolver diretamente cada vórtice turbulento. Um solver RANS trata o fluido como um meio contínuo e resolve grandezas médias, como velocidade, pressão e temperatura, em uma malha fixa. Os métodos RANS possuem diversas vantagens: Eficiência computacional para fluxos em regime permanente: Geralmente mais eficiente para fluxos em regime permanente ou quase permanente, tornando-os adequados para domínios maiores e tempos de simulação mais longos. Previsão do fluxo de fluido/ar em massa: Excelente para prever o comportamento geral da água com interação aerodinâmica do veículo (multifásico). Previsão de pressão: Fornece campos de pressão estáveis ​​e precisos usados ​​em previsões acopladas de deflexão e tensão, ou seja, interação fluido-estrutura (FSI) ou acoplamento de elementos finitos (FEA) e dinâmica dos fluidos computacional (CFD). SPH (Hidrodinâmica de Partículas Suavizadas) Os métodos SPH são métodos baseados em partículas lagrangianas e sem malha. Em vez de resolver em uma grade, o fluido é representado por partículas que se movem com o fluxo, carregando propriedades como massa, velocidade e pressão. Essas partículas interagem com seus vizinhos dentro de um comprimento de suavização definido, e as propriedades do fluido são reconstruídas usando interpolação baseada em kernel a partir dessas interações de partículas. Os métodos SPH também apresentam diversas vantagens: Eficiência computacional para fluxos transientes: Apresenta excelente desempenho na simulação de deformações de superfície livre altamente transientes e violentas, respingos, oscilações e dinâmicas complexas de superfície livre sem difusão numérica. Sem necessidade de malha: Elimine a necessidade de malhas e remesh complexos, simplificando a configuração para geometrias intrincadas, componentes móveis e cenários que envolvem ruptura ou fragmentação da água. Infiltração localizada de água e interação em nível de componentes: Ideal para análises detalhadas da infiltração de água através de aberturas de ventilação, drenos, vedações e pequenas aberturas, bem como da interação direta da água com sensores, câmeras e vias de entrada de ar. Vamos explorar alguns problemas comuns de gestão de água abordados de forma abrangente usando o software Simcenter Fluids and Thermal e as soluções Simcenter Engineering and Consulting Services. Garantir uma visão clara e a segurança do motorista Todos sabem que uma boa visibilidade ao dirigir é fundamental. Mesmo uma pequena redução na visibilidade do motorista pode ser irritante ou, na pior das hipóteses, extremamente perigosa. Felizmente, existem diversas maneiras pelas quais a simulação pode ajudar seu carro a manter uma visão clara em dias de chuva. Otimização do para-brisa e dos limpadores Utilizando modelagem CFD multifásica, os engenheiros podem prever com precisão como as palhetas do limpador de para-brisa removem a água sob diversas condições de chuva e vento. Isso permite a otimização do design, da velocidade e do ângulo de varredura das palhetas, além de ajudar a mitigar problemas como o fluxo de água e marcas deixadas pelas colunas A. Simulações acopladas mais avançadas (ar e água) chegam a analisar os efeitos aerodinâmicos para garantir que os limpadores permaneçam eficazes em altas velocidades, reduzindo ruídos e vibrações causados ​​pelo atrito entre as palhetas. Espelhos retrovisores e janelas laterais Os espelhos retrovisores laterais são um componente essencial para uma condução segura, cujo design deve estar em conformidade com diversas diretrizes governamentais (tamanhos e ângulos mínimos), bem como com restrições de engenharia aerodinâmica (mínimo arrasto). Por esses motivos, a área da superfície de um espelho retrovisor lateral tende a ser relativamente pequena e pode ser facilmente comprometida pela água. Felizmente, existem técnicas avançadas de modelagem CFD para mitigar esses problemas antes que ocorram na estrada. Simulações detalhadas de espelhos retrovisores laterais frequentemente exigem uma abordagem híbrida, utilizando diferentes modelos multifásicos para aproximar diferentes domínios da solução: fluxo de ar, água em massa, gotas de água e película de água. A transição entre os domínios é ditada por critérios definidos pelo usuário (por exemplo, impacto de gotas, espessura da película ou diâmetro da gota). Análise de aquaplanagem e pneus Uma análise de pneus realizada corretamente pode aumentar a segurança do veículo por meio de projetos otimizados da banda de rodagem e reduzir significativamente o tempo de prototipagem física. Essas simulações complexas utilizam métodos avançados para modelar as interações entre pneus, água e ar, a fim de prever quando e como um pneu perde tração. Elas podem ser simulações extremamente desafiadoras devido à geometria do pneu, que se move e se deforma, ao comportamento transitório do fluxo e ao nível de detalhamento necessário para atingir uma precisão aceitável. Esses desafios podem ser superados com o Simcenter STAR-CCM+ usando uma combinação de Volume de Fluido (VOF), malha dinâmica ou sobreposta e solvers FSI acoplados. Navegando em águas profundas: vadeio e proteção de componentes Grandes acúmulos de água são comuns após chuvas intensas, principalmente em áreas de baixa altitude, comunidades costeiras e estradas com drenagem deficiente. Os fabricantes sabem que esses eventos ocorrerão ao longo da vida útil de um veículo e, como resultado, os testes controlados de imersão em água tornaram-se um requisito padrão da maioria dos programas de validação de veículos, especialmente para veículos elétricos, onde a proteção dos componentes eletrônicos é fundamental. A travessia em água impõe exigências simultâneas em relação ao gerenciamento de respingos, à integridade da vedação e ao direcionamento dinâmico da água ao redor do veículo. As arquiteturas exclusivas das plataformas com motor a combustão e das plataformas elétricas a bateria criam caminhos de exposição à água muito diferentes, desde os sistemas de entrada e ventilação de ar até os componentes da parte inferior da carroceria, os compartimentos de alta tensão e os equipamentos de gerenciamento térmico. Compreender como a água se move, se acumula e interage com esses sistemas durante uma travessia em água é essencial desde o início do processo de projeto, muito antes do início dos testes físicos. Deflexões e tensões sob o painel Seja por direção imprudente ou simplesmente por falta de atenção, há uma grande probabilidade de você colidir com uma grande e pesada massa de água em alta velocidade com seu carro. Você pode não perceber na hora, mas esse infeliz acontecimento não só produz respingos excessivos de água, como também pode causar danos estruturais significativos na parte inferior do veículo. Grandes deformações na lataria podem gerar tensões indesejadas ou contato entre componentes. Portanto, embora pareça contraditório, a parte inferior de um veículo deve ser projetada para resistir a impactos. Os engenheiros iniciam a análise calculando as cargas de impacto em alta velocidade durante a travessia em águas rasas. Essas cargas são então usadas como condições de entrada para prever as deflexões sob o painel. As deflexões correspondem às tensões nos pontos de montagem, que podem levar à fadiga e falha do material. Todo o fluxo de trabalho é uma análise acoplada chamada Interação Fluido-Estrutura (FSI) e é essencialmente um processo de duas partes com duas disciplinas de simulação separadas: CFD – Uma simulação transiente multifásica (ar/água) calcula as cargas de pressão hidrodinâmica na parte inferior do veículo enquanto ele atravessa trechos alagados (podendo incluir efeitos aerodinâmicos). Análise de Elementos Finitos (FEA) – As cargas de pressão são mapeadas em um modelo estrutural e um solver de Análise de Elementos Finitos é usado para calcular a deflexão, a tensão e a deformação dos painéis inferiores e dos componentes de conexão. Domando o Spray: Fortalecendo a Durabilidade e a Proteção dos Componentes Todos nos lembramos dos passeios de bicicleta na infância, vagando sem rumo entre a rua, a calçada e as poças de chuva. E quando percebíamos as costas estavam completamente encharcadas pelos respingos dos pneus (mais um exemplo de má gestão da água no veículo). Os respingos de água de uma bicicleta BMX podem ser vistos como um incômodo aceitável (ou até mesmo divertido), porém, os respingos de água de uma motocicleta ou carro devem ser levados mais a sério. Eles podem ser corrosivos, destrutivos ou até mesmo perigosos. Felizmente, existem diversas maneiras pelas quais a simulação pode ajudar a mitigar o impacto dos respingos de pneus logo no início do ciclo de projeto, antes mesmo do veículo chegar às ruas. Visibilidade e segurança do motorista As simulações de pulverização ajudam os engenheiros a projetar componentes como arcos de roda, painéis inferiores da carroceria e para-lamas para minimizar os respingos, melhorando a visibilidade do motorista e resolvendo problemas aeroacústicos e estéticos. Contaminação de componentes Uma análise por pulverização pode prever áreas de alta sujidade em componentes como faróis, lanternas traseiras e radiadores, permitindo uma aplicação otimizada e o desenvolvimento de revestimentos antiaderentes. Corrosão e Falha de Componentes A simulação dinâmica de pulverização também pode ajudar os engenheiros a entender como substâncias corrosivas, como o sal de estrada, afetam as partes vulneráveis ​​de um carro ou motocicleta ao longo do tempo, permitindo o desenvolvimento de medidas de proteção. Degradação da câmera e do sensor Para sistemas avançados de assistência ao condutor (ADAS) e veículos autônomos, uma simulação de alta fidelidade pode ser crucial para eliminar projetos inadequados. As previsões de gotas e películas de água ajudam a determinar o posicionamento ideal de câmeras e sensores para minimizar a exposição à chuva, lama e sujeira, e podem auxiliar no desenvolvimento de sistemas de limpeza eficazes. Ingress protection de componentes eletrônicos Os testes de ingress protection (IP) tornaram-se uma parte crítica da validação de veículos modernos, visto que cada vez mais componentes eletrônicos são acondicionados em locais expostos ou sujeitos a respingos. Normas como a IEC 60529 e a ISO 20653 definem os requisitos de  ingress protection de líquidos para invólucros e equipamentos elétricos de veículos rodoviários (por exemplo, inversores, ECUs, sensores, carcaças de baterias e conectores). Abrangem cenários de exposição à água que variam da proteção básica contra gotejamento e respingos (IPX1) a condições de lavagem com alta pressão e alta temperatura (IPX9), representando requisitos de  ingress protection progressivamente mais exigentes para componentes automotivos. A simulação é particularmente eficaz para o estudo desses comportamentos, pois as falhas de entrada de água são frequentemente causadas por movimentos de água localizados e altamente transitórios, em vez de fluxo constante. Eventos de curta duração, como respingos e exposição por impacto, podem ser analisados ​​para compreender os caminhos e o acúmulo de água. A simulação também pode revelar como a água entra em componentes como mecanismos de trava, além de avaliar o impacto do posicionamento de respiros e drenos e identificar onde a água se acumula e molha repetidamente regiões críticas. Otimizando o desempenho e a funcionalidade do sistema As simulações de água em grande quantidade também permitem ajustar com precisão a forma como a água interage com sistemas complexos de veículos. Drenagem do conjunto da coifa e controle de entrada de ar do sistema HVAC O conjunto do painel corta-fogo desempenha um papel crucial na gestão da água no veículo, atuando como principal zona de coleta e redistribuição de água da chuva, respingos e escoamento do para-brisa e do capô. Ao mesmo tempo, frequentemente abriga ou alimenta sistemas sensíveis, como entradas de ar do sistema de climatização, filtros de ar da cabine, mecanismos dos limpadores de para-brisa e componentes eletrônicos. Durante chuvas intensas ou lavagens de veículos, o painel corta-fogo sofre com fluxos de água altamente transitórios, acúmulo localizado e demandas de drenagem rápida. O gerenciamento inadequado da água nessa área pode levar à entrada de água nos sistemas de climatização, acúmulo próximo a componentes elétricos, problemas de ruído ou comprometimento da durabilidade a longo prazo. A simulação permite que os engenheiros estudem esses comportamentos complexos e dependentes do tempo logo no início do processo de projeto. O acúmulo transitório de água, o transbordamento, o respingo e a interação com grelhas, telas e caminhos de drenagem podem ser visualizados e quantificados em condições repetíveis. Isso permite que as equipes avaliem a geometria da coifa, o dimensionamento e o posicionamento dos drenos e a eficácia dos defletores antes da construção de protótipos físicos. Ao entender como a água se move através da coifa sob cenários de carga realistas, os projetistas podem reduzir o risco de infiltração, melhorar a robustez e evitar alterações dispendiosas no projeto em estágios avançados. Escoamento de água do capô e da porta traseira O escoamento da água pelo capô, tampa do porta-malas e porta traseira é um aspecto fundamental da gestão da água em veículos, pois a água naturalmente segue a geometria da superfície e migra em direção a frestas, bordas e interfaces se não for direcionada intencionalmente. Durante a chuva e a lavagem do carro, formam-se películas e filetes de água nos painéis externos, que se desprendem nas bordas, dobradiças, faróis e áreas de fechamento. A simulação permite que os engenheiros visualizem esses caminhos de escoamento em condições controladas e avaliem recursos como calhas, bordas, canais e pingadeiras que direcionam a água para longe de aberturas e pontos de contato do usuário. Isso ajuda a reduzir o desperdício de água durante a abertura da porta traseira, limita a umidade repetida em interfaces críticas e melhora a robustez geral antes da construção de protótipos físicos. Oscilação do tanque O movimento do líquido dentro dos tanques é um desafio no projeto de veículos, particularmente em aplicações que envolvem tanques parcialmente cheios, como reservatórios de combustível, líquido de arrefecimento ou fluido de lavagem de para-brisa. Durante a frenagem, aceleração, curvas ou operação em estradas irregulares, o movimento do líquido dentro desses tanques pode se tornar altamente dinâmico e caótico. O movimento descontrolado do líquido pode influenciar a dinâmica do veículo, introduzir cargas transitórias nas paredes e suportes do tanque, contribuir para a transferência de carga e momentos de rolamento induzidos pelo movimento, além de gerar ruído. Esses efeitos são especialmente importantes em veículos e sistemas maiores, onde os volumes de fluido são significativos e as condições de operação variam amplamente. A simulação oferece uma maneira prática de estudar e gerenciar o comportamento de oscilação do líquido logo no início do processo de projeto. Os engenheiros podem avaliar a influência da geometria do tanque, do nível de enchimento e de características internas, como defletores, em cenários de condução repetíveis. Isso permite a otimização rápida do layout dos defletores para melhorar a estabilidade do veículo, reduzir a carga estrutural transitória, limitar o movimento do centro de massa induzido pelo fluido e mitigar os momentos de rolamento relacionados à oscilação antes do início dos testes físicos. Lançamentos digitais, impacto real A gestão da água proveniente de veículos é um desafio complexo, que vai muito além dos quintais e entradas de garagem do dia a dia, e as soluções práticas nem sempre são óbvias. A mitigação do desperdício de água exige conhecimento, criatividade e inovação – tudo o que o portfólio de softwares e serviços da Simcenter pode ajudar a fornecer. Com simulações eficazes, o imprevisível torna-se calculável, transformando a engenharia de um processo reativo, baseado em tentativa e erro, em uma ciência proativa e preditiva. Os engenheiros de hoje podem inovar mais rapidamente, construir com mais segurança e entregar produtos mais confiáveis, garantindo uma experiência mais segura, seca e confortável para todos, independentemente das condições climáticas. Descubra como a simulação pode transformar os desafios da gestão de água em veículos em oportunidades de inovação e desempenho. A CAEXPERTS  pode ajudar sua equipe a aplicar soluções avançadas com ferramentas como Simcenter STAR-CCM+ para otimizar projetos, reduzir custos de prototipagem e acelerar o desenvolvimento. Agende uma reunião com nossos especialistas e veja como implementar simulações eficientes no seu processo de engenharia. WhatsApp: +55 (48) 98814-4798 E-mail: contato@caexperts.com.br