Star-CCM+ mette a disposizione degli ingegneri un ambiente unico che consente la modellazione e la simulazione di tutti gli aspetti fisici del funzionamento del prodotto.
Attraverso la singola interfaccia utente di STAR-CCM+ sarai in grado di raggiungere lo scopo della tua analisi, attraverso un’ampia raccolta di modelli validati per simulare numerose discipline tra cui la fluidodinamica computazionale CFD, la meccanica dei solidi computazionale CSM, Elettromagnetismo, Scambio Termico, Flussi Multifase, Dinamica delle Particelle, Flussi di Reazione, Elettrochimica, Aeroacustica, Reologia.
Oltre al supporto dei modelli fisici, STAR-CCM+ permette la simulazione delle parti in movimento simulando moto rigido e flessibile con varie tecniche, incluso il mesh morphing, l’overset mesh, e il movimento libero dei sei gradi di libertà del corpo (6DOF).
Il mantenimento della fedeltà geometrica del prodotto senza influire in modo sproporzionato sulla velocità di simulazione è uno dei principali ostacoli nell’esecuzione di simulazioni ingegneristiche del mondo reale.
Con l’aumento della complessità del modello, gli ingegneri rischiano di dedicare troppo tempo all’esecuzione di attività manuali e ripetitive, come la pulizia e rimozione della geometria CAD (computer-aided design) sporca o incompleta, la combinazione di modelli CAD provenienti da varie fonti utilizzando più strumenti, la preparazione di script per gestire l’aggiornamento delle varianti di design. L’eliminazione di questi potenziali colli di bottiglia è fondamentale per consentire agli ingegneri di dedicare il proprio tempo a ciò che sanno fare meglio: innovare.
Simcenter STAR-CCM+ ti aiuta a massimizzare la produttività con solidi flussi di lavoro automatizzati che assicurano che le geometrie complesse siano rapidamente pronte per la mesh. L’unica interfaccia utente integrata facilita la gestione della geometria, consentendo agli utenti di gestire in modo efficiente modelli grandi e complessi provenienti da varie fonti, inclusi pacchetti CAD esterni e un modellatore CAD 3D integrato; ripulire senza sforzo la geometria con strumenti potenti, inclusa la rimozione automatica in CAD 3D, la riparazione manuale della superficie e il rivestimento della superficie; parametrizzare e automatizzare senza soluzione di continuità le modifiche alla progettazione abilitate dalla singola interfaccia utente integrata e dai processi ripetibili da CAD a soluzione
Maggiore realismo nelle simulazioni
Creazione della griglia fluidodinamica
C’è una spinta continua a incorporare un maggiore realismo nelle simulazioni ingegneristiche per comprendere meglio il comportamento del prodotto nelle prime fasi del ciclo di progettazione. Per raggiungere questo obiettivo, la complessità geometrica è in aumento e nell’analisi devono essere prese in considerazione più discipline ingegneristiche. Entrambi questi requisiti hanno un impatto diretto e sono facilitati dall’effettiva generazione della mesh computazionale.
STAR-CCM+ offre soluzioni di meshing complete per affrontare le sfide dell’analisi ingegneristica. Consente di preparare e generare in modo semplice ed efficiente mesh sulle geometrie più complesse e offre il massimo equilibrio tra controllo dell’utente e automazione. STAR-CCM+ fornisce:
Produttività: riduzione dei tempi di progettazione e creazione di mesh con un flusso di lavoro pipeline di facile utilizzo fornito da un’unica interfaccia utente integrata
Precisione: fedeltà geometrica e soluzioni accurate grazie alla mesh senza compromessi di geometrie complesse
Controllo della mesh: conteggio ottimale delle cellule e accuratezza della soluzione con strumenti di meshing specializzati e perfezionamento della mesh
Aumenta la comprensione del prodotto
Analisi dei dati
Il miglioramento delle tecnologie di simulazione e delle capacità hardware consente alle aziende di realizzare il pieno potenziale della progettazione basata sulla simulazione, accelerando il ritmo dei cicli di sviluppo del prodotto. L’aumento della velocità di simulazione fornisce un flusso costante di informazioni per guidare il processo di progettazione.
Simcenter STAR-CCM+ ti consente di risparmiare tempo prezioso di progettazione durante la gestione, l’assemblaggio, la presentazione e la condivisione dei risultati della simulazione. Con Simcenter STAR-CCM+, Simcenter STARCCM+ Viewer e Simcenter STARCCM+ Realtà Virtuale, puoi:
Creare report ricchi di informazioni e grafici visivamente accattivanti in un unico ambiente
Analizzare e confrontare facilmente i risultati di centinaia di simulazioni
Evitare di spostare file di dati di grandi dimensioni identificando automaticamente le migliori risorse di rendering per immagini e animazioni
Lavorare con la minima quantità di dati necessaria per prendere decisioni con efficienti strumenti di gestione dei dati transitori
Lo stato dell’arte per la fluidodinamica computazionale
Simulazione Fluidodinamica CFD
Poiché le prestazioni reali del prodotto dipendono dal modo in cui interagisce con i fluidi, ovvero gas, liquidi o una combinazione di entrambi, è necessario prevedere il comportamento di tali fluidi ed essere in grado di sfruttare tale influenza a vantaggio del prodotto.
Simcenter Star-CCM+ è il software allo stato dell’arte per la fluidodinamica computazionale CFD, che consente di simulare quasi tutti i problemi di progettazione che coinvolgono fluidi, strutture e tutta la fisica associata.
Flussi comprimibili e incomprimibili
Indipendentemente dal tipo di flusso che si verifica nel tuo prodotto, Simcenter Star-CCM+ offre una gamma di solutori accurati e parallelizzati in grado di gestire qualsiasi tipo di flusso.
Fluidi non-Newtoniani
In un fluido non newtoniani la viscosità varia in base alla tensione applicata. Star-CCM+ permette di trattare i fluidi non newtoniani in maniera semplice, attraverso numerosi modelli di materiale.
Scambio termico coniugato (CHT)
StarCCM+ permette di simulare lo scambio termico coniugato tra solidi e fluidi, considerando contemporaneamente fenomeni come la conduzione e la convezione
Una gamma completa di modelli
Flussi Multifase
I problemi di ingegneria del mondo reale coprono più regimi di flusso attraverso film stratificati, dispersi, discreti, ecc.
Ad oggi, non esiste un singolo modello multifase in grado di coprire tutti i regimi, tuttavia, Simcenter fornisce una gamma completa di modelli che possono essere coprono molti regimi di flusso comprese le transizioni tra di essi.
Prevedi e comprendi il comportamento reale dei tuoi prodotti simulando flussi multifase multi-regime e multi-scala.
Cavitazione
La cavitazione si verifica quando rapidi cambiamenti di pressione in un liquido portano alla formazione di bolle piene di vapore nelle regioni a bassa pressione. Se sottoposte a pressioni più elevate, queste bolle possono collassare formando onde d’urto che possono deteriorare le prestazioni o danneggiare le apparecchiature. Simcenter STAR-CCM+ consente di prevedere il verificarsi della cavitazione nei sistemi liquidi e di mitigarla o volgerla a proprio vantaggio.
Dispersed Multiphase (DMP)
Il modello DMP è un modello Euleriano leggero adatto alla modellazione di bassi carichi di piccole goccioline/particelle dove le fasi disperse non contribuiscono alla frazione volumetrica. Questo modello è efficiente nelle applicazioni di sporco automobilistico e di formazione di ghiaccio negli aerei.
Eulerian Multiphase (EMP)
Un modello fondamentale per la simulazione di fluidi continui, compenetranti e reattivi. Cambiamento di fase del modello, crescita dei cristalli e bolle/goccioline. Le applicazioni includono colonne a bolle, letti fluidi, serbatoi di sedimentazione e recipienti di miscelazione.
Lagrangian Multiphase (LMP)
Solutore accurato per determinare il percorso di goccioline discrete o particelle in fasi disperse diluite. Include spruzzi di gocce, rimbalzi, atomizzazione e rottura, evaporazione, condensazione e reazioni per modellare completamente la fisica esatta. Le applicazioni includono la gestione dell’acqua dei veicoli, la riduzione catalitica selettiva (SCR), il rivestimento a spruzzo, l’erosione e la combustione di carburante liquido.
Fluid Film
Modella un sottile strato di fluido sulle superfici e cattura rivoli ed effetti di tensione superficiale con questo modello. Includi effetti di cambiamento di fase come evaporazione, condensazione, fusione e solidificazione per simulare accuratamente la tua fisica. Le applicazioni includono la gestione dell’acqua piovana dei veicoli, la riduzione catalitica selettiva (SCR), gli spruzzi di carburante, il rivestimento/deposizione a spruzzo e la protezione dal ghiaccio degli aerei.
Volume of Fluid (VOF)
Traccia accuratamente il movimento delle interfacce tra fluidi immiscibili e modella gli effetti del cambiamento di fase come ebollizione, evaporazione, condensazione, cavitazione, solidificazione e fusione con il modello VOF. Adatto per problemi di raffreddamento del motore, sicurezza del flusso di petrolio e gas, sloshing del serbatoio del carburante e idrodinamica marina e tenuta del mare (con onde VOF predefinite).
Simulare l’interazione Fluido-Struttura
Parti in movimento
All’interno di un singolo ambiente software CFD, Simcenter Star-CCM+ consente agli utenti di simulare non solo un’ampia gamma di fisica, ma anche un’ampia gamma di movimenti del corpo e delle griglie per catturare con precisione la tua fisica.
Con i nostri modelli di movimento per simulazioni CFD, puoi simulare le prestazioni del mondo reale di oggetti in movimento e sovrapposti con mesh overset, prevedere il movimento dinamico 6-DOF dei corpi, comprendere le interazioni multifisiche per modellare le prestazioni “come installato”, guidare facilmente i cambiamenti geometrici per l’esplorazione del progetto, prevedere facilmente il comportamento della macchina in rotazione/traslazione e definire movimenti sofisticati per replicare accuratamente le operazioni della macchina.
Dynamic Fluid-Body Interaction (DFBI)
Con Simcenter, puoi comprendere il comportamento di un corpo in qualsiasi campo di flusso creando corpi che possono muoversi a causa di forze fluide e vincolandoli in qualsiasi direzione. L’aggiunta di forze esterne e corpi di collegamento garantisce una maggiore precisione nella simulazione del movimento indotto dal fluido. Le applicazioni includono dispositivi propulsivi, cuscinetti, ormeggi, cerniere, giunti, molle, navi e macchinari rotanti.
Morphing Meshes
Questo modello di movimento basato sui vertici consente il movimento non rigido dei confini per simulare le superfici che cambiano forma/posizione in una simulazione. Le deformazioni possono consistere nel modificare le forme del progetto, utilizzare l’aggiunta per trovare progetti migliori o simulare cambiamenti fisici. Le applicazioni includono l’ottimizzazione, l’accrescimento del ghiaccio, l’FSI, l’erosione, l’analisi all’interno del cilindro e le pompe volumetriche.
Overset mesh
La nostra tecnologia di meshing overset leader del settore rende la simulazione del movimento sofisticata accessibile in pochi semplici clic, offrendo agli ingegneri funzionalità di modellazione del movimento complicate. Ora puoi simulare con precisione il movimento, inclusi piccoli spazi, contatto con spazio zero, comportamento dinamico di overset/muro, interfacce combinate di overset/confine e opzioni di topologia. La mesh Overset funziona perfettamente anche con l’interazione dinamica del corpo fluido (DFBI), la modellazione dei contatti, le connessioni esterne, il morphing, i modelli multifisici, il DEM e il film fluido. Le applicazioni includono pompe, valvole, punte da trapano, navi marine, superfici di controllo aerospaziali, miscelatori, compressori, separazione negozi/stadi, pigging, tergicristalli, tablet e altro ancora.
Modellare l’interazione tra corpi e fluido
Flusso delle particelle
I flussi di particolato nell’ingegneria esistono ovunque: letti fluidi, separatori a ciclone, rivestimenti, nastri trasportatori, torrefattori e altro ancora.
Che si tratti di flussi di particelle magri o densi, Simcenter Star-CCM+ è il primo strumento CAE ad avere un’integrazione completa del flusso di particelle per massimizzare l’efficienza e la distribuzione delle particelle, ridurre al minimo il consumo di energia, evitare l’usura e l’abrasione eccessive e ottimizzare le prestazioni complessive.
Simulando in modo accurato forme di particelle realistiche con movimento e contatto delle particelle adeguati, gli ingegneri possono garantire le prestazioni del particolato. A differenza di altri strumenti, una singola licenza è sufficiente per risolvere il flusso accoppiato e la fisica del particolato, riducendo il software costoso e i costi di test.
Discrete Element Method (DEM)
Simcenter Star-CCM+ offre il primo strumento CAE completamente integrato del settore per prevedere e comprendere il comportamento delle particelle per flussi di particolato altamente caricati. La capacità del metodo degli elementi discreti (DEM) può modellare accuratamente il comportamento delle particelle non sferiche. A differenza della maggior parte dei codici, il comportamento delle particelle può essere accoppiato con il flusso e i corpi in movimento in un unico pacchetto, eliminando la necessità di costosi strumenti software multipli e riducendo tempi e costi. Il modello DEM è ampiamente utilizzato per simulare letti fluidi, meccanica delle rocce, nastri trasportatori, rivestimento di compresse, tamponamento di fessure nei pozzi petroliferi, raccolta delle colture e tosaerba.
Il solutore DEM può essere accoppiato a due vie con il fluido nella stessa singola interfaccia senza bisogno di software o licenza aggiuntivi. Cattura la giusta interazione fluido-particella con un modello di trascinamento del fluido, un modello di forza del gradiente di pressione, sollevamento di taglio e sollevamento/trascinamento rotazionale
Prevedere il rumore aeroacustico
Aeroacustica
Il rumore indotto dal flusso è una componente significativa della firma acustica di un veicolo (o di un altro prodotto). Simcenter offre un’ampia libreria di modelli accurati per la previsione delle sorgenti di rumore aeroacustico, inclusi: modelli di stato stazionario, modelli diretti (DES/LES), modelli di propagazione e risolutore di equazioni di perturbazione acustica (APE).
Simcenter Star-CCM+ supporta metodi aeroacustici ibridi in cui inizialmente viene utilizzata una simulazione CFD per catturare le turbolenze del flusso, che vengono tradotte in sorgenti aeroacustiche da collegare a un secondo modello di simulazione acustica (FEM). Quest’ultimo prevede poi la propagazione acustica di queste sorgenti, comprese riflessioni e assorbimenti nell’ambiente. Come tale, ad esempio, è possibile prevedere il rumore di raffreddamento delle apparecchiature elettroniche del rumore HVAC in un’auto.
Modellazione strutturale
Meccanica dei solidi
Quasi tutti i problemi di ingegneria del mondo reale dipendono in ultima analisi dall’interazione tra fluidi e strutture solide. Simcenter STAR-CCM+ offre sia la fluidodinamica computazionale basata sui volumi finiti (FV) sia la meccanica solida computazionale (CSM) basata sugli elementi finiti (FE) in un’unica interfaccia utente integrata di facile utilizzo.
Utilizzando questo approccio è possibile risolvere problemi statici, quasi statici e dinamici, inclusi quelli con geometria non lineare e più parti utilizzando contatti incollati e piccoli contatti striscianti.
Grazie al solutore strutturale integrato è possibile risolvere rapidamente problemi di interazione fluido-struttura (FSI) e analisi termo-elastiche, gestendo un’ampia gamma di tipi di materiali, inclusi materiali elastici, iperelastici ed elastoplastici, includendo gli effetti di carichi e vincoli. Le applicazioni comprendono gli scambiatori di calore, barre di combustibile, stent, eliche marine e aliscafi
Modelli di materiale avanzati
Reologia
Con l’aggiunta della reologia computazionale in Simcenter Star-CCM+ senza costi aggiuntivi, gli ingegneri possono ora simulare fluidi dominati dalla diffusione e dal comportamento viscoso o viscoelastico.
La modellazione di queste simulazioni è possibile grazie al risolutore ad elementi finiti aggiunto. Questo metodo è utile per gli ingegneri dei prodotti di consumo, del trattamento dei rifiuti e dell’industria alimentare e delle bevande che lavorano con miscelatori, contenitori di flusso, fanghi, estrusioni e lavorazione dei materiali.
La simulazione accurata della reologia è la chiave per ridurre il consumo di energia, le emissioni e l’utilizzo di materie prime, migliorando l’affidabilità del prodotto, l’esperienza dell’utente e i costi di responsabilità.
Simcenter STAR-CCM+ consente lo studio di materiali reologici così complessi fornendo un risolutore reologico agli elementi finiti. Il solutore permette di modellare accuratamente materiali viscoelastici complessi utilizzando una delle quattro equazioni costitutive viscoelastiche standard (Oldroyd-B, Giesekus-Leonov, Phan Thien-Tanner e Pom-Pom esteso) e fluidi tixotropici con il modello Rolie-Poly e altri fluidi non newtoniani con il modello Newtoniano generalizzato.
Le applicazioni includono la miscelazione di materiali non newtoniani come alimenti o vernici e parti di estrusione come guarnizioni delle porte.
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