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Análisis de Fluidos para cualquier sistema CAD
3D
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EFD.Lab es un sistema "stand-alone" preparado para trabajar con cualquier sistema CAD 3D de Modelado Sólido. Está basado en los principios de Dinámica de Fluidos para Ingeniería (EFD -- Engineering Fluid Dynamics) y ofrece una facilidad de uso y potencia muy por encima de los programas de fluidos clásicos de Dinámica de Fluidos Computacional (CFD - Computational Fluid Dynamics). A pesar de estar basado en los mismos fundamentos matemáticos que los sistemas CFD, EFD.Lab "habla" el lenguaje del Ingeniero de Diseño, facilitando la utilización del programa y obteniendo un rendimiento, precisión y prestaciones muy por encima de los programas clásicos de fluidos CFD. Por ejemplo, mientras que los programas tipo CFD le obligan al usuario a convertir el problema real en términos tales como "valor de y+" o "modelo k-e", EFD.Lab transforma esta jerga en términos sencillos tales como pared sólida, entrada o salida del fluido. La definición de los parámetros óptimos de mallado, tratamiento de la capa límite, modelo de turbulencia más adecuado, parámetros de control de convergencia, etc.. EFD.Lab los realiza automáticamente sin intervención práctica del usuario.
Otra diferencia importante con los programas de Fluidos CFD clásicos es la forma en la que EFD.Lab trabaja con los programas CAD 3D de modelado sólido. Cuando se pretende realizar un análisis de fluidos a partir de la geometría CAD 3D siempre se plantea el siguiente dilema: a menudo la geometría del modelo sólido no sirve de nada ya que la geometría que realmente se necesita no está, es decir, la geometría sólida que representa el dominio fluido (gas o líquido) interno o externo. La recomendación que dan los fabricantes de software de Fluidos CFD es modelizar el espacio "vacío" o negativo por separado convirtiendo el modelo sólido en un modelo de superficies, borrar las superficies no deseadas y con el rsto -las que están en contacto con el fluido- crear un dominio geométrico cerrado (un sólido) que representa el fluido y utilizar esa geometría para el análisis, o alternativamente usar las funciones de desmoldeo para generar la región de fluido que se necesita. Todos estos "trucos" generan un trabajo extra adicional, y lo que es peor, la pérdida de los beneficios de parametrización basada en características de los paquetes CAD 3D. EFD.Lab utiliza directamente la geometría CAD 3D sin ningún tipo de modificación, detectando automáticamente el espacio vacío como la región de fluido y distingue automáticamente entre fluido y paredes sólidas, reduciendo así el trabajo extra innecesario de trabajar la geometría por parte del usuario.
Sin embargo, la verdadera potencia de EFD.Lab reside en la posibilidad de realizar análisis del tipo "qué pasa si .." de forma rápida y sencilla. El diseño es un proceso iterativo, por tanto EFD.Lab facilita la modificación del modelo y permite analizar inmediatamente el nuevo diseño creando múltiples variaciones del mismo (llamadas "configuraciones") simplemente manipulando el modelo sólido, sin tener que definir de nuevo objetivos de análisis, cargas y condiciones de contorno, propiedades de materiales, etc.. Y finalmente el usuario puede comparar resultados entre los diferentes estudios y decidir el mejor de todos los diseños posibles -- así de rápido y simple!!.
A continuación mostramos algunos Ejemplos de Aplicación de problemas reales (pero simplificados) resueltos con EFD.Lab de los que habitualmente realizamos como Consultores en Elementos Finitos:
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Análisis Conjugado de Transferencia de Calor en una Lámpara Halógena de 20 W. |
 Tobera Estudio de la Salida del Gas. Distribución de Velocidad en t=0.01s |
 Válvula de Bola Estudio de la Pérdida de Carga. Distribución de Presión y Velocidad |
 Válvula Estudio de la Variación de Presión y Velocidad con Angulo de Apertura |
 Tubería Estudio del Líquido en la Tubería. Distribución de Presión y Velocidad |
) Mezcla de Gases en Tubería Estudio de Mezcla de Aire + Propano. Calcular la Concentración de Especies |
 Pistola de Pintar Estudio de las Pérdidas de Carga. Distribución de Presión y Velocidad |
 Ciclón Mejora Prestaciones por uso menos Aire. Distribución de Presión y Velocidad |
 Boquilla de Riego Cálculo de Pérdida de Carga. Distribución de Presión y Velocidad |
 Barra de Taladrar Mejora de Prestaciones del Filtro. Distribución de Presión y Velocidad |
 Manifold Mejora del Flujo y Pérdida de Carga. Distribución de Presión y Velocidad |
 Motor de 2 Tiempos Estudio del Flujo de Aire en el Cilindro. Distribución de Presión y Velocidad |
 RamJet Optimizar la Compresión de Aire. Distribución de Presión y nº de Mach |
 Dispositivo Electrónico Mejora del Flujo y reducción Temperatura. Resultados Temperatura en Aire y Sólidos |
 Caja de Ordenador Estudio Conjugado Transferencia Calor. Resultados de Presión, Velocidad y Tª. |
 Cerramiento Electrónico Estudio Conjugado Transferencia Calor. Resultados de Presión, Velocidad y Tª. |
 Mezcla de Aire + Gas Distribución del Viento alrededor de Edificios + Salida del Gas de Chimenea |
 Flujo en Silo Estudio de las Fuerzas sobre el Silo. Distribución de Velocidad |
 Proyectil Estudio del Campo de Flujo. Densidad y Número de Mach |
 Submarino Estudio del Coeficiente de Penetración. Distribución de Presión y Velocidad |
 Avión Velocidad-X Plano Medio Boeing 737. Cálculo de Fuerzas en la Estructura |
 Zeppelin Distribución de Velocidad. Cálculo de la Resistencia del Aire |
q Mallado Adaptativo Rectangular (RAM -- Rectangular Adaptive Mesh):
EFD.Lab permite crear mallas
rectangulares de alta calidad
con refinado y transición automático
q Funciones de Pared Modificadas (MWF -- Modified Wall Functions):
EFD.Lab permite el tratamiento
adecuado y exacto de la capa límite
en las paredes del fluido
q Modelo de Transición Laminar/Turbulento (LTTM -- Laminar/Turbulent Transition Model):
EFD.Lab elige automáticamente
tanto el modelo de turbulencia
como los parámetros de Turbulencia óptimos
q Control de Convergencia Automático (ACC -- Automatic Convergence Control):
EFD.Lab ofrece un comportamiento
de convergencia muy robusto
q Múltiples Análisis Variando el Diseño (DVA -- Design Variants Analysis):
EFD.Lab permite programar la
ejecución en modo BATCH
de diferentes estudios
Capacidades
Generales
EFD.Lab incluye un robusto modelador sólido basado en SolidWorks que le permite al usuario importar geometría existente o crear su propia geometría. EFD.Lab utiliza directamenta geometrías de piezas y ensamblajes de paquetes CAD tan prestigiosos como UG, SolidEdge, SolidWorks, Catia, Autodesk Inventor y Pro/E.
q Características Generales:
Integración completa de modelado sólido y análisis (ventana única). Soporte completo de las funciones de Windows tales como "arrastrar-y-soltar", "copiar-y-pegar" y "point & click". Vista dinámica (zoom, desplazar, rotar, dar cortes) mediante ratón o dispositivos 3D avanzados. Barra de herramientas para acceso rápido a las funciones principales. Uso directo del modelo sólido nativo de SolidWorks. Dispone de su propio "Feature Manager". Soporte completo del concepto de configuración de SolidWorks Soporte de Asistentes para la definición del modelo. Barras de herramientas para acceso rápido a las funciones más importantes. Aplicación directa de Propiedades del Sólido/Fluido, Cargas y Condiciones de Contorno a la geometría de SolidWorks. Definición de objetivos de simulación mediante conceptos típicos en Ingeniería como base
para la realización de un mallado inteligente y mecanismo de control del análisis.Determinación inteligente del dominio del análisis en flujos internos y externos. Incluye potentes capacidades de revisión de los datos de entrada del problema así como gestión de avisos o mensajes de error. Comportamiento robusto de la convergencia del análisis. Proyectos de FloWorks pre-definidos y posibilidad de trabajar en modo "batch". Base de datos integrada totalmente personalizable por el usuario de propiedades de materiales de gases y líquidos. Calculadora NIKA integrada para facilitar el cálculo de ecuaciones básicas en ingeniería de flujo de fluidos. Asistente de Soporte ("Support Wizard") que facilita y simplifica la comunicación con el Servicio de Soporte Técnico de NIKA. Cálculo en modo "Batch" en PCs con soporte de múltiples procesadores de proyectos pre-definidos de FloWorks. Herramienta integrada de diagnóstico para identificar problemas geométricos.
q Capacidades de Análisis:
Flujos de fluidos viscosos incompresibles (gases o líquidos) o compresibles (gases) en régimen subsónico, transónico y supersónico. Flujos externos y/o internos. Dominios de flujo múltiples con parámetros propios de cada fluido. Transición automática entre solución laminar y turbulenta. Opción de sólo flujo laminar. Modelo de rugosidad de la pared. Un sólo componente de fluido, o hasta 10 especies independientes. Líquidos no-Newtonianos (modelos de material múltiples, propiedades función de la temperatura) Modelo de Vapor Modelo de materiales porosos. Modelo de Navier de pared deslizante Múltiples piezas en rotación (rotor-estator), fuerzas centrífugas y de Coriolis Modelo de Material Poroso Convección forzada, libre o mixta. Problemas de transmisión de Calor Conjugados (fluido + sólido) por conducción y convección. Transmisión de Calor por Radiación superficie-a-superficie, solar y al ambiente. Análisis de fluidos, transmisión de calor y transferencia de masa función del tiempo.
q Cargas y Condiciones de Contorno:
Entradas: Caudal másico, caudal volumétrico, velocidad, presión, temperatura y turbulencia.
Temperatura, especies químicas y turbulencia. Dirección, remolinos o perfiles predefinidos para condiciones de contorno de flujo. Ventiladores internos y externos asociados a curvas de presión-caudal (incluye base de datos de ventiladores) . Paredes solidas: tratamiento de la pared, transferencia de calor, condiciones térmicas, rugosidad. Paredes con movimiento tangencial (translación y/o rotación) Fuentes de calor superficiales y volumétricas. Función de simetría. Condiciones de contorno, fuentes de calor y condiciones iniciales en función de las coordenadas y del Tiempo. EFD Zooming: uso de los resultados de un análisis previo como condiciones de contorno para un análisis local refinado. Visualización gráfica sobre la geometría de las cargas y condiciones de contorno aplicadas, incluyendo el "EFD Zooming".
q Capacidades de Mallado:
Mallado directo de la geometría CAD sólida -- no es necesario crear por separado el modelo sólido del fluido !!. Mallado automático del fluido y regiones sólidas. Refinado automático del mallado debido a requisitos geométricos o físicos (solución adaptativa). Controles locales de mallado para optimizar la malla. Acceso total a los parámetros de mallado. Acceso total a los parámetros de refinado/desrefinado de malla. Acceso total a parámetros relacionados con la geometría. Modificación de los parámetros de mallado en base a valores predefinidos para generación automática de la malla. Visualización rápida por adelantado de la malla de base. Opción de inspección visual de la malla total completa antes ejecutar la resolución del problema.
q Capacidades de Control de la Solución:
Opción de definición manual de los criterios de convergencia de la solución y de finalización del análisis. Control flexible de los parámetros de refinido/desrefinado del mallado adaptativo. Ventana de Control del Análisis: ofrece información dinámica sobre la progresión de la solución, objetivos de convergencia
mediante gráficas X-Y, así como la evolución de los resultados, mallado, etc.. en cortes sobre el modelo sólido.Incluye procedimientos para Parar, Finalizar o Reanudar el análisis. Opción para correr el solver fuera del paquete de CAD
q Post-Procesado de Resultados:
Visualización directa de resultados sobre la geometría CAD 3D. Opción de representar los resultados del análisis de fluidos sobre la geometría CAD 3D o sobre la malla. Soporte total del concepto de transparencia y asignación de colores para obtener unas imágenes de resultados perfectas. Visualización de una amplísima variedad de resultados de fluidos y valores derivados. Representación de resultados y valores derivados en planos corte mediante contornos, vectores e isolíneas. Representación de resultados y valores derivados en caras y superficies mediante contornos e isolíneas. Representación mediante "iso-surfaces" en color (superficies de igual valor) de resultados y valores derivados. Trayectorias de partículas en 3D mediante vectores 3D y bandas en color. Tipos de trayectoria de partículas: partículas esféricas con densidad y tamaño,
transferencia de calor, opciones de pared, gravedad y condiciones iniciales.Salida a Microsoft EXCEL de parámetros de flujo y velocidad de partículas a lo largo de una trayectoria. Salida a Microsoft EXCEL de los resultados absolutos y derivados tomados a lo largo de una curva definida en el paquete CAD 3D. Animación de resultados en régimen permanente y transitorio. Identificación de resultados en régimen permanente y transitorio en puntos específicos. Soporte de sistemas locales de coordenadas para la visualización y postprocesado de resultados. Salida de resultados, valores derivados e integrados como valores numéricos a una tabla de EXCEL. Vista en modo mapa para facilitar la navegación en vistas de zoom. Informe de resultados en formato .DOC de Microsoft Word. Copiar, imprimir y guardar imágenes de resultados. Total soporte de gráficos en OpenGL. Salida a EXCEL o fichero ASCII de las coordenadas del centro de gravedad de los elementos (celdas). Opcionalmente visualización de resultados sin interpolación. Función de resumen de resultados
 "EFD.Lab Brochure" (5.4 MB) |
 "EFD.Lab Data Sheet V7" (4.8 MB) |
