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Dinâmica de fluidos computacional

Simulação de fluxo é uma solução interessante para analisar, em detalhes, o fluxo de líquidos ao redor de qualquer produto.

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Dinâmica de fluidos computacionalDinâmica de fluidos computacional (cuja sigla em inglês é CFD) é a ciência de prever o fluxo de fluido, transferência de calor, transferência de massa, as reações químicas e fenômenos correlatos, resolvendo as equações matemáticas que regem esses processos através de um processo numérico.

Dinâmica dos Fluidos Computacional, também conhecida como simulação de fluxo, é uma técnica de simulação de computador que permite o fluxo de fluido ao redor ou através de qualquer produto a ser analisado em grande detalhe.

Usando esta técnica, os designers e engenheiros podem verificar se seus produtos estão em conformidade com as especificações de um cliente no início do ciclo de projeto, acelerando em muito o processo de desenvolvimento do produto. A metodologia pode ser utilizada para calcular desenho de fluxo de massa, as taxas de quedas de pressão, as taxas de transferência de calor e de fluidos, tais como as forças dinâmicas momentos de arrasto de elevador e pitching.

Método de simulação de fluxo pode ajudar a prever comportamentos em peças e equipamentos

          Método de simulação de fluxo pode ajudar a prever comportamentos em peças e equipamentos

A precisão e fidelidade de métodos modernos de DFC aumentaram significativamente o nível de percepção de projeto disponível para engenheiros de todo o processo de design e, portanto, reduz a exposição das empresas ao risco técnico no desenvolvimento de produtos térmicos e fluido-base. O uso do método no projeto geralmente leva a um número muito menor de protótipos físicos, sendo necessário durante o desenvolvimento do teste do protótipo muito menos e, consequentemente, reduzindo o tempo de colocação no mercado e o custo de colocação no mercado de forma substancial.

Benefícios de CFD incluem:

  • Visão incomparável em sistemas que podem ser difíceis de prototipar ou testar através da experimentação
  • Capacidade de prever implicações de alterações de projeto e otimizar de acordo
  • Prever com precisão as taxas de fluxo de massa, quedas de pressão, as taxas de mistura, as taxas de transferência de calor e forças de fluido dinâmicas

As aplicações incluem aerodinâmica, dinâmica dos fluidos industriais, interação do fluido estrutural, transferência de calor, hidrodinâmica, multi-fase de fluxos.

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Uma das principais vantagens do DFC é o custo relativamente baixo. Experimentos físicos e testes para obter dados de engenharia essenciais para o design podem custar caro. Por isso, simulações em computador são relativamente baratas e os custos tendem a diminuir à medida que os computadores se tornam mais poderosos.

Além disso, as simulações podem ser executadas em um curto período de tempo. O retorno rápido significa que os dados de engenharia podem ser introduzidos no início do processo de design.

Procedimento de dinâmica de fluidos computadorizada é rápido e tem baixo custo

Procedimento de dinâmica de fluidos computadorizada é rápido e tem baixo custo

A capacidade de simular condições reais e ideais permite grande controle sobre o processo físico e fornece a capacidade de isolar fenômenos específicos para o estudo. Por exemplo: um processo de transferência de calor pode ser idealizado com limites de temperatura adiabático ou fluxo de calor constante.

No geral, essas experiências fornecem informações valiosas e dados precisos. O DFC permite que o analista examine um grande número de localizações na região de interesse e produz um conjunto completo de parâmetros de fluxo para exame.

Apesar disso, apresenta algumas limitações, como dependência de modelos físicos (por exemplo, turbulência, compressibilidade, escoamento multifásico, etc) e pode ocasionar erros numéricos ou de arredondamento. Tal como acontece com modelos físicos, a precisão da solução é tão boa quanto as condições iniciais / limite fornecidas ao modelo numérico. Exemplo: fluxo em um duto com expansão súbita. Se o fluxo é fornecido para o domínio por um tubo, você deve usar um perfil totalmente desenvolvido para a velocidade ao invés de usar condições uniformes.

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