Simcenter 3D
Simulação Termofluida
O software Simcenter™ 3D oferece uma solução completa para modelar fenômenos não lineares e transitórios de transferência de calor, levando em consideração condução, convecção, radiação e mudança de fase. Recursos dedicados de modelagem térmica estão disponíveis, como métodos de conexão térmica rápida, uma extensa biblioteca de modelos físicos e uma ampla gama de cargas térmicas e condições de contorno. A solução CFD integrada permite simulação de fluxo de fluido rápida e precisa com acoplamento rígido ao modelo térmico para análise de transferência de calor conjugada de produtos em todas as fases de desenvolvimento do projeto, limitando ciclos de testes físicos caros e demorados. Essas ferramentas oferecem flexibilidade e facilidade de uso ao mesmo tempo em que abordam desafios térmicos complexos.
Preveja o desempenho térmico para veículos em órbita com precisão e rapidez.
Aumente a colaboração e a produtividade da equipe com uma solução de análise multifísica térmica que é facilmente integrada ao seu processo de projeto e engenharia.
Benefícios da solução
Obtenha informações térmicas e de fluxo confiáveis
Manuseie facilmente a troca térmica entre interfaces diferentes
Criação rápida e gerenciamento fácil de domínios de fluidos
Domine a complexidade e a produtividade em verticais da indústria
Automação e personalização para gerenciar uma ampla gama de modelos
Fornecendo uma plataforma para simulação multidisciplinar
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Aproveite o ambiente integrado Simcenter 3D para fazer alterações rápidas no projeto e fornecer feedback rápido sobre o desempenho térmico
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Use o Simcenter Nastran para entender os efeitos termoelásticos com análise de física acoplada
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Minimize o retrabalho tedioso e os erros de modelagem com interfaces diretas para sistemas ECAD
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Analisar condensação, umidade e transporte de partículas de poeira em sistemas eletrônicos
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Preveja o desempenho térmico para veículos em órbita com precisão e rapidez
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Aumente a colaboração e a produtividade da equipe com uma solução de análise multifísica térmica que é facilmente integrada ao seu processo de projeto e engenharia
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Resolva com precisão as equações de Navier-Stokes que descrevem o movimento do fluido
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Realize análise de transferência de calor conjugada em modelos complexos usando o acoplamento apertado com o solver Simcenter 3D Flow
Uma ferramenta pioneira em modelagem computacional de transferência de calor, o Simcenter 3D Thermal Multiphysics da Siemens Digital Industries Software tem sido continuamente desenvolvido por mais de três décadas. Possui uma biblioteca completa de elementos, materiais e modelos físicos, vinculada a solcers enriquecidos e de alta fidelidade com um amplo conjunto de funcionalidades. Isso é aprimorado ainda mais por funcionalidades intuitivas de pré/pós-processamento para analistas térmicos, de fluxo e multifísicos.
Usando o Simcenter 3D, as conexões térmicas podem ser definidas automaticamente entre componentes disjuntos, malhas diferentes e geometria não conforme. Além disso, os requisitos de congruência de malha e proximidade são eliminados, o que permite ao usuário construir e resolver grandes montagens rapidamente.
A extração automática e rápida do domínio do fluido usando operações booleanas tradicionais, envolvimento de superfície ou definição de corpos imersos ajuda a melhorar a produtividade da análise CFD. O Simcenter 3D pode unir automaticamente malhas de fluidos diferentes em interfaces entre diferentes peças, o que permite ao usuário investigar rapidamente muitos cenários de simulação “what if” envolvendo montagens complexas. Todas as peças dentro de qualquer contexto de montagem de projeto podem ser unidas de forma independente. Ainda, as faces de fluido disjuntas resultantes podem ser conectadas para formar um único domínio de fluido no momento da resolução. As alterações de peças individuais podem ser reintegradas rapidamente na malha da montagem, evitando, destarte, a demorada tarefa de refazer a malha de toda a montagem.
Os recursos do Simcenter 3D para simulação térmica foram aproveitados em aplicativos verticais para satisfazer necessidades específicas do setor. O Simcenter 3D Space Systems Thermal permite ao usuário modelar o desempenho térmico e as características de veículos orbitais e interplanetários. O resfriamento de sistemas eletrônicos 3D do Simcenter aproveita os solvers térmicos e de fluxo, bem como os recursos NX™ PCB Exchange em um ambiente multifísico integrado para simular fluxo de ar 3D e comportamento termofluido em sistemas eletrônicos sensíveis ao calor e compactados.
O Simcenter 3D para multifísica térmica fornece uma arquitetura de solver extensível que suporta sub-rotinas de usuário, plugins de usuário, expressões e uma interface de programação de aplicativos (API) aberta para automatizar e personalizar o fluxo de trabalho de desenvolvimento de produtos de acordo com as necessidades do setor.
A solução Simcenter 3D Thermal Multiphysics faz parte de um ambiente de simulação multidisciplinar maior e integrado com o Simcenter 3D Engineering Desktop no núcleo para pré/pós-processamento centralizado para todas as soluções Simcenter 3D. Esse ambiente integrado ajuda você a obter processos CAE mais rápidos e simplificar a simulação multidisciplinar, como análises termomecânicas baseadas em soluções estruturais, problemas de transferência de calor conjugados que são acoplados a soluções de fluxo e problemas estruturais de fluxo térmico acoplados, onde todas as três físicas estão intrinsecamente ligadas .
Setores
Aplicações da indústria
Automotivo e transporte
Aeroespacial e Defesa
Eletrônicos e bens de consumo
Maquinaria industrial
As aplicações multifísicas térmicas no Simcenter 3D incluem simulação e análise para uma variedade de problemas de transferência de calor e fluxo de fluidos nas indústrias aeroespacial, automotiva, eletrônica, geração de energia, processo e outras.
O Simcenter 3D ajuda a lidar com uma variedade de cenários de análise, como análise térmica sob o capô (incluindo modelos de bloqueio poroso), gerenciamento térmico do trem de força e resposta térmica e temperaturas em sistemas de iluminação automotivos. Outras aplicações automotivas incluem gerenciamento térmico em sistemas de iluminação automotivos, análise de conforto e umidade da cabine, modelagem de mistura de gases de exaustão e transporte de espécies poluentes. O Simcenter 3D oferece uma solução completa para o projeto térmico de veículos elétricos, incluindo baterias e gabinetes.
O Simcenter 3D inclui a capacidade de modelar a resposta térmica de um único componente para um sistema global de aeronaves. O transporte de umidade junto com a modelagem de condensação do filme pode ser usado para obter estimativas de conforto dos passageiros. A turbina do motor aeronáutico, o compressor e o motor inteiro podem ser modelados para uma análise térmica ou uma análise termomecânica acoplada com o software Simcenter Nastran®. A dissipação térmica de componentes elétricos pode ser modelada usando a capacidade de aquecimento Joule não linear. A análise aerotérmica ou de ablação é uma área de força.
O Simcenter 3D pode ser aproveitado para atender aos requisitos de projeto de sistemas eletrônicos compactos e complexos. Os exemplos incluem identificar zonas de recirculação e pontos quentes, prever a resposta térmica com base na condutividade e capacitância espacialmente variável e ortotrópica e determinar estratégias de resfriamento e modelagem do dissipador de calor. A umidade e a condensação do filme em componentes eletrônicos podem ser facilmente simuladas.
O Simcenter 3D pode ser usado para simular uma ampla categoria de aplicações, como ablação e corte a laser, resposta térmica de soldagem, análises de resfriamento de molde e análise térmica de mudança de fase. O fluxo em máquinas rotativas pode ser modelado usando o método de referencial rotativo com convecção para malhas axissimétricas 2D e malhas 3D suportadas. Na indústria de cadeia fria, o Simcenter 3D pode ser usado para realizar modelagem preditiva da qualidade de materiais congelados e sensíveis à temperatura durante o transporte e manuseio. Condições de fluxo bifásico, com constituintes com densidades e viscosidades significativamente diferentes, também são suportadas.
O Simcenter 3D Thermal fornece soluções de transferência de calor e pode simular fenômenos de condução, convecção e radiação para produtos complexos e grandes montagens. Uma ampla gama de métodos está disponível para análise de radiação sofisticada, propriedades ópticas avançadas, modelos de aquecimento radiativo e elétrico, modelagem de rede hidráulica unidimensional e modelos de materiais avançados, como mudança de fase, carbonização e ablação. Dispositivos de controle térmico e articulação também podem ser modelados. O Simcenter 3D Thermal solver é baseado em uma formulação de elementos finitos e volumes finitos para simular fenômenos de transferência de calor com precisão e eficiência.
O Simcenter 3D Flow é uma solução de dinâmica de fluido computacional (CFD) que fornece ferramentas sofisticadas para modelar e simular fluxo de fluido para peças e montagens complexas. O Simcenter 3D Flow combina o poder e a precisão da formulação de volume de controle bem estabelecida com a formulação de vértice de célula para discretizar e resolver com eficiência o movimento do fluido descrito pelas equações de Navier-Stokes. Os recursos abrangem fluxo de fluido interno ou externo, incluindo fluxos compressíveis e de alta velocidade, fluidos não newtonianos, rastreamento de partículas pesadas e vários quadros de referência rotativos.
O Simcenter 3D Space Systems Thermal é o aplicativo vertical que fornece um conjunto abrangente de ferramentas para realizar análises térmicas orbitais no ambiente Simcenter 3D. O Simcenter 3D Space Systems Thermal ajuda a resolver os desafios de engenharia no início do processo de projeto e é uma ferramenta valiosa para prever e entender a física térmica para veículos espaciais, orbitais e interplanetários.
O software Simcenter 3D Electronic Systems Cooling é um aplicativo vertical específico do setor que aproveita os solvers Simcenter 3D Thermal Multiphysics, bem como o software NX™ e os recursos do módulo NX PCB Exchange em um ambiente multifísico integrado. Isso permite simular o fluxo de ar 3D e o comportamento do termofluido em sistemas eletrônicos sensíveis ao calor e compactados.
A computação de alto desempenho (HPC) térmica multifísica do Simcenter 3D aproveita os sistemas de hardware configurados como um desktop multiprocessador ou um cluster de vários nós. Uma licença do Simcenter 3D Thermal/Flow DMP, juntamente com as licenças de pré-requisito, pode ser usada para produzir uma solução em quantos processadores estiverem disponíveis.
Benefícios do módulo:
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Resolva fenômenos complexos de transferência de calor com um conjunto abrangente de ferramentas de modelagem
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Aproveite a arquitetura aberta para integrar sub-rotinas do usuário e conceder maior controle sobre a solução
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Use o solver térmico paralelizado e cálculos de fator de visualização (com suporte a GPU) para aumentar a eficiência da solução e reduzir o tempo total de execução
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Use o software Simcenter Nastran para entender os efeitos termomecânicos da análise de física acoplada
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Fornecer suporte completo ao método de elementos finitos (FEM) de montagem para modelar sistemas complexos
Características principais:
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Simulação de transferência de calor por condução, radiação e convecção totalmente acoplada para problemas de estado estacionário e transitórios
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Modelagem axissimétrica, modelagem 2D-3D simplificada e propriedades térmicas não lineares
Conecte termicamente faces e arestas de malha disjuntas e diferentes -
Pós-processamento de resultados ao vivo e controle de parâmetros do solver durante a resolução
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Métodos avançados de radiação, como traçado de raios determinístico e Monte Carlo e transferência de calor radiativa multibanda não cinza
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Condições de contorno específicas de turbomáquinas dedicadas combinando dutos e correntes
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Envie simulações perfeitamente para máquinas remotas poderosas usando o recurso Simcenter 3D Remote Simulation integrado
Benefícios do módulo:
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Reduza protótipos físicos caros simulando fluxo de fluido em um ambiente virtual
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Simplifique processos que exigem uma abordagem de simulação multidisciplinar
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Economize tempo e evite erros devido à transferência de dados e resultados para simulação multifísica
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Rastreie facilmente a interface entre dois fluidos em um problema de "sloshing"
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Simulação eficiente e precisa de máquinas rotativas
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Acople redes hidráulicas 1D com modelos de fluxo 3D para simular sistemas complexos
Características principais:
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Simule problemas de fluxo interno ou externo em fluxos turbulentos, laminares e mistos
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Conta para convecção forçada, natural e mista
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Conecte malhas de fluidos diferentes em interfaces entre montagens complexas
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Método de limite imerso disponível para fluxo de trabalho CFD rápido e fácil
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Pós-processamento de resultados ao vivo e controle de parâmetros do solver durante a resolução
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Modelos de turbulência padrão da indústria, como RNG k-epsilon, Realable k-epsilon, SST, k-omega e LES são suportados
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Enchimento e esvaziamento de várias espécies
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Interação de estrutura de fluido unidirecional e bidirecional com o Simcenter Nastran
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Envie simulações perfeitamente para máquinas remotas poderosas usando o recurso Simcenter 3D Remote Simulation integrado
Benefícios do módulo:
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Preveja o desempenho térmico para veículos em órbita com precisão e rapidez
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Aumente a colaboração e a produtividade da equipe com uma solução de análise térmica que é facilmente integrada ao seu processo de projeto e engenharia
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Maximize a eficiência do processo com uma solução altamente automatizada que não requer arquivos de entrada adicionais e realiza a análise em uma única passagem
Características principais:
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Modelo de aquecimento orbital para todos os planetas do sistema solar
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Recálculos de fator de visão transitória com geometrias articuladas, como painéis solares de rastreamento solar e antenas direcionais
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Suporte para propriedades termo-ópticas avançadas, incluindo dependências angulares e espectrais
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Modelagem precisa da radiação solar que leva em conta os efeitos atmosféricos, como turbidez e reflexão e sombreamento do solo
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Formulação de revestimento multicamada para modelagem de isolamento multicamada, painéis compostos e sistemas de proteção térmica
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Visualize os resultados da simulação no Orbit Visualizer para uma visão clara da evolução das características térmicas ao longo das órbitas
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Envie simulações perfeitamente para máquinas remotas poderosas usando o recurso Simcenter 3D Remote Simulation integrado
Benefícios do módulo:
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Simular fluxo de ar 3D e comportamento térmico em sistemas eletrônicos
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Minimize o retrabalho tedioso e os erros de modelagem com interfaces diretas para sistemas elétricos de projeto auxiliado por computador (ECAD)
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Condensação de transporte, umidade e partículas de poeira em sistemas eletrônicos
Características principais:
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Com o NX PCB Exchange, designs de placas totalmente tridimensionais podem ser obtidos dos principais pacotes de software de layout de placas de circuito impresso (PCB) e circuitos impressos flexíveis (FPC) de empresas como Expedition, Zuken, Cadence e Altium
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Modele a rede elétrica junto com o aquecimento Joule com resistividade dependente da temperatura
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O método de contorno imerso fornece um fluxo de trabalho mais rápido e conveniente para geração de malha de fluido
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Um catálogo de curvas de ventiladores está disponível pronto para uso (OOTB), que pode ser estendido com dados adicionais do fabricante
Benefícios do módulo:
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Aproveite a flexibilidade de resolver em uma única máquina ou em uma rede ou cluster distribuído
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Maximize o valor de seus investimentos em hardware e melhore muito sua solução
Características principais:
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Os núcleos podem ser colocados em uma única estação de trabalho, distribuídos em uma rede local (LAN) ou existir dentro de um cluster computacional autônomo
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As limitações no número máximo de núcleos são eliminadas, permitindo que as velocidades de resolução aumentem ou diminuam com base no número de núcleos disponíveis, não no número de licenças disponíveis
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Técnicas de decomposição de domínio estão incluídas para resolver modelos térmicos de grande escala e modelos de fluxo
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O solver Simcenter 3D Thermal Multiphysics apresenta computação paralela de fatores de visualização de radiação, aquecimento radiativo e uma solução para o modelo térmico
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Permite computação de fator de visão baseada em GPU e ray tracing para cálculos rápidos de transferência de calor radiativa
Módulos
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Simcenter 3D Thermal Multiphysics Thermal
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Simcenter 3D Thermal Multiphysics Flow
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Simcenter 3D Space Systems Thermal
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Simcenter 3D Electronic Systems Cooling
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Simcenter 3D Thermal Multiphysics HPC