Simulazione fluidodinamica - Go

Simulazione fluidodinamica
Ugs ha presentato Nx Flow, una soluzione fluidodinamica computazionale integrata nell’ambiente nativo Nx.
Il software consente di analizzare diversi scenari di assiemi complessi. Alcuni settori applicativi sono:
aerospaziale, automobilistico, medicale, energia e processo
La Cfd (Computational fluid dynamics) è una disciplina della fisica applicata nata intorno agli anni ’60. In
questi ultimi anni si è assistito a un incremento esponenziale delle sue applicazioni anche in ambito
industriale. Si tratta dello studio tramite il calcolatore, della dinamica di un flusso di un fluido. Ugs ha
presentato il modulo Nx Flow per la simulazione precisa ed efficiente del flusso e della convezione dei fluidi.
Prima di entrare nei dettagli tecnici del software abbiamo posto a Elio Bergamaschi, marketing product
manager di Ugs Italia, alcune domande. Vediamo di cosa si tratta.
Cfd per tutti
Perché è importante utilizzare un software di simulazione fluidodinamica nell’industria manifatturiera? «Il
vantaggio nell’utilizzare questo tipo di prodotto - ha esordito Bergamaschi - è chiaramente derivato dalla
virtualizzazione di problematiche che in passato non venivano considerate in fase di progetto, se non con
metodi sperimentali oppure con prodotti verticali personalizzati, oppure ad alto costo e certamente non
integrati».
Sottolineamo che Ugs, in contemporanea al software Nx Flow, ha presentato anche Nx Thermal, una
soluzione di analisi ingegneristica che simula il trasferimento termico e di calore per prodotti e processi
complessi in grandi assiemi creati con Nx. Prenderemo in considerazione questo software in un’altra
occasione, sulle pagine di Progettare.
«Nx Flow - ha proseguito Bergamaschi - è caratterizzato dalla completezza della trattazione della
problematica, ma soprattutto dalla totale integrazione nei prodotti di punta Ugs per quanto riguarda la Digital
Simulation». E ha proseguito: «Infatti, in Nx sono disponibili come moduli a richiesta e completamente
integrati e associativi nell'applicativo CAD che risolve i calcoli strutturali tramite Nx Nastran. Analogalmente
in Femap i moduli Thermal e Flow appartengono alla configurazione Advanced e si affiancano al software
strutturale Nx Nastran abbinato a Femap nel programma Velocity. In entrambi i casi l’installazione provvede
all’inserimento di un toolbar dedicato». L’applicazione di questo prodotto è nella difesa, aeronautica,
automobilistica, elettronica, biomedicale e nell’industria manifatturiera in generale.
Il prodotto di simulazione
Nx Flow è una soluzione di fluidodinamica computazionale (Cfd) integrata nell’ambiente nativo Nx Advanced
Simulation, che fornisce strumenti sofisticati per la simulazione del flusso fluido e del trasferimento termico
per parti e assiemi complessi. Questa soluzione consente simulazioni fluidodinamiche e offre una visione
approfondita delle prestazioni del prodotto in tutte le fasi di sviluppo della progettazione, riducendo i costi e i
tempi dei cicli di collaudo dei prototipi. Il software usa la Cfd per la simulazione precisa ed efficiente del
flusso e della convezione dei fluidi. Mediante uno schema Cfd basato su elementi con un volume finito,
vengono calcolate la velocità, la temperatura e la pressione dei fluidi in 3D, risolvendo le equazioni di NavierStokes. La tecnologia di Nx Flow consente di modellare problemi fluidodinamici complessi.
Il solutore e le feature di modellazione comprendono principalmente: analisi a regime e transitoria (solutore
multigriglia con correzione adattiva); mesh fluide non strutturate (elementi tetraedrici, a mattone e a cuneo);
mesh di skin (mesh del livello bordo); set completo di opzioni di mesh automatiche e/o manuali per i domini
fluidi selezionati; flussi turbolenti (k- , lunghezza di miscelazione), laminari e misti; recupero dei risultati
intermedi e riavvio della soluzione Cfd; applicazione di carichi termici e temperature al fluido; convezione
forzata, naturale e mista; spinta idrostatica; inclusioni multiple; fluidi multipli; flussi interni o esterni;
integrazione completa e diretta con Nx Thermal per la simulazione del trasferimento di calore congiunto
(gestione di mesh disgiunte lungo i bordi fluido/solido); perdite nel flusso fluido dovute a reti, filtri e altre
ostruzioni (fra cui ostacoli porosi ortotropici); entrate e aperture con perdita di carico (fissa o proporzionale
alla velocità calcolata o alla velocità al quadrato); vortice fluido in prossimità di ventole di entrata e interne.
Simulazione avanzata
Nx Flow è integrato in maniera nativa all’interno del set di strumenti del prodotto di simulazione avanzata Nx.
Grazie all’applicazione integrata con Nx, sia l’ingegnere esperto sia lo specialista di fluidodinamica
computazionale possono evitare il lavoro aggiuntivo di trasferimento di file in entrata, così come di
conversioni e manipolazioni della geometria. L’integrità è garantita dal mantenimento dell’associatività dei
dati fra la costruzione del modello, la soluzione e l’interpretazione dei risultati, all’interno di un ambiente di
lavoro comune.
Essendo integrato, Nx Flow permette di modellare, catalogare e condividere librerie di parti e materiali
all’interno del team di progettazione Nx, riducendo così al minimo rifacimenti ed errori di modellazione.
L’utente può continuare a lavorare e preparare il modello di simulazione successivo con Nx mentre il
solutore Cfd è in azione.
Di Gabriele Peloso