Novità in Simcenter FLOEFD 2512 | Simulazione CFD integrata nel CAD

Le simulazioni CFD di flusso interno vengono eseguite per diverse esigenze applicative e di efficienza computazionale. In tutti i casi, l’obiettivo è sigillare la geometria in modo rapido ed efficiente.

Nel caso di assiemi CAD complessi, composti da centinaia o migliaia di parti, rendere la geometria a tenuta può diventare un’attività onerosa in termini di tempo. È necessario individuare aperture e fessure e sigillarle manualmente intervenendo sulla geometria. Questo approccio comporta inoltre modifiche al modello CAD che devono essere successivamente tracciate e rimosse prima di restituire la geometria ai team di progettazione e produzione.

Gli utenti di Simcenter FLOEFD conoscono già le funzionalità di riconoscimento automatico del volume fluido e strumenti come Leak Tracking, utili per individuare percorsi di perdita tra superfici.

Con Simcenter FLOEFD 2512 viene introdotto un significativo avanzamento nella sigillatura automatica per le analisi CFD di flusso interno, grazie ai miglioramenti delle funzionalità Close Thin Slots e Fill Thin Slots.
Queste funzionalità sono disponibili quando si utilizza l’approccio Mesh Boolean per la gestione della geometria e la generazione della mesh, particolarmente adatto ad assiemi complessi e a modelli CAD di qualità variabile.

Ora è possibile recuperare automaticamente il dominio fluido interno anche da modelli non a tenuta, in modo più semplice ed efficiente e senza modificare la geometria CAD.

L’approccio Fill Thin Slots può essere configurato in due modi dalla ribbon bar:

1) Dal gruppo Mesh

• Selezionare Global Mesh o Local Mesh
• Nelle impostazioni della mesh attivare Close Thin Slots
• Impostare il parametro Maximum Height of Slots to Close e gli altri parametri disponibili

2) Dal gruppo Insert

Selezionare Source > Fill Thin Slots per aprire la finestra di dialogo

1. Selezionare nell’area grafica le superfici ai lati della fessura o i corpi da considerare
2. Impostare il materiale solido desiderato (oppure utilizzare il valore di default)
3. Definire il parametro Maximum Height of Slots to Close
4. Selezionare una delle opzioni disponibili:

• Fill Thin Slots only
  approccio conservativo, in cui il materiale solido viene applicato solo all’interno della fessura
• Fill within slots and openings (default)
  approccio più completo, in cui il materiale solido viene applicato nella fessura ed esteso nel dominio fluido di una cella di mesh per garantire la completa sigillatura dell’apertura

Note:

• Simcenter FLOEFD assegna automaticamente le proprietà del materiale in base ai materiali adiacenti alla fessura, preservando l’accuratezza del modello termico; in alternativa è possibile impostare un valore di default.
• Nel Mesh Viewer è disponibile un plot dedicato (Closed Thin Cells) per visualizzare le celle inserite automaticamente.

Un breve video dimostrativo mostra l’utilizzo del nuovo approccio in Simcenter FLOEFD 2512 su un modello CFD di illuminazione automotive per analisi termica, caratterizzato da numerose fessure nell’assieme CAD.
L’esempio utilizza Fill Thin Slots dal menu Insert > Sources > Fill Thin Slots e mostra come visualizzare l’aggiunta delle celle solide tramite il Mesh Viewer.

Una nuova modalità per impostare intervalli specifici del coefficiente di scambio termico (HTC) consente di ridurre significativamente il tempo di estrazione dei Boundary Condition Independent Reduced Order Models (BCI-ROM).

In un caso di esempio, la definizione di intervalli HTC dedicati per ciascuna condizione al contorno, rispetto all’utilizzo di un singolo intervallo comune, ha consentito:

• una riduzione del tempo di estrazione di un fattore 8
• una riduzione del picco di memoria di oltre il 50%

Gli ingegneri termici utilizzano frequentemente componenti modellati come due-resistori (2R) o Network Assembly.
In Simcenter FLOEFD 2512, specifiche ottimizzazioni consentono di ridurre significativamente i tempi di calcolo per modelli che includono centinaia o migliaia di questi componenti, diminuendo anche l’utilizzo di memoria durante la fase di preparazione e soluzione.

In un modello di esempio con numerosi componenti 2R:

• il tempo di soluzione è stato ridotto di un fattore 6 rispetto alla release 2506
• il picco di memoria è stato ridotto di oltre 3,5 volte

Per ridurre il tempo necessario alla correzione di errori negli script, che in precedenza venivano individuati solo in fase di esecuzione durante il trasferimento da EDA Bridge a Simcenter FLOEFD, gli script vengono ora validati prima dell’esecuzione, intercettando gli errori e prevenendo interruzioni del flusso di lavoro.

I Boundary Condition Independent Reduced Order Models (BCI-ROM) sono modelli ridotti validi in qualsiasi ambiente termico ed estratti da un modello 3D di sola conduzione in Simcenter FLOEFD.
Con la release 2512, è ora possibile estrarre BCI-ROM anche da modelli di analisi termica dell’elettronica che includono componenti 2R e Network Assembly.

I formati BCI-ROM supportati includono:

• matrici per soluzioni standalone
• FMU per simulazioni di sistema secondo lo standard FMI
• VHDL-AMS per la simulazione elettro-termica dei circuiti

Simcenter FLOEFD supporta da tempo la modellazione della radiazione per applicazioni di illuminazione.
Con la release 2512 viene introdotta la funzione di fase di Henyey–Greenstein, che migliora l’accuratezza nella modellazione dello scattering in alcuni materiali semitrasparenti. Questa funzionalità è disponibile nel Lighting Module.

Un semplice confronto effettuato utilizzando un modello e una sorgente di base, e variando successivamente il valore del coefficiente di scattering di un materiale in plexiglass, illustra lo scattering qui sotto

Con Simcenter FLOEFD 2512 è ora disponibile una funzione integrata che consente di ricostruire simultaneamente tutti i sottoprogetti, eliminando la necessità di eseguire manualmente il rebuild di ciascun sottoprogetto.

Per modelli termici complessi, è ora possibile visualizzare rapidamente le temperature massime di tutti i componenti direttamente nel Component Explorer, come alternativa all’utilizzo di numerosi Volume Goal.

Una nuova colonna fornisce la temperatura massima dei solidi senza impatti sulle prestazioni del solver.
I risultati possono essere esportati in Microsoft Excel o elaborati automaticamente tramite Batch Results Processing.

Con l’utilizzo crescente di componenti basati su FMU, è stato introdotto un editor grafico FMU che rende più chiara la visualizzazione delle connessioni, facilitando il mapping tra input e goal e l’interpretazione delle relazioni tra più FMU all’interno dello stesso progetto.

L’automazione delle attività di simulazione continua a essere un’area di forte interesse. EFDAPI, introdotta nella release 2312, è stata ulteriormente estesa in base al feedback degli utenti.

Nuove funzionalità EFDAPI in Simcenter FLOEFD 2512:

• passaggio del riconoscimento geometrico all’approccio Mesh Boolean
• applicazione di una superficie di radiazione di default
• commutazione tra sistemi di coordinate Global e Face

(Il supporto allo scripting Python è disponibile dalla release 2406.)

Per i clienti che utilizzano Xpedition e NX CAD, la collaborazione MCAD-ECAD tramite PCB Exchange è stata ulteriormente migliorata.
È ora possibile configurare una simulazione termica PCB per Simcenter FLOEFD for NX direttamente all’interno del flusso di lavoro PCB Exchange, sfruttando l’elaborazione dei dati PCB tramite EDA Bridge integrato.

L’esportazione XTXML per l’editing dei componenti, introdotta nella release 2506, è stata estesa in Simcenter FLOEFD 2512 anche ai componenti 2R e Network Assembly, consentendo la creazione rapida di librerie di componenti.

Per gli utenti CATIA V5, è ora possibile modificare o creare file XTXML direttamente in Simcenter FLOEFD, come già introdotto nella release 2506 per le altre varianti.

Per ridurre il rischio di perdita dei file EDA gestiti da EDA Bridge, è stata introdotta un’opzione che consente di memorizzarli in modo strutturato rispetto all’assieme principale.
Le opzioni disponibili sono:

1. Model folder – file salvati accanto all’assieme principale (opzione di default)
2. Sub-folder – file salvati in una sottocartella dedicata
3. Specify – percorso personalizzato permanente