Softwares de última geração; Simulação Multifísica 3D; SIMCENTER 3D; STAR CCM+; FloEFD; FEMAP; Simulação Sistemas; Flomaster; AMESIM; Simulação e Projeto Eletromagnético; Magnet; SPEED; Motorsolve; Mentor; Otimização Multidisciplinar; HEEDS; Design CAD / ECAD; NX Design Simulation; Solid Edge Mecânico e Elétrico e PCB Simcenter 3D Solução CAE completa e integrada Pré / Pós-processamento Meshing eficiente Análise estrutural Durabilidade e análise de fadiga Simulações eletromagnéticas Materiais compositos Simulação de movimento Simulação térmica e acústica Parametrização Saiba mais STAR CCM+ Dinâmica de fluidos computacional Fluxo de partículas Simulação eletroquímica Objetos em movimento Simulação de fluxo multifásico Escoamento reativo Simulação térmica Simulação de bateria Máquinas elétricas Mecânica dos Sólidos Saiba mais FloEFD Dinâmica de fluidos computacional Interface amigável e intuitiva Integrado ao CAD Geração de malhas cartesianas Fluxo de trabalho inovador Base de dados de engenharia Análise "What-IF " Integração com FloMASTER Escoamentos compressíveis Processos de combustão Saiba mais Produtos Licenciamos softwares de última geração, com o selo Siemens de qualidade. Entre em contato conosco e adquira a ferramenta certa para seus objetivos! Entre em contato WhatsApp Simulação Multifísica 3D Âncora 1 Femap Inspecione elementos finitos Pré /Pós-processamento Geração de malha abrangente Gerenciamento de montagem FE Solver multi-CAE Meshing 1, 2 e 3D (manual/auto.) Materiais compósitos Simulação básica de fluidos Simulação térmica Otimização Saiba mais Âncora 2 Simulação Sistemas 1D Âncora 3 Flomaster Simulação de sistemas de fluidos Eng. de sistemas termofluidos Simulação do sistema de propulsão Integração do sistema Sistemas de tubulação Conexão ao PLM, CAD e IoT Redução de custos Aceleração do projeto Ampla biblioteca e banco de dados Projeto baseado em modelo Saiba mais Amesim Simulação de sistemas Otimização de desempenho Bibliotecas multifísicas Prototipagem virtual Sistemas mecânicos e elétricos Sistemas de fluido e propulção Sistemas de gerenciamento térmico Construtor de ROM Integração do sistema Acoplamento a softwares CAD Saiba mais Simulação e Projeto Eletromagnético Magnet Simulação de baixa frequência Simulações eletromagnéticas AC Análise de hotspots Prototipagem virtual Modelagem avançada de materiais Efeitos da incorporação histerese Modelagem de circuitos e sistemas Simulações de Campo Elétrico Simulação de Movimento Eletromag. Simulação transitória Saiba mais E-Machine Design Projeto de motores elétricos Enrolamento do motor elétrico Perfis de motores importáveis Automação FEA Análise térmica do motor Análise de desempenho Ampla exportação de modelo Interface baseada em modelo Operações típicas automatizadas Personalização descomplicada Saiba mais SPEED Projeto de máquinas elétricas Análise magnetostática 2D Inclui modelos teóricos e físicos Link para software multifísico Suporta diversos tipos de máquina Exploração e otimização Espaço de design automatizado Projeto baseado em modelo Fluxo de trabalho eficiente Integração com o HEEDS Saiba mais Âncora 4 Otimização Multidisciplinar Âncora 5 HEEDS Interface de projeto e otimização Integração a todos os CAD/CAE Automação de processos Execução distribuída Colaboração Pesquisa eficiente Inovação e otimização Insight & Discovery Comparação de desempenho Gêmeo Digital Saiba mais Design CAD / ECAD Âncora 6 NX Ambiente intuitivo de design Defina, reutilize e valide Engenharia Generativa Simulação e manufatura integradas Projeto eletromecânico Processos colaborativos Fabricação aditiva Industrial Projeto de moldes e matrizes Projeto de eletrodos Engenharia Reversa Saiba mais Solid Edge Plataforma multi CAD Projeto, simulação e manufatura Tecnologia Síncrona e Ordenada 2D/3D, chapa metálica e montagem Projeto de PCB Renderização Manufatura aditiva/subtrativa Correção automática de modelos Análise estrutural/fluidodinâmica Engenharia Reversa Saiba mais Solid Edge Electrical Projeto de fiação Chicote elétrico Routing elétrico Simulação de sistemas elétricos Projeto de PCB colaborativo Layout 2D de painel de controle Integração elétrica/mecânica Biblioteca robusta Layout ajustável e reutilizável Sincronização com o Teamcenter Saiba mais

Simcenter SPEED Projete e analise motores e geradores analiticamente. Software de projeto de máquinas rotativas mais usado ​​pela indústria. Máquinas de ímãs permanentes e síncrona, indução, de relutância, de CC com escovas, comutada com enrolamento de campo e de fluxo axial, entre outras. Simcenter SPEED Projete e analise motores e geradores analiticamente no Simcenter SPEED, que fornece acesso a modelos teóricos e físicos da maioria das principais classes de máquinas elétricas (por exemplo, máquinas de ímãs permanentes e síncrona excitada eletricamente, máquinas de indução, de relutância, de CC com escovas, comutada com enrolamento de campo e de fluxo axial), juntamente com seus acionamentos. Além disso, o Simcenter SPEED escreve um conjunto predefinido de parâmetros e mapas específicos que podem ser importados no Simcenter Amesim, suportando a simulação em nível de sistema da máquina eletrônica integrado ao seu ambiente. Contate um Especialista Software de projeto rápido de máquinas elétricas Recursos do Simcenter SPEED Software de projeto de máquinas rotativas mais usado pela indústria Link com software Multifísico Exploração e Otimização do Espaço de Design Automatizado O software Simcenter SPEED oferece suporte aos engenheiros na validação virtual de escolhas de projeto por meio de simulação analítica detalhada, uso rápido e inteligente de análise magnetostática de elementos finitos 2D. Ele inclui todos os modelos teóricos e físicos necessários para um projeto rápido de máquina elétrica com uma abordagem flexível e uma interface com links para análises e simulações ainda mais precisas e detalhadas, como elementos finitos/volumes finitos multifísicos 2D e 3D (FE/FV) magnetostático ou magnetotransitório, térmico, mecânico ou vibroacústico. Modelo de máquina elétrica: configure um modelo de máquina elétrica rapidamente; Link de software multifísico: exportação de modelo para o software de elementos finitos; Exploração do projeto: avalie a influência de parâmetros ou otimize o desempenho da máquina para um ou mais objetivos; Simulação no nível do sistema: exporte os dados do modelo para uma simulação em nível de sistema no Simcenter Amesim. O Simcenter SPEED suporta os tipos de máquinas mais comuns, incluindo motor, gerador e também inversores. O usuário pode se beneficiar de modelos predefinidos para as seguintes máquinas: Máquinas síncronas (PC-BDC) Máquinas de indução (PC-IMD) Máquinas de relutância comutada (PC-SRD) Máquinas PM-DC escovadas (PC-DCM) Máquinas comutadas com campo bobinado (PC-WFC) Máquinas de fluxo axial (PC-AXM) Para melhorar a precisão da simulação, o Simcenter SPEED fornece links para vários solvers de elementos finitos eletromagnéticos de uso geral, como Simcenter STAR-CCM+, o Simcenter MAGNET ou para a ferramenta dedicada do Simcenter SPEED, o SPEED FEA Solver. Eles permitem modelar e estudar a máquina elétrica com mais precisão e em condições específicas, com saturação e ocorrência de falhas. Em geral, os usuários podem conectar o Simcenter SPEED com outras ferramentas necessárias para a solução completa da máquina elétrica usando vários scripts ou linguagens de programação. Mais especificamente, a automação faz uso dos recursos de script , direcionando o Simcenter SPEED sozinho, ou em conjunto com outros programas, como o STAR-CCM+. Esse fluxo de trabalho automatizado segue a abordagem de script e usa o STAR-CCM+ e seus solucionadores multifísicos para análise de estresse eletromagnético, térmico (transferência de calor conjugada 3D completa) e mecânico, juntamente com Java scripts para fornecer e fornecer informações adicionais. A vibro-acústica também pode ser estudada combinando modelos FE do estator e subsistema de carcaça com um modelo BE de espaço livre circundante para avaliar a qualidade do som da máquina elétrica. O objetivo é eliminar ruídos por meio de simulação no Simcenter 3D Acoustics. Qual é o resultado final esperado dessa abordagem de Engenharia de Sistemas Baseada em Modelos? Resposta: um suporte para fazer a melhor escolha de design , e por “melhor”, lê-se a escolha otimizada viável, novamente por meio de um fluxo de trabalho eficiente e contínuo. Como mencionado, o Simcenter SPEED fornece resultados quase instantaneamente graças à sua abordagem analítica, o que o torna muito adequado para programas de Exploração Espacial de Design, apoiando os clientes com estudos “What if” e execuções de otimização. O HEEDS é um pacote de software poderoso no portfólio do Simcenter que automatiza esse processo de exploração do espaço de design e o Simcenter SPEED fornece uma interface gráfica de usuário integrada para acessar o HEEDS. ⇐ Voltar para Ferramentas

O Simcenter Femap é uma ferramenta de simulação avançada para criar, editar e inspecionar modelos de elementos finitos de produtos ou sistemas complexos. Pré / Pós-processamento; Meshing; Compósitos; Simulação estrutural; Simulação térmica; Otimização Estrutural; capturar processos CAE, padronizá-los e automatizá-los Simcenter Femap O Simcenter Femap é uma ferramenta de simulação avançada para criar, editar e inspecionar modelos de elementos finitos de produtos ou sistemas complexos. Você pode usar fluxos de trabalho avançados no Simcenter Femap para modelar componentes, montagens ou sistemas, para, então, determinar a resposta comportamental de um modelo, quando submetido a condições do mundo real. Além disso, o Simcenter Femap oferece uma poderosa ferramenta de visualização e avaliação de resultados gráficos orientados por dados, que, em combinação com o Simcenter Nastran, líder do setor, oferece uma solução CAE completa, garantindo que os produtos reproduzam o desempenho do projeto nos ambientes reais e possibilita a melhoria deste desempenho. Contate um Especialista Pré / Pós-processamento Meshing Compósitos Simulação básica de fluidos Simulação estrutural Simulação térmica Otimização Simulação de automação e escalabilidade Reduza o tempo gasto na preparação de modelos de análise e obtenha mais tempo para avaliar os resultados. Avance rapidamente na manipulação das geometrias multi-CAD para pronta execução dos modelos CAE, geração de malha abrangente, gerenciamento de montagem FE, ambientes de solver multi-CAE e pós-processamento de dados de simulação. Crie malhas de forma eficiente em seus modelos usando funções de modelagem abrangente de forma automática e/ou manual de elementos 1D, 2D e 3D, além de inúmeras técnicas para a aplicação de cargas e condições de contorno. As edições de geometria definidas pelo usuário, malhas e condições de contorno estão todas associadas ao projeto básico, o que significa que, quando a geometria do projeto básico muda, você pode atualizar rapidamente seu modelo. Essa abordagem reduz muito o tempo de modelagem downstream , o que resulta em uma enorme economia de tempo nas muitas iterações de análise e projeto de um produto. Em sua busca para criar produtos mais leves, porém mais fortes, os fabricantes estão cada vez mais usando materiais compostos. Está na liderança da análise de componentes através do desenvolvimento contínuo de modelos de materiais e de tipos de elementos. O Simcenter acelera todo o processo de simulação de materiais compostos laminados por meio de uma conexão perfeita com o projeto dos compostos, solvers precisos e pós-processamento abrangente. O Simcenter Femap permite uma visão de comportamento básico de um fluido em conjunto com toda a física associada no modelo FEA. Compreender como um componente ou montagem de um produto reage sob estresse, ou vibração é fundamental em qualquer setor. No entanto, à medida que os produtos e materiais se tornam cada vez mais complexos, os engenheiros precisam de ferramentas que vão além das análises lineares-estáticas. O Simcenter Femap fornece o software de análise estrutural de que você precisa para simular uma ampla variedade de aplicativos em um único ambiente e em conjunto com o Simcenter Nastran, líder do setor. O Simcenter Femap inclui recursos de simulação térmica completa os e de primeira classe que podem ajudá-lo a entender as características térmicas de seu produto e, posteriormente, adaptar sua solução de gerenciamento térmico para um desempenho ideal. Como posso reduzir o material em um componente ou alterar suas propriedades, garantindo que ele continue atendendo às metas de desempenho? O Simcenter Femap oferece técnicas de otimização de engenharia que podem ajudá-lo a responder a essas perguntas, procurando sistematicamente o melhor projeto que satisfaça determinados critérios. Reduza o peso do componente ou encontre a combinação certa de parâmetros para melhorar o desempenho do produto por meio de recursos completos de topologia, geometria e otimização de parâmetros. À medida que as empresas aumentam sua dependência da simulação, elas buscam maneiras de acelerar o processo de análise e aumentar o rendimento da simulação. Uma das maneiras de aumentar o rendimento da simulação é capturar processos CAE repetitivos, padronizá-los e automatizá-los. O Simcenter permite capturar a experiência de analistas seniores e disponibilizá-la para engenheiros juniores em sua organização para uso na forma de assistentes ou modelos. ⇐ Voltar para Ferramentas

Simcenter STAR-CCM+ software de dinâmica de fluidos computacional (CFD) com capacidade de executar simulações multifísicas complexas de produtos operando em condições reais de funcionamento. Fluxo de partículas DEM; Simulação Eletroquímica; Objetos em movimento; Multifásico; Reativo; Reologia; Bateria; Motor; Sólidos; Simcenter STAR-CCM+ O Simcenter STAR-CCM+ é um software de dinâmica de fluidos computacional (CFD) com capacidade de executar simulações multifísicas complexas de produtos operando em condições reais de funcionamento. O Simcenter STAR-CCM+ também traz embarcado tecnologia de exploração e otimização de projetos como base do kit de ferramentas de simulação disponível ao engenheiro. O ambiente integrado único inclui todo o workflow de trabalho, desde CAD, geração de malha automatizada, CFD multifísico, pós-processamento sofisticado e exploração de design. Isso permite que os engenheiros explorem com eficiência todo o espaço de projeto para tomar melhores decisões e mais rapidamente. A percepção adicional obtida com o uso do Simcenter STAR-CCM+ para orientar seu processo de design leva a produtos mais inovadores que excedem as expectativas do cliente. Contate um Especialista Simulação de dinâmica de fluidos computacional (CFD) Fluxo de partículas Exploração do projeto Simulação Eletroquímica Objetos em movimento Simulação de Fluxo Multifásico Escoamento Reativo Modelagem e Reologia Simulação térmica Simulação de bateria Co-simulação Máquinas elétricas Simulação do motor Mecânica dos Sólidos O Simcenter fornece o software de dinâmica de fluidos computacional (CFD) líder do setor para simulação CFD rápida e precisa dos problemas de engenharia que envolvem o fluxo de líquidos, gases (ou uma combinação de ambos), juntamente com todas as físicas associadas. O método dos elementos discretos pode ser usado para simular o movimento de um grande número de objetos discretos (partículas) que interagem entre si, como o fluxo granular de agregados, partículas de alimentos, pós metálicos, comprimidos em cápsulas e trigo ou um gramado. O Simcenter é a primeira ferramenta de simulação de engenharia comercial a incluir um recurso DEM totalmente acoplado à simulação numérica de fluxo. O software de exploração de design leva a simulação para o próximo nível, permitindo que os usuários determinem valores apropriados de variáveis, gerando, assim, designs de produtos que resultam em desempenho excepcional Melhorar significativamente um projeto de bateria em toda a sua faixa de operação é uma tarefa desafiadora e envolve a otimização simultânea de vários parâmetros. O Simcenter fornece um ambiente de simulação completo para análise e projeto do sistema eletroquímico e geometria detalhada de células de bateria individuais. Dentro de um único ambiente de software CFD , o Simcenter capacita os usuários a simular não apenas uma ampla gama de física, mas também uma ampla gama de movimentos de corpo e malha para capturar com precisão sua física. Com nossos modelos de movimento para simulações de CFD, você pode simular o desempenho do mundo real de objetos em movimento e sobrepostos com malha de overset , prever o movimento dinâmico de corpos com 6 graus de liberdade, entender as interações multifísicas para modelar o desempenho em operação, conduzir facilmente mudanças geométricas para exploração de projeto, preveja facilmente o comportamento da máquina em rotação/translação e defina movimentos sofisticados para replicar com precisão as operações da máquina. Representar com precisão o comportamento físico das diferentes fases fluidas e sólidas é fundamental para capturar o desempenho real do seu produto. O Simcenter oferece uma variedade de recursos de modelagem Euleriana e Lagrangiana para atender às suas necessidades de simulação de fluxo multifásico. Obtenha informações sobre as interações entre o campo de fluxo turbulento e a química subjacente dos fluxos de reação. O Simcenter ajuda você a melhorar o equilíbrio entre o desempenho e as emissões do seu dispositivo para diferentes condições de operação. A reologia computacional é usada para modelar materiais não newtonianos ou viscoelásticos em problemas industriais. O módulo para reologia resolve com precisão o fluxo de material reológico complexo e ajuda a prever seu comportamento nas condições de operação reais. O Star CCM+ inclui recursos de simulação térmica completa e de primeira classe que podem ajudá-lo a entender as características térmicas de seu produto e, posteriormente, adaptar sua solução de gerenciamento térmico para um desempenho ideal. Valide digitalmente o design das células, incluindo especificações geométricas e de desempenho da célula com simulação de CFD da bateria. Componentes extensivos de células de bateria estão disponíveis, bem como um banco de dados de materiais para apoiar o usuário no desenvolvimento de modelos usando análise CFD. Junte-se a outras ferramentas de simulação por meio de interfaces dedicadas ou uma API intuitiva. Isso permite as simulações multifísicas com diferentes escalas de tempo que variam de microssegundos a milhares de segundos, fornecendo análises mais rápidas e precisas e tempos de rotatividade mais curtos para desenvolvimento e avaliação de projetos complexos. Modelos analíticos completos abrangem todos os aspectos do projeto de máquinas elétricas, incluindo controle térmico, eletromagnético e de acionamento. Particularmente importante neste quesito é a utilização eficiente e até mesmo a eliminação dos ímãs. Nossas ferramentas de simulação são estruturadas para fornecer capacidade de projeto perfeita em toda a gama de máquinas de ímã permanente e alternativas, incluindo combinações híbridas, e abrange toda a gama de potência, tensão e velocidade usada em sistemas veiculares. As simulações de motores envolvem componentes móveis, fluxo multifásico, combustão e transferência de calor. Você não precisa mais ser um usuário experiente para simular motores de combustão interna: o uso de um fluxo de trabalho específico do aplicativo e uma interface simplificada permitem configurar simulações de motores de maneira rápida e fácil. Usuários experientes podem usar essas simulações como ponto de partida para realizar simulações de mecanismo multifísico mais complexas, explorando toda a gama de recursos de simulação do Simcenter STAR-CCM+. Quase todos os problemas de engenharia do mundo real dependem, em última análise, da interação entre fluidos e estruturas sólidas. O Simcenter STAR-CCM+ oferece dinâmica de fluidos computacional baseada em volume finito (FV) e mecânica de sólidos computacional (CSM) baseada em elementos finitos (FE) em uma única interface de usuário integrada e fácil de usar. Usando essa abordagem, você pode resolver problemas estáticos, quase estáticos e dinâmicos, incluindo aqueles com geometria não linear e várias peças usando contatos deslizantes e colados. ⇐ Voltar para Ferramentas

O Solid Edge com tecnologia síncrona e ordenada, de forma que a modelagem se torna simples e rápida, mantendo-se o controle e a parametrização dos projetos e modelos, mesmo quando importados de outros softwares. Parametrização; Renderização fotorrealística; KeyShot; Elementos Finitos (FEA); Simulação térmica; SIEMENS. Solid Edge O Solid Edge é uma plataforma de ferramentas de softw are acessíveis e fáceis de usar que trata de todos os aspectos do processo de desenvolvimento de produtos. Ele combina a velocidade e a simplicidade da modelagem direta com a flexibilidade e o controle do projeto paramétrico – graças à tecnologia síncrona. O Solid Edge possui uma interface multi CAD inteligente e trata não somente da modelagem de maneira simples e ágil, devido à tecnologia síncrona aplicada, como de todo o processo de desenvolvimento de produtos e projetos 3D, simulação, manufatura, engenharia reversa, gerenciamento de dados, entre outros, sem deixar de lado a flexibilidade e controle paramétrico dos projetos. Contate um Especialista Tecnologia síncrona Parametrização Renderização O Solid Edge integra a tecnologia síncrona e ordenada, de forma que a modelagem se torna simples e rápida, mantendo-se o controle e a parametrização dos projetos e modelos, mesmo quando importados de outros softwares . A Parametrização permite um controle maior e mais organizado do modelo, no formato de planilha, das dimensões de um determinado rascunho ou peça modelada. É possível renomear as variáveis, alterá-las, adicionar regras, intervalos limites e fórmulas aos seus valores, entre outras funcionalidades. Também é possível fazer a integração da tabela de variáveis do Solid Edge com planilhas do Excel de forma simples e rápida. Projetado para facilitar a renderização, o KeyShot, com funções integradas ao Solid Edge, permite aplicação de materiais e iluminação de forma rápida, criando aspectos fotorrealísticos incríveis em uma interface simples e poderosa que fornece recursos avançados e a capacidade de acompanhar as alterações em tempo real. Solid Edge Simulation Análise de Elementos Finitos (FEA) Criação automática de modelos de elementos finitos Definições de condição de contorno para ambientes realistas Ferramentas Completas de pós-processamento Simulação de movimento completa Análise e simulação de estresse Simulação térmica O Solid Edge Simulation é uma ferramenta integrada de análise de elementos finitos (FEA), que permite a validação de projetos de peças e montagens digitalmente no ambiente Solid Edge. Baseado na comprovada tecnologia de modelagem de elementos finitos Femap e do solver NX Nastran, o Solid Edge Simulation ajuda avaliar o comportamento mecânico das peças do projeto. Com o Solid Edge Simulation, você pode criar modelos de elementos finitos para estruturas sólidas e de chapas metálicas automaticamente, além de fazer ajustes para refinar a malha e melhorar a precisão dos resultados. Para montagens, o Solid Edge Simulation oferece detecção de contato automática e configura interações realísticas de componentes, incluindo contato interativo linear e colado. O Solid Edge Simulation oferece todas as definições de condição de contorno necessárias para modelar ambientes operacionais realistas para análise. As cargas e restrições estão baseadas na geometria e são fáceis de configurar. Valide o desempenho térmico e de resfriamento, como a transferência de calor transitória com os resultados do histórico de tempo. Interprete e compreenda o comportamento do modelo rapidamente com as ferramentas gráficas de pós-processamento do Solid Edge Simulation. Se os resultados mostram que um refinamento do projeto é necessário, o Solid Edge Simulation permite que você realize isso facilmente, utilizando a tecnologia síncrona do Solid Edge para realizar as alterações necessárias no modelo. Avalie e visualize como as peças vão interagir em uma montagem. Entenda como um produto realiza todo o seu ciclo operacional e veja como ele funcionará no mundo real. A análise estática verifica se as montagens estão sobrecarregadas, com base na quantidade de estresse exercida sobre elas, e verifica a resistência mecânica das mesmas. Ambas, a análise de transferência de calor em estado estacionário e a análise de tensão térmica, permitem que projetistas ou engenheiros analisem as condições térmicas em montagens mecânicas, ou eletromecânicas. ⇐ Voltar para Ferramentas

Descubra o porquê a CAEXPERTS é a melhor parceira tecnológica para impulsionar a competitividade e o potencial inovador da sua empresa. Engenharia Avançada; Gêmeos Digitais; Transferência de Conhecimento; Soluções Assertivas; Redução de Custos; ​P&D e Inovação Contate-nos Descubra o porquê a CAEXPERTS é a melhor parceira tecnológica para impulsionar a competitividade e o potencial inovador da sua indústria. WhatsApp WhatsApp: +55 (48) 98814-4798 Agende uma reunião on-line E-mail: contato@caexperts.com.br Nome Sobrenome E-mail Telefone Empresa Assunto Escreva sua mensagem... Enviar Obrigado por entrar em contato

SIEMENS Simcenter Flomaster e Amesim. Reduza os custos operacionais enquanto garante a segurança de sistemas complexos de tubulação termofluido de qualquer escala e complexidade. Engenharia de sistemas termofluidos; Biblioteca NIST de propriedades; Sistemas a partir do CAD; Desde o projeto até o tempo real do sistema. Sistemas Termofluidodinâmicos Os sistemas termofluidodinâmicos são aqueles que envolvem a transferência de energia térmica e o transporte de fluidos através de tubulações e equipamentos. Eles são amplamente utilizados em uma variedade de aplicações industriais, como a produção de energia, refrigeração, sistemas de aquecimento, veículos, indústria química, indústria aeroespacial, indústria de petróleo e gás, entre outros. A principal vantagem de utilizar uma análise termofluidodinâmica é a possibilidade de se prever o comportamento unidimensional (1D) de um sistema de tubulações sob diferentes condições, o que pode ser muito útil na otimização do desempenho. Além disso, essa abordagem permite a realização de simulações computacionais precisas, o que pode ser muito útil na tomada de decisões e no projeto de novas instalações. Isso pode levar a uma melhoria na eficiência energética, uma redução nos custos de operação e até mesmo aumentar a segurança das instalações. Contate um Especialista Geração de Energia HVAC Indústria Química Indústria Automotiva Indústria Aeroespacial Indústria de Petróleo e Gás São fundamentais para projetar e otimizar grandes sistemas complexos de geração de energia. Eles permitem estudar e avaliar o desempenho de diversas aplicações, como hidroelétricas, termoelétricas, usinas geotérmicas, usinas solares de diversos tipos, produção de vapor, caldeiras, ciclos termodinâmicos, máquinas térmicas, bombeamento, trocadores de calor, torres de resfriamento, reservatórios e armazenamento térmico. Isso ajuda a projetar e otimizar esses sistemas de forma mais rápida e eficiente, além de facilitar a inovação e a sustentabilidade. Com os simuladores é possível avaliar as melhores opções e otimizar o desempenho global, reduzindo custos e melhorando a eficiência energética. Permitem que os projetistas e engenheiros de HVAC avaliem o desempenho de sistemas de climatização antes da sua construção. Eles são ferramentas valiosas para o dimensionamento, seleção de equipamentos e balanceamento de redes de tubulações complexas, otimizando o consumo de energia e estabilidade operacional. Além disso, os simuladores também ajudam a projetar sistemas de climatização inovadores, atendendo às metas de sustentabilidade estabelecidas, avaliando alternativas e simulando cenários críticos, tornando o projeto mais inteligente e eficiente, tanto em termos de custos de implantação quanto de operação. São empregadas em todas as etapas do processo de transformação de uma indústria química. Elas são úteis para o projeto, otimização e controle de processos químicos, e podem ser usadas para melhorar a mistura de reagentes e encontrar condições de operação ideais para melhorar cinética de reação e aumentar conversão de reagentes em produtos. Além disso, essas ferramentas também podem ser usadas para simular cenários críticos e testar diferentes condições antes de implementar mudanças na produção, o que garante a segurança e a eficiência do processo. Elas também podem ser usadas para otimizar a utilização de recursos e minimizar custos operacionais. O uso de simuladores também permite a inovação de novos processos e projetos, ajudando a indústria química a se manter competitiva. Necessárias para projetar e otimizar sistemas de combustão, lubrificação, refrigeração e outros. Elas permitem avaliar diferentes opções de projeto, identificando problemas potenciais antes da produção em massa, permitindo implementar soluções e escolher aquelas que oferecem o melhor desempenho de forma mais eficiente. Além disso, essas simulações também podem ser usadas para otimizar a eficiência energética, minimizar custos e melhorar a segurança dos veículos. O uso de simuladores é uma ferramenta importante para a indústria automotiva, pois permite o desenvolvimento de novos projetos e tecnologias, ajudando a manter a competitividade no mercado. A indústria aeroespacial utiliza ferramentas de simulação para projetar, otimizar e prever problemas em sistemas aeronáuticos, tais como propulsão, climatização, refrigeração, arrefecimento e armamento. Essas ferramentas permitem avaliar diferentes opções de projeto e identificar problemas potenciais antes da produção em massa, garantindo segurança e eficiência dos dispositivos aeroespaciais e permitindo a inovação de novos projetos e tecnologias. Elas também possibilitam prever necessidade de substituição de dispositivos antes de falhas ocorrerem e otimizar o desempenho global, além de minimizar os custos operacionais. Auxiliam os engenheiros no projeto, dimensionamento de equipamentos, otimização e controle de processos importantes, como transporte de fluidos, transferência de calor, refino, reações químicas e produção de energia. Isso permite a integração energética das correntes da planta e aumenta o rendimento da produção, além de reduzir custos operacionais e aumentar a segurança. As simulações também permitem identificar e prevenir falhas no processo, prolongando a vida útil dos equipamentos e evitando que ocorram falhas que ocasionam a parada inesperada da planta. Além disso, os operadores podem usar essas ferramentas para treinar o controle da planta industrial, garantindo a segurança e a eficiência dos processos. Simcenter FloMASTER Simcenter FloEFD Simcenter Flomaster é uma ferramenta de simulação avançada para o projeto e operação de sistemas termofluidodinâmicos 1D, como sistemas de tubulações. Ele permite criar modelos virtuais detalhados de sistemas de qualquer escala e complexidade, incluindo tubulações, bombas, válvulas, trocadores de calor e outros componentes. Com esta ferramenta, é possível simular o funcionamento do sistema em diferentes condições, avaliar o desempenho em termos de vazão, pressão, temperatura e outras variáveis, e simular eventos dinâmicos/transientes, como falhas ou emergências, para avaliar a segurança do sistema e tomar medidas preventivas. O Simcenter Flomaster também pode ser integrado com outras ferramentas e plataformas, como PLM, CAD, Simulação e IoT Industrial, o que facilita a tomada de decisões e a implementação de melhorias no sistema. Ele também permite criar um modelo digital detalhado do sistema e reutilizá-lo durante a operação para monitoramento virtual e sensores on-line, o que aumenta a eficiência e garante a segurança do sistema. Em resumo, é uma ferramenta fundamental para criar e utilizar gêmeos digitais de processos, garantindo a eficiência e segurança operacional. O Simcenter FLOEFD é uma ferramenta avançada de CFD 3D (dinâmica dos fluidos computacional) que permite aos projetistas explorarem o potencial de suas ideias diretamente no seu software de CAD. Ele é capaz de simular o impacto de alterações na geometria ou nas condições de contorno de forma rápida e fácil, permitindo análises "what if" com frequência. Além disso, o Simcenter FLOEFD gera relatórios detalhados dentro da plataforma CAD escolhida pelo usuário. Quando integrado com o Simcenter Flomaster, este software permite gerar modelos de ordem reduzida que podem ser incluídos como componentes adicionais ao fluxograma, melhorando a precisão das simulações dos processos em estudo e permitindo uma análise mais detalhada e precisa do desempenho do sistema. A combinação do Simcenter FLOEFD e Simcenter Flomaster permite obter uma visão completa e precisa do funcionamento de um processo e tomar decisões mais assertivas sobre o projeto e a operação do sistema analisado. ⇐ Voltar para Disciplinas

Resultados da busca Todos (137) Posts do blog (95) Outras páginas (42) 137 itens encontrados para "" Posts do blog (95) Webinar CAEXPERTS / SIEMENS: Simulação de Tanques Agitados com STAR-CCM+ O recente webinar da CAEXPERTS destacou como a simulação utilizando o Simcenter STAR-CCM+ está transformando o design e a operação de tanques agitados. A abordagem integrada para digitalização da engenharia foi um dos principais focos, destacando como prever e otimizar o comportamento de processos complexos, reduzir custos e aumentar a eficiência operacional. 1. Por que a Simulação de Tanques Agitados é Necessária Hoje? Com a crescente demanda por eficiência e inovação, a simulação de tanques agitados se torna uma ferramenta para o design de processos industriais. O Simcenter STAR-CCM+ permite explorar várias variantes de design e condições operacionais, reduzindo a necessidade de testes experimentais caros e aumentando a visualização de fenômenos que apenas sensores complexos podem medir. Dessa forma, as empresas podem melhorar a qualidade da mistura, reduzir o consumo de energia e aumentar a produtividade, criando soluções mais sustentáveis e competitivas. 2. Manipulação de Geometria Complexa e Modelagem Multifísica O Simcenter STAR-CCM+ se destaca pela capacidade de manipular geometrias complexas, possibilitando a criação, modificação e reparo de modelos CAD diretamente no software. Com uma malha flexível e robusta, a ferramenta captura com precisão as características geométricas, garantindo resultados detalhados e realistas. A modelagem multifísica permite simular interações complexas entre diferentes fases, como gás-líquido ou sólido-líquido, e prever a conversão e rendimento das reações químicas. 3. Exploração de Design e Automação do Workflow com Admixtus A automação do workflow com a ferramenta Admixtus acelera a configuração e simulação de tanques de mistura. Essa abordagem facilita a configuração de geometrias, geração de malhas e definição das físicas envolvidas de forma automatizada e baseada nas melhores práticas. A ferramenta também facilita o pós-processamento dos resultados, gerando relatórios e gráficos de forma integrada e personalizável, ideal para explorar diferentes cenários de design e condições operacionais. 4. O Que Pode ser Calculado Usando Simulação? O Simcenter STAR-CCM+ permite calcular uma ampla gama de parâmetros críticos para a otimização de tanques agitados, como taxa de bombeamento e circulação, tempo de mistura, campo de fluxo, taxa de cisalhamento, torque do impulsor, consumo de energia, entre outros. Essas simulações são capazes de prever o desempenho de sistemas complexos e ajustar variáveis de projeto para alcançar os melhores resultados. 5. Estudos de Caso e Impacto Prático Diversos estudos de caso que mostram a aplicação prática da simulação. Um dos destaques foi a exploração do posicionamento e a rotação do impelidor para minimizar o tempo de mistura e reduzir o consumo de energia em tanques de mistura, resultando em uma economia significativa nos processos. Outro estudo focou na otimização de impulsores e chicanas, evidenciando melhorias na eficiência energética e na qualidade da mistura. 6. Desafios e Soluções para Tanques Agitados Os principais desafios abordados incluem a eficiência energética, a distribuição de tamanho de bolhas e partículas e a previsão da qualidade de mistura em sistemas multifásicos. A simulação ajuda a minimizar esses desafios, permitindo ajustes que melhoram a eficiência do processo, reduzem o consumo de energia e aumentam a flexibilidade do design. A ferramenta também facilita a avaliação de novas matérias-primas e a intensificação de processos, contribuindo para a sustentabilidade e a gestão de custos. 7. Soluções para Fluidos Não-Newtonianos Durante o webinar, também abordamos os desafios da mistura de fluidos não-newtonianos, como a poliacrilamida. A simulação com STAR-CCM+ permite ajustar cuidadosamente a velocidade de agitação e o design do agitador para evitar problemas como a formação de grumos e ineficiência no processo de floculação. Esse tipo de análise é essencial para garantir a qualidade e homogeneidade da mistura, mesmo em condições complexas. 8. Modelos Multifásicos e Suas Aplicações O Simcenter STAR-CCM+ oferece um conjunto abrangente de modelos multifásicos, como o Método dos Elementos Discretos (DEM) e o Volume de Fluido (VOF), que são usados para capturar a complexidade das interações entre fases. O modelo multifásico Euleriano (EMP) é particularmente útil para simular a mistura de fluidos miscíveis e prever fenômenos como a coalescência e break-up, essencial para processos como fermentação e polimerização. A capacidade de capturar esses efeitos complexos é fundamental para a simulação de processos industriais que envolvem múltiplas fases, como sistemas gás-líquido ou sólido-líquido. 9. Transferência de Calor e Massa, e Reações Químicas A capacidade de simular a transferência de calor e massa entre diferentes fases é essencial para prever a eficiência de reações químicas em tanques agitados. O STAR-CCM+ permite analisar desde a dissolução de substâncias até a transferência térmica em sistemas complexos, como aqueles que envolvem serpentinas de aquecimento ou resfriamento. Com modelos dedicados, é possível simular reações tanto dentro de uma fase quanto na interface entre fases. 10. Otimização e Exploração Inteligente do Design A ferramenta também se destaca pela exploração inteligente do design, combinando várias estratégias de otimização para encontrar as melhores configurações de design em menos iterações. Isso inclui a realização de Design de Experimentos (DoE) e otimização de múltiplos objetivos, como minimizar o tempo de mistura e a potência requerida enquanto maximiza o rendimento e a produtividade. 11. Impacto Econômico e Retorno sobre Investimento Ao final, discute-se o impacto econômico da simulação, em destaque como a redução do número de testes experimentais e a otimização do design podem levar a economias significativas. A simulação permite prever com precisão o desempenho dos tanques, reduzindo perdas de rendimento e custos de scale-up , além de acelerar o tempo de desenvolvimento de novos produtos com maior confiabilidade e investimentos muito menores. 12. O Futuro da Simulação e a Redefinição da Engenharia O uso de ferramentas avançadas como o STAR-CCM+ está redefinindo a forma como a engenharia é conduzida. A digitalização dos processos permite explorar digitalmente e confirmar fisicamente, minimizando o tempo e os custos associados aos testes físicos. Com o uso de simulação, empresas de todos os portes podem explorar novos designs e melhorar produtos de maneira mais rápida e eficiente, mantendo a competitividade em um mercado cada vez mais exigente. O webinar da CAEXPERTS mostrou que a simulação de tanques agitados com o Simcenter STAR-CCM+ vai além de uma simples análise; ela é uma ferramenta essencial para inovação, eficiência e competitividade no mercado atual. Ao adotar a simulação digital integrada, as empresas podem explorar novas possibilidades de design, reduzir custos, e aumentar a produtividade de forma sustentável. Quer saber como essa tecnologia pode transformar seus processos? Agende uma reunião conosco e descubra como podemos ajudar sua empresa a otimizar operações, reduzir custos e aumentar a competitividade. WhatsApp: +55 (48) 988144798 E-mail: contato@caexperts.com.br Validação de Célula de Combustível: Estudos de Caso - Parte 3: Simulação Sistêmica e Integração Veicular Bem-vindo à 3ª e última parte da nossa série especial de postagens técnicas sobre simulações computacionais na engenharia! Caso queira ter uma visão completa do projeto, confira a primeira parte sobre a modelagem CFD e a segunda sobre análise FEA . Na primeira parte, detalhamos a modelagem multifísica e a simulação CFD de uma célula de combustível utilizando o Simcenter STAR-CCM+ , enquanto na segunda parte fizemos a modelagem e análise estrutural de uma célula a combustível de membrana de troca de prótons (PEMFC) usando o Simcenter 3D . Estudo de Caso Na continuação de nossa série sobre a validação de células de combustível, chegamos à terceira parte, onde exploramos a simulação de células de combustível em nível de sistema, ou seja, como seria sua operação integrada a outros equipamentos e possibilitando a análise seu desempenho em diferentes condições. Diferentemente das análises anteriores focadas em simulações mais detalhadas, aqui representamos o comportamento da célula através de um conjunto de equações 1D simuladas no software Simcenter Amesim . Esta abordagem permite integrar o modelo da célula a um sistema veicular. A simulação sistêmica é uma etapa crucial para entender como a célula de combustível se comporta quando incorporada em um sistema maior, como um veículo elétrico ou híbrido. Nessa fase, as equações que governam o comportamento da célula de combustível são resolvidas em conjunto com as equações que descrevem o restante do sistema veicular. Essa abordagem proporciona uma visão mais holística do desempenho da célula de combustível em cenários reais de operação. Além disso, a abordagem sistêmica simplifica o comportamento da célula de combustível sem comprometer a precisão dos resultados. Nesta abordagem, parâmetros chave como a produção de energia, consumo de combustível e eficiência são representados por equações diferenciais que capturam o essencial do funcionamento da célula. Modelagem A integração de uma pilha de células de combustível em um sistema veicular representa um desafio significativo. De fato, um sistema de células de combustível engloba uma variedade de componentes, como a própria pilha, além dos equipamentos auxiliares de Balanço da Planta (BOP), que inclui o circuito de arrefecimento, os sistemas de fornecimento de ar e hidrogênio, o umidificador, entre outros dispositivos necessários para a operação adequada da célula. Além disso, fenômenos multi-físicos estão envolvidos, abrangendo eletricidade, transferência de calor, escoamento de fluidos, resistências mecânicas (inerciais) e eletroquímica. Nesse modelo, foi considerado somente o aspecto elétrico do sistema, que é o foco principal deste estudo. Isso permite responder a questões como: O sistema de células de combustível proposto oferecerá uma melhoria significativa de eficiência em comparação a outras configurações de veículos convencionais ou híbridos? Qual é o alcance de condução do veículo com célula de combustível para um determinado ciclo de trabalho? A modelagem sistêmica inclui conjuntos de equações diferenciais que caracterizam o comportamento dinâmico e estacionário dos elementos da célula de combustível. Essas equações adotam diferentes abordagens para descrever o comportamento da célula e podem ser divididas em modelos quase-estáticos e dinâmicos, conforme os fenômenos envolvidos. Os resultados obtidos no software Simcenter STAR-CCM+ para o comportamento de uma única célula foram extrapolados para um stack de células. Esse stack foi modelado como uma pilha de 200 células conectadas em série, operando com uma tensão total de 100 V. Cada célula individual utiliza a curva de polarização derivada das simulações anteriores. Curva de polarização de uma célula a combustível obtida no software Star-CCM+ e importada para o Amesim Um estudo relevante nesse contexto é o de escalabilidade experimental realizado por Bonnet et al. [2008], que explora em que medida uma única célula ou um conjunto reduzido de células podem representar fielmente um sistema maior. Este estudo é especialmente útil para determinar quais dados experimentais de células individuais ainda são aplicáveis à escala real, incluindo dados de operação sob condições potencialmente adversas à durabilidade da célula. As principais conclusões do estudo apontam que: As curvas de polarização são praticamente idênticas em diferentes escalas, sugerindo que o efeito de escala é mínimo em condições ideais. Em condições variáveis de fluxo de ar e hidrogênio, os experimentos com células individuais e stacks apresentam comportamentos semelhantes. Os efeitos de degradação com o tempo de operação seguem tendências similares nas diferentes escalas analisadas. O estudo sobre o impacto da umidificação do ar não é conclusivo: em baixa umidade relativa, o comportamento das células é semelhante, mas acima de 60% de UR, surgem diferenças significativas. Integração com o Sistema Veicular Uma vez que a célula de combustível foi modelada, o próximo passo é integrá-la ao modelo do sistema veicular. Aqui, são consideradas as interações da célula com outros componentes do veículo, como o sistema de transmissão, baterias e sistemas de controle. A simulação permite prever como a célula de combustível responde a diferentes perfis de condução, incluindo variações na demanda de energia, temperatura e outras condições ambientais. Representação esquemática do sistema veicular integrado à célula de combustível. A simulação foi realizada com um veículo leve, pesando 1928 kg, operando com uma taxa de conversão de torque fixa de 1:8,786. A célula de combustível foi dimensionada para fornecer 88 kW, complementada por uma bateria de 1,5 kWh. As informações detalhadas do sistema e o modelo correspondente podem ser visualizados na figura abaixo. Modelo do sistema veicular e informações do sistema no Simcenter Amesim O ciclo de direção utilizado nessa simulação foi o Japanese Cycle 08 (JC08) normalized cycle . O teste representa a condução em tráfego urbano congestionado, incluindo períodos de ociosidade e frequentes alternâncias de aceleração e desaceleração. É utilizado para medição de emissões e determinação de economia de combustível. Os parâmetros selecionados para o ciclo JC08 incluem: Duração: 1204 s Distância total: 8.171 km Velocidade média: 24.4 km/h (34.8 km/h excluindo ociosidade) Velocidade máxima: 81.6 km/h Relação de carga: 29.7% A curva de velocidade ao longo do ciclo JC08. Fonte: https://dieselnet.com/standards/cycles/jp_jc08.php Resultados: Análise de Desempenho em Condições de Operação A integração do modelo da célula de combustível ao sistema veicular possibilita a análise do desempenho sob diversas condições operacionais. Por exemplo, é possível avaliar a eficiência do sistema durante acelerações bruscas, frenagens regenerativas e operação em regime estacionário. Esses cenários fornecem dados valiosos para a validação do modelo e para o aprimoramento do design do sistema. Gráfico de velocidade simulada versus ciclo de direção. Pode-se observar que a velocidade simulada segue o ciclo de direção, indicando que o dimensionamento do sistema de tração está adequado. Além disso, nesse mesmo ciclo, podemos observar características de consumo e aceleração, bem como extrapolar o consumo médio para definir a autonomia do veículo. Esse cálculo de autonomia considera apenas o uso da célula de combustível, sem levar em conta o uso potencial da bateria para a propulsão do veículo quando o tanque de combustível estiver vazio. Representação ddas principais características do sistema durante o ciclo JC08. Esta análise também inclui o comportamento transitório do sistema quanto ao consumo e ao estado de carga da bateria. Consumo de combustível durtante o ciclo de direção. Evolução do estado de carga da bateria durante o ciclo de direção. No gráfico a seguir, está representado o controle de potência do barramento de potência. Para demandas de potência mais baixas, a potência é fornecida pela bateria. Quando a demanda de potência é maior, a célula de combustível fornece a potência. Durante a frenagem regenerativa, a potência é direcionada para a bateria para carregamento. Distribuição de potência entre a célula de combustível e a bateria. Conclusão A simulação sistêmica é uma ferramenta poderosa que complementa as análises detalhadas realizadas nas etapas anteriores. Ao integrar a célula de combustível a um sistema veicular, conseguimos uma visão mais completa e precisa do seu comportamento em condições reais. Essa abordagem permite o desenvolvimento de sistemas de propulsão eficientes e confiáveis. Essa análise reforça a importância de validar o desempenho da célula de combustível não apenas em nível de componente, mas também em sua aplicação final. Quer saber mais e com mais detalhes? Agende uma reunião ou entre em contato com a CAEXPERTS através dos nossos meios de comunicação para discutir como podemos colaborar na otimização e validação do seu projeto, integrando soluções inovadoras que elevam o desempenho em condições reais. Nossa equipe está pronta para oferecer o suporte necessário para transformar suas simulações em resultados concretos. Além disso, siga nossa página do LinkedIn @CAEXPERTS para mais insights e novidades! WhatsApp: +55 (48) 988144798 E-mail: contato@caexperts.com.br Referência Bonnet, C., Didierjean, S., Guillet, N., Besse, S., Colinart, T., & Carré, P. (2008). Design of an 80kW PEM Fuel Cell System: Scale Up Effect Investigation. Journal of Power Sources, 182(2), 441–448. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2007.12.100 . Validação de Célula de Combustível: Estudos de Caso – Parte 2 – FEA Bem-vindo à parte 2 da nossa série especial de postagens técnicas sobre simulações computacionais na engenharia! Se você ainda não conferiu a primeira parte sobre a modelagem CFD, recomendamos que dê uma olhada aqui para ter uma visão completa do projeto. Na primeira parte, detalhamos a modelagem multifísica e a simulação CFD de uma célula de combustível utilizando o Simcenter STAR-CCM+ . Estudo de caso FEA Nesta segunda parte da série, focaremos na modelagem e análise estrutural de uma célula a combustível de membrana de troca de prótons (PEMFC). Utilizando o software Solid Edge para a modelagem CAD e o Simcenter 3D para a análise de elementos finitos (FEA), buscamos validar a robustez estrutural e a resistência mecânica da célula sob várias condições operacionais. O Simcenter 3D é uma ferramenta de simulação que permite a integração de diversas físicas em um único modelo, como por exemplo no caso de uma PEMFC onde tem-se campos de pressão e temperatura, importados do STAR-CCM+ e ainda aplicação de aperto dos parafusos. Relembrando, para validar o modelo em CFD, utilizamos a célula JRC ZERO∇ CELL (BEDNAREK et al., 2021), escolhida por sua documentação técnica confiável e pela disponibilidade de dados experimentais na sua fonte, que é um relatório técnico do Joint Research Centre (JRC) (Figura 1). O JRC é o serviço de ciência e conhecimento da Comissão Europeia, sendo responsável por fornecer suporte científico e técnico à formulação de políticas da União Europeia, desenvolvendo e fornecendo métodos, modelos e dados. Figura 1 – Recorte do relatório técnico do Joint Research Centre sobre a JRC ZERO∇CELL Fonte: Adaptado de BEDNAREK et al. (2021) A disponibilidade de desenhos técnicos da geometria da célula (Figura 2), dos materiais utilizados e de algumas condições de uso também favoreceram a sua escolha. Figura 2 – Desenho técnico da montagem da JRC ZERO∇CELL, juntamente com a descrição das partes da célula Fonte: Adaptado de BEDNAREK (2021) 1 Modelagem Nesse tópico serão explicados e discutidos os pontos mais relevantes da modelagem FEA. A simulação foi desenvolvida com base nos dados e condições fornecidos pelo artigo. Resumidamente, os passos do estudo FEA foram os seguintes: Geração da geometria completa do problema; Adaptação da geometria para a análise FEA; Definição das condições de contorno; Geração da malha computacional (divisão dos corpos em pequenos elementos); Execução do modelo e verificação dos resultados; Caso os resultados não estejam coerentes, os passos dois, três e quatro são revisados; Caso os resultados estejam coerentes, eles são então tratados. A seguir, a modelagem será dividida em tópicos e mais bem detalhada. 1.1 Geometria A geometria da PEMFC (Figura 3) foi desenvolvida com base nos desenhos técnicos de BEDNAREK (2021), referentes a JRC ZERO∇CELL. Para a análise FEA, foi necessário modelar todas as peças e geometrias fornecidas pelo documento, visto que todas terão impacto nos resultados de esforços e vedação da célula. Entretanto, pequenos detalhes foram removidos, como os chanfros de cunho estético ou de montagem e canais muito pequenos de escoamento de gases, visando uma simplificação na malha. Figura 3 – Geometria (Vista Isométrica) Figura 4 – Geometria (Vista Lateral) 1.2 Condições de Contorno As condições de contorno em uma simulação estrutural são definições que especificam os esforços atuantes no sistema e a maneira como aquele sistema está fixado no espaço. Além disso, cabe escolher os materiais de cada componente com suas respectivas propriedades mecânicas – e térmicas, como neste caso. 1.2.1 Restrições Como restrições, optou-se por uma condição de fixação em todos os eixos da face inferior da célula, visto que o artigo não traz especificamente como foi fixada a célula e que estamos focados na eficiência de vedação do sistema, ou seja, não precisamos nos preocupar com acúmulo de tensões na face inferior e nem com problemas de restrição excessiva do modelo. Abaixo deixa-se explícito a face de fixação. Figura 5 – Condição de fixação do modelo 1.2.2 Materiais Os materiais utilizados foram escolhidos com base nos dados fornecidos pelo artigo e usando os materiais da biblioteca padrão do Simcenter 3D , aplicando estes nas malhas de suas peças correspondentes. Abaixo tem-se uma imagem para cada material utilizado, mostrando suas respectivas peças e, em seguida, suas propriedades. Figura 6 – Peças de Aço Propriedades do Aço: Densidade: 7829 kg/m³ Módulo de Elasticidade: 206940 MPa Coeficiente de Poisson: 0.288 Coeficiente de Expansão Térmica: 1.128e-05 1/Cº Figura 7 – Peças de AW2024T3 Propriedades do AW2024T3: Densidade: 2794 kg/m³ Módulo de Elasticidade: 73119 MPa Coeficiente de Poisson: 0.33 Coeficiente de Expansão Térmica: 2.16e-05 1/Cº Figura 8 – Peças de Bronze Propriedades do Bronze: Densidade: 8852 kg/m³ Módulo de Elasticidade: 103400 MPa Coeficiente de Poisson: 0.34 Coeficiente de Expansão Térmica: 1.782e-05 1/Cº Figura 9 – Peças de Borracha Propriedades da Borracha: Densidade: 1200 kg/m³ Módulo de Elasticidade: 900 MPa Coeficiente de Poisson: 0,4 Coeficiente de Expansão Térmica: 0 1/Cº 1.2.3 Esforços Na simulação estrutural, teremos dois tempos, sendo o primeiro aplicando a pré-carga dos 4 parafusos e o segundo aplicando as condições de temperatura e pressão fornecidas pela análise CFD. Para aplicar o aperto dos parafusos, utilizou-se os dados fornecidos pelo artigo e adotou-se uma estratégia para aplicar esse esforço devidamente. No Simcenter 3D , existe o carregamento chamado “ Bolt Pre-Load ”, ou seja, pré-carga do parafuso. Neste carregamento, é possível aplicar uma força em um dado eixo escolhendo-se uma face, por exemplo, assim essa face será comprimida no eixo escolhido. Sendo assim, o parafuso foi cortado ao meio transversalmente e utilizou-se outro recurso do Simcenter 3D , chamado “ Mesh Mating ”. Esse recurso unifica malhas de corpos separados, conectando os nós para que se tornem coincidentes, praticamente unificando as malhas dos corpos escolhidos. Sendo assim, utilizando o “ Mesh Mating ” para cada parafuso cortado ao meio e aplicando o “ Bolt Pre-Load ” nas faces geradas pelo corte, tem-se o aperto dos parafusos sendo feito a partir desta face dada a força aplicada. A seguir é possível entender melhor o procedimento adotado. Figura 10 – Parafuso cortado Figura 11 – “Bolt Pre-Load” Partindo para o segundo tempo da análise, foi feita a importação dos resultados obtidos na análise CFD no formato .csv, que no Simcenter 3D foi transformado em uma nuvem de pontos tabelados tanto para a temperatura quanto para a pressão. A seguir, a figura 12 mostra os campos de pressão e temperatura aplicados ao sistema. Nela é possível ver as malhas em que as condições foram aplicadas, as pequenas setas vermelhas indicando o campo de pressão e a região azulada que está sob as condições de temperatura extraídas da análise CFD. Figura 12 – Campos de pressão e temperatura 2 Resultados Como resultados, pode-se destacar a pressão de contato entre as placas ao redor da membrana e a resistência a fadiga do sistema. 2.1 Pressão de Contato Para avaliar a eficiência de vedação da célula, é preciso analisar as forças que estão atuando para que as placas não percam seu contato. Foi considerado o pré-carregamento nos parafusos como também, os contatos entre as placas, podemos avaliar a pressão envolvida nesses contatos e comparar com os resultados obtidos no artigo para validar o modelo. Figura 13 – Pressão de contato interface Figura 14 – Pressão de contato 2.2 Resistência a Fadiga Para analisar a resistência a fadiga é necessário simular que a carga imposta na análise estática será aplicada repetidamente no sistema. Para isso, usamos a ferramenta “ Durability ” do Simcenter 3D . Nesta análise, usamos como referência os limites de escoamento de cada material para calcular o fator de segurança. Abaixo a Figura 15 e Figura 16 mostram o fator de segurança do sistema, que se manteve acima de 2, e na Figura 17 a vida dos componentes, que se mostrou infinita (>1e+9). Figura 15 – Fator de segurança (Vista Isométrica) Figura 16 – Fator de segurança Figura 17 – Vida (infinita) 3 Conclusão Com este projeto, foi possível reproduzir digitalmente com precisão o modelo da célula de combustível PEM , demonstrando a capacidade do Simcenter 3D de integrar com o STAR-CCM+ para análises mais complexas e obter resultados físicos condizentes com os observados no mundo real. Além disso, foi possível garantir que para as condições testadas a célula está com um ótimo coeficiente de segurança contra falha por fadiga. A integração do STAR-CCM+ e do Simcenter 3D permite que o projeto da célula de combustível seja completo, permitindo otimizações topológicas a partir dos dados de operação da célula, de forma a garantir resistência estrutural e estanqueidade sem correr o risco de falhas. Quer saber mais e com mais detalhes? Agende agora uma reunião conosco ou entre em contato por um de nossos meios de comunicação! No próximo post apresentaremos a simulação sistêmica da integração da célula de combustível em um veículo híbrido no Amesim , a partir da integração dos resultados obtidos no STAR-CCM+ e no Simcenter 3D ! WhatsApp: +55 (48) 988144798 E-mail: contato@caexperts.com.br 4 Referências BEDNAREK, Tomasz et al. Development of reference hardware for harmonised testing of PEM single cell fuel cells. 2021. BEDNAREK, Tomasz (2021), “The JRC ZERO∇CELL design documentation”, Mendeley Data, V1, doi: 10.17632/c7bffdv7yb.1 Ver todos Outras páginas (42) Serviços | CAEXPERTS Engenharia moderna, adaptável e personalizada Vendas, Implementação e Suporte Técnico Aumente a competitividade e capacidade de inovação da sua equipe de engenharia com a mais completa linha de ferramentas de software para simulação computacional da SIEMENS Digital Industries, que oferecemos para venda e licenciamento como revendedores oficiais. 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