Por que sua empresa deve, o quanto antes, investir em simulação?

Por: SKA 23/04/2020  

Vamos falar sobre os 4 pilares da simulação para a engenharia: confiabilidade dos produtos, otimização, durabilidade e inovação.

O que uma solução de simulação, seja ela estrutural (CAE) ou de fluidos (CFD), traz como benefício para a minha empresa? Inovação, produtividade, competitividade e qualidade.

Destaco a inovação um dos principais pontos para competir em um mercado onde a concorrência é fortíssima. Inovando somos mais competitivos, conseguimos reduzir o tempo de lançamento de um produto no mercado. Quando não inovamos, nosso produto torna-se obsoleto, o que funcionava no passado perde espaço no novo cenário pois não atende às novas necessidades que o mercado apresenta, já que se estivermos desalinhados com as novas demandas, seremos substituídos pela concorrência. Ou seja, sem inovação, ficamos no passado, e viver do passado hoje em dia é algo inaceitável que não se sustenta, nem gera novas oportunidades.

Fazer mais projetos em menor tempo de desenvolvimento, otimizar projetos existentes visando a redução de massa e facilitando o transporte do produto, reduzir custos de manufatura e tempo de desenvolvimento, reduzir investimento em máquinas e equipamentos para protótipos físicos: as pessoas precisam se reinventar, fazer diferente, evoluir, inovar em seus processos diários, otimizar o seu tempo, procurar novos aprendizados e a busca contínua por conhecimento as tornam melhor a cada dia e preparadas para o futuro.

Já pensou se você pudesse validar as suas ações antes de executá-las na vida real?

No mundo digital podemos te ajudar nas questões de engenharia e testar na prática o seu produto. Validar ideias sem gastar muito tempo e dinheiro elaborando dispositivos, instrumentos de medição e máquinas para a realização de ensaios.

Inicie o projeto simulando, tomando decisões de alterações enquanto ainda estiver na fase de desenvolvimento.

Como? Com que ferramenta?

No mundo competitivo moderno da inovação de produtos, as indústrias exigem  simulações complexas do comportamento do mundo real de seus produtos sob condições extremas; como aerodinâmica de veículos, lubrificação de caixa redutora, e manobras críticas de voo. Pensando em como suprir as necessidades cada vez mais latentes do mundo da simulação, a SKA apresenta o SIMULIA XFlow, que oferece a tecnologia Lattice-Boltzmann baseada em partículas para aplicações de Dinâmica de Fluidos Computacional (CFD) de alta fidelidade como parte do portfólio de Simulação de Fluidos da SIMULIA.


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A tecnologia de ponta do XFlow permite que os usuários lidem com fluxos de trabalho complexos de CFD que envolvem simulações transitórias de alta frequência com geometrias reais de movimento, fluxos multifásicos complexos, fluxos de superfície livres e interações fluido-estrutura.

Veja abaixo algumas dúvidas em relação à simulação respondida pelo head do departamento de engenharia (CAE e CFD) da SKA, José Filipe Trilha de Carvalho.

O que é o XFlow? Quais os benefícios dessa solução?

O XFlow oferece a tecnologia Lattice-Boltzmann baseada em partículas para aplicações de Dinâmica de Fluidos Computacional (CFD) de alta fidelidade como parte do portfólio de simulação de fluidos do SIMULIA.

A tecnologia de ponta do XFlow permite que os usuários lidem com fluxos de trabalho complexos de CFD que envolvem simulações transitórias de alta frequência com geometrias reais de movimento, fluxos multifásicos complexos, fluxos de superfície livres e interações fluido-estrutura que pode ser realizada em tempo real CFD e FEA com o Abaqus.

Por que devo investir no XFlow?

Sobre os diferenciais competitivos, podemos destacar o método LBM rápido e eficiente, solver rápido que utiliza o hardware disponível, e a capacidade de malhas automáticas, FSI duas vias que pode ser acoplado facilmente ao Abaqus CAE. 

Quais os benefícios dessa solução?

O XFlow entrega simulações realistas de situações reais práticas de engenharia com pouca ou nenhuma simplificação, apresentando um tempo de resolução do problema de forma numérica muito menor em comparação a experimentos práticos, já que simula desde o início no projeto em tempo de alterar a geometria CAD. Desta forma, economiza o tempo de alterações nos projetos e investimentos desnecessários em protótipos não funcionais e provas de conceito que não deram certo. Sem falar no investimento na solução que, comparada a outras soluções do mercado, apresenta uma vantagem competitiva bem grande.

Quais as vantagens competitivas e os destaques técnicos dessa solução?

Para responder a essa pergunta, deixa eu te mostrar de forma resumida os principais destaques de vantagens competitivas presentes no XFlow em relação aos produtos disponíveis no mercado. Você pode saber mais em nosso site, mas aqui preparei um breve resumo sobre o método presente no XFlow, solver e métodos numéricos de Latticce. 

Solucionador cinético baseado em partículas: O XFlow apresenta um novo algoritmo cinético baseado em partículas que foi projetado especificamente para executar muito rapidamente usando o hardware disponível.

Solver e malha: A abordagem de discretização no XFlow evita o processo clássico de malha de domínio e a complexidade da superfície não é mais um fator limitante. O usuário pode controlar facilmente o nível de detalhe da estrutura subjacente com um pequeno conjunto de parâmetros, já que a estrutura é tolerante à qualidade da geometria de entrada e se adapta à presença de peças móveis.

Método Lattice Boltzmann: A equação de Boltzmann é capaz de reproduzir o limite hidrodinâmico, mas também pode modelar meios rarificados com aplicações aeroespaciais, microfluídicas ou mesmo perto de condições de vácuo. 

Refinamento de Lattice adaptativo: O XFlow adapta automaticamente as escalas resolvidas aos requisitos do usuário, refinando a qualidade da solução perto das paredes, adaptando-se dinamicamente à presença de gradientes e refinando a esteira à medida que o fluxo se desenvolve.

Modelo de turbulência High fidelity WMLES: Abordagem WMLES (Wall-Modeled Large Eddy Simulation) de alta precisão na modelagem de turbulência. Esse modelo de parede funciona na maioria dos casos, o que significa que o usuário não precisa selecionar entre modelos diferentes e cuidar das limitações relacionadas a cada esquema.

Em quais indústrias, aplicações e cenários o XFlow está mais bem posicionado tecnicamente?

Eu vejo o XFlow sendo utilizado no mundo real de fluidos para uma vasta gama de aplicações industriais, mas vou tentar resumir algumas das principais indústrias que o XFlow atenderia de forma bastante eficiente e satisfatória resolvendo uma série de problemas de engenharia com pouca ou nenhuma aproximação. 

Veja bem, se você se encaixa em algum desses cenários que destaco abaixo, de verdade, você precisa saber mais sobre simulações de fluidos e como elas podem ser aplicadas para melhorar o desempenho do mundo real, e logo... para não perder mais tempo e dinheiro ou com protótipos ou tentativas frustradas de projetos que não foram bem sucedidos e aceitos no mercado. São eles:

Transporte e Mobilidade: Geometrias móveis como rodas rotativas, sistema de suspensão ou ultrapassagem de veículos, lubrificação da caixa de transmissão, reabastecimento e manobra do tanque, pintura.

Aeroespacial e Defesa: Previsão de manobras de voo, helicópteros e turbofans, previsão de arrasto e elevação mesmo para configurações de elevação alta, distribuição de cargas de pressão e atrito, peças móveis como a implantação do trem de pouso, configuração de abas ou asas rotativas, fluxos transônicos / supersônicos.

Marítimo e Offshore: Hidrodinâmica dos cascos dos navios, manobras de vela, fenômenos de movimentação de superfície livre, propagação de onda.

Arquitetura, Engenharia e Construção: Fluxo de ar ao redor de edifícios, pontes e outras obras de engenharia civil, análise superficial livre de estruturas marinhas, vertedouros de barragens ou inundação de instalações subterrâneas, aquecimento, ar condicionado e ventilação de espaços internos, dispersão de contaminantes.

Energia, Processo e Utilitários: Turbinas eólicas e linhas de transmissão de energia, fluxos de petróleo e gás, análise de rodas d'água e conversores de energia das ondas, convecção natural em torres solares, cargas de vento em painéis solares.

Equipamento industrial: válvulas, bombas, mistura (agitadores, misturadores), gerenciamento térmico em data centers, fluidos com propriedades reológicas complexas (modelos de viscosidade não-newtonianos). 

Para entender um pouco mais sobre como funciona a ferramenta, uma série de vídeos curtos e objetivos foram preparados. Confira na playlist abaixo:


ou clique aqui para acessar direto no YouTube.

 
 

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