A atualização mais recente do Simcenter STAR-CCM+ 2502 traz melhorias essenciais em vários domínios, com foco em aumentar a velocidade da simulação, aprimorar a precisão do modelo e melhorar a integração em diferentes disciplinas de engenharia. Os principais avanços incluem uma tecnologia de movimento de malha eficiente para mover objetos, gerenciamento térmico de veículos mais rápido e simulações aerodinâmicas, troca de dados simplificada para E-machines e métodos sofisticados para modelar com precisão o início da fuga térmica da bateria, corrosão e comportamento complexo de fluidos não newtonianos. Esses desenvolvimentos são projetados para ajudar você a acelerar os ciclos de desenvolvimento, otimizar o desempenho do produto e facilitar a colaboração entre equipes, impulsionando, em última análise, a inovação e a eficiência em seus projetos.
Simulações de segurança de bateria aprimoradas
Os fabricantes de baterias enfrentam o desafio crítico de garantir a segurança, particularmente o risco de fuga térmica durante curtos-circuitos ou outras falhas. Ferramentas de modelagem tradicionais têm lutado para prever com precisão essas complexas reações químicas e eletroquímicas.
Para resolver isso, a versão mais recente do Simcenter STAR-CCM+ 2502 apresenta o “Modelo de Química Complexa Multifásica Homogênea”, projetado para fornecer uma simulação detalhada dos comportamentos das células da bateria em condições adversas. Embora seja um modelo geral, o modelo de química complexa multifásica homogênea pode permitir que os projetistas modelem explicitamente as reações fundamentais que são acionadas durante um evento de fuga térmica, fornecendo insights detalhados sobre a resposta eletroquímica e térmica a um curto-circuito ou incidente de penetração de prego em uma bateria. Isso permite que os engenheiros obtenham insights mais profundos e projetem baterias com altos graus de segurança sem o custo de testes físicos. Essa capacidade aprimorada ajuda, em última análise, a prevenir acidentes, aumentar a confiança do consumidor e cumprir com regulamentações de segurança rigorosas.
Análise avançada de corrosão
A corrosão é um problema generalizado em muitos setores, levando a custos significativos de manutenção e tempo de inatividade do equipamento. As ferramentas de análise tradicionais geralmente falham em prever o início e a progressão da corrosão de forma eficaz, levando a falhas inesperadas. O Simcenter STAR-CCM+ 2502 integra o banco de dados Corrosion Djinn da Corrdesa para análise avançada de corrosão. Dados de polarização de alta qualidade descrevem a relação entre a queda de potencial na interface do material e a corrente elétrica específica e são entradas importantes para o solver de Potencial Eletrodinâmico do Simcenter STAR-CCM+. O banco de dados de materiais Corrosion Djinn da Corrdesa hospeda a coleta de dados, incluindo polarização de superfície, derivada por meio de quantificação experimental rigorosa.
Este recurso oferece aos engenheiros ferramentas robustas para simular e prever corrosão sob várias condições ambientais, usando dados de alta fidelidade. Como resultado, as indústrias podem projetar proativamente problemas potenciais de corrosão, estender a vida útil do equipamento e reduzir significativamente os custos de manutenção.
Modelagem precisa de fluidos complexos
Na indústria de processamento de alimentos, prever com precisão o comportamento de fluidos complexos, como maionese, que exibem características não newtonianas, apresenta desafios significativos. Esses fluidos podem se comportar como um sólido em níveis de tensão de cisalhamento mais baixos antes de se moverem como um fluido em níveis de tensão elevados. Esse comportamento está complicando os processos de produção e o controle de qualidade. Em resposta, o Simcenter STAR-CCM+ 2502 introduz Modelos de Fluidos Não-Newtonianos Generalizados, a saber, Limite de Tensão de Escoamento e Viscosidade de Escoamento para leis Cross e Carreau-Yasuda Não-Newtonianas. Esses modelos avançados de viscosidade capturam os comportamentos intrincados desses fluidos Bingham complexos sob tensão com mais precisão do que nunca.
Ao simular o comportamento desses fluidos, os engenheiros podem prever com precisão como eles agirão no mundo real, otimizando assim os processos de fabricação e envase.
Cobertura de pulverização uniforme para várias aplicações
Alcançar uma cobertura de pulverização uniforme é essencial em indústrias que vão da agricultura à fabricação automotiva, onde afeta tudo, desde a produção agrícola até o acabamento da pintura. A variabilidade neste processo pode levar à ineficiência e ao desperdício, representando um desafio logístico substancial. Em muitos desses casos, o injetor de bico de leque plano fornece um padrão de pulverização uniforme e plano de uma fina folha de líquido em forma de leque. Na agricultura, os bicos de leque plano são, por exemplo, essenciais para fornecer cobertura de pulverização uniforme em aplicações aéreas de pesticidas. Da mesma forma, esses tipos de injetores são usados para limpeza e desengorduramento, revestimento e pintura, resfriamento e umidificação, lubrificação, tratamento de superfície e controle de poeira.
O modelo Flat Fan Nozzle Injector no Simcenter STAR-CCM+ 2502 facilita a configuração rápida e fácil desses injetores. Resultados precisos são obtidos pelo método Linear Instability Sheet Atomization (LISA). Essa tecnologia garante aplicação uniforme em operações variadas, melhorando a utilização de recursos e a eficiência do processo. Em última análise, isso leva a reduções em desperdício e custos, contribuindo para práticas de produção mais sustentáveis e ecologicamente corretas.
Otimização mais rápida baseada em adjuntos
Métodos de otimização adjunta dependem de uma série de simulações múltiplas, nas quais o solver adjunto é executado em cada etapa. Considerando que o solver adjunto é muito caro em termos de recursos computacionais, esses estudos de otimização facilmente atingem o limite de viabilidade.
As melhorias algorítmicas feitas no Simcenter STAR-CCM+ 2502 para o solver adjunto com discretização de segunda ordem melhoram drasticamente a taxa de convergência, reduzindo significativamente o tempo total de retorno. Além disso, essa melhoria reduz a necessidade de retornar à discretização adjunta de primeira ordem para uma convergência robusta, melhorando assim a precisão das sensibilidades adjuntas computadas.
O tempo de simulação reduzido e os resultados de maior qualidade permitem que os engenheiros explorem e realizem projetos ideais de forma muito mais eficiente e eficaz.
Simulações rápidas e escaláveis de objetos em movimento
Muitas aplicações, como imersão em tinta e enchimento de garrafas, envolvem o movimento de um corpo sólido que afeta o movimento de um fluido. Para capturar o movimento, a abordagem de malha overset oferece flexibilidade e precisão ao utilizar uma malha de fundo combinada com uma malha móvel ajustada ao corpo. Essa configuração garante alta qualidade de malha perto dos limites de objetos em movimento, levando a resultados precisos.
No entanto, essa precisão tem o custo de maior complexidade, o que resulta em maiores despesas computacionais e dimensionamento abaixo do ideal.
A nova abordagem Virtual Body, disponível na nova versão do Simcenter STAR-CCM+ 2502, elimina a necessidade de duas malhas separadas e oferece uma alternativa mais econômica, escalável e fácil de configurar em comparação com o método overset para diversas aplicações validadas. Além disso, também proporciona uma solução mais estável em cenários que envolvem espaços estreitos.
Simulações de malha deslizante mais rápidas em GPUs e CPUs
Muitas aplicações, como aerodinâmica externa de veículos com rodas giratórias, exigem movimento de corpo rígido (RBM) para capturar fenômenos de fluxo transitórios e instáveis. Isso emprega as interfaces de malha deslizante, também conhecidas como interfaces não conformes. Tradicionalmente, em tais cenários, a interseção da interface é realizada em cada passo de tempo. Devido à complexidade do algoritmo intersetorial e seu alto requisito de dados de interface, o desempenho das malhas deslizantes quando implantadas em grandes contagens de núcleos ou usadas com GPUs foi restrito.
Caso (contagem de células) | Tempo total de simulação (min) Sem cachê | Tempo total de simulação (min) Cachê | Número de CPU/GPUs | Acelerar |
Caso 1 (120 M) | 165,6 | 149,8 | 8 GPUs A100 | 10% |
Caso 2 (150 M) | 223 | 187,4 | 8 GPUs A100 | 16% |
Caso 3 (38 M) | 862 | 470 | 8 GPUs A100 | 45% |
Caso 4 (140 M) | 13 horas | 10,5 horas | 16 GPUs V100 | 19% |
Caso 5 (136 M) | 50,7 horas | 44,9 horas | 1600 núcleos | 12% |
A nova estratégia de cachê de interface de limite disponível na nova versão do Simcenter STAR-CCM+ 2502 permite que os dados da interface sejam calculados apenas uma vez e reutilizados para as etapas de tempo subsequentes, reduzindo significativamente o tempo de simulação de malha deslizante em CPUs e GPUs.
Simulações mais rápidas de gerenciamento térmico de veículos em GPUs
A indústria automotiva é constantemente pressionada a aumentar a eficiência energética enquanto gerencia o calor gerado durante a operação, um aspecto desafiador do design de veículos. Ao mesmo tempo, os benefícios das GPUs para resolver simulações de CFD de forma mais rápida e eficiente em termos de energia são inquestionáveis.
Com o Simcenter STAR-CCM+ 2502, será ampliado ainda mais a gama de aplicações de gerenciamento térmico que você pode realizar em CPUs e GPUs por meio da adaptação de mais solvers nativos para GPU. O novo método GPU-native Actual Flow Dual Stream Heat Exchanger aproveita a aceleração da GPU para executar simulações complexas de VTM.
Outras aplicações incluem simulações CHT mais rápidas de faróis, utilizando os solvers de energia segregado e acoplado nativos para GPU em regiões de casca sólida, além de análises mais rápidas de Baterias CHT e resfriamento de eletrônicos, graças aos métodos de propriedades de materiais ortotrópico, anisotrópico e transversamente isotrópico nativos para GPU.
Isso aumentará seu rendimento e opções de hardware, enquanto uma arquitetura de solver unificada para CPU e GPU garante resultados consistentes. Como resultado, você poderá realizar mais simulações de gerenciamento térmico em menos tempo, aumentando a produtividade e acelerando os ciclos de desenvolvimento.
Automação nativa de fluxos de trabalho avançados de aerodinâmica e turbomaquinaria
Simulações complexas envolvendo múltiplos fenômenos físicos ou estágios operacionais variados podem ser trabalhosas de configurar, frequentemente exigindo scripts e configurações intrincados. O recurso Stages dentro do Simcenter STAR-CCM+ simplifica esse processo. Ele fornece uma interface amigável para definir e gerenciar estágios de simulação, reduzindo o tempo de configuração e permitindo que os engenheiros se concentrem mais na análise e menos na configuração.
Com o Simcenter STAR-CCM+ 2502 estágios tornam-se disponíveis para uma gama ainda mais estendida de aplicações: com o suporte de modelos de equilíbrio harmônico e turbulência de equilíbrio harmônico, você pode lidar com fluxos de trabalho de simulação de turbomáquinas com facilidade. O suporte de estágios para Moving Reference Frame e Rigid Body Motion simplifica os fluxos de trabalho com uma mudança de estado estável para transitório, como aerodinâmica externa com peças rotativas.
O método Stages não apenas acelera o fluxo de trabalho da simulação, mas também aumenta significativamente a produtividade e atenua potenciais erros de configuração.
Troca de dados simplificada para projeto de máquinas eletrônicas
A colaboração entre projetistas de máquinas elétricas e engenheiros de dinâmica de fluidos computacional é frequentemente dificultada por formatos e sistemas de dados incompatíveis. O formato “Simcenter Data Exchange (SCDX)”, recentemente implementado no Simcenter STAR-CCM+ 2502, resolve esses problemas garantindo uma transferência de dados suave e eficiente entre diferentes ferramentas de software e equipes. Essa capacidade de integração facilita um fluxo de trabalho mais coeso, reduzindo erros e permitindo uma conclusão mais rápida do projeto por meio de colaboração aprimorada.
Esses são apenas alguns destaques do Simcenter STAR-CCM+ 2502. Esses recursos permitirão que você projete produtos melhores mais rápido do que nunca, transformando a complexidade da engenharia atual em uma vantagem competitiva.
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Para aproveitar ao máximo o Simcenter X HPC, com o lançamento do Simcenter STAR-CCM+ 2502, você terá acesso imediato à versão mais recente. Junto com a 2502, várias versões do Simcenter STAR-CCM+ agora estão disponíveis no Simcenter X HPC, incluindo as versões anteriores 2410, 2406, 2306. Use clusters de tamanhos de 100s a 1000s de núcleos, instantaneamente com alguns cliques.
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