Multifísica Integrada
Modelagem multifísica completa: acople fluidos, análise térmica, estruturas e mais em um único ambiente!
Precisão em Escoamentos Complexos
Desde superfícies livres dinâmicas até escoamentos confinados em geometrias complexas com a precisão líder do mercado.
Aplicações Versáteis
Simule desde microfluídos em escala nanométrica até sistemas com quilômetros de extensão.
O FLOW-3D é uma poderosa ferramenta de simulação CFD completa para análise do comportamento dinâmico de líquidos e gases em aplicações industriais complexas. Com modelagem precisa de fenômenos de superfície livre e escoamentos transitórios, o software permite prever padrões complexos de fluxo, turbulência e interfaces multifásicas, ajudando os engenheiros a otimizar projetos hidrodinâmicos e processos industriais, reduzindo custos e aumentando a eficiência produtiva.
TruVOF e Modelagem de Superfície Livre
O FLOW-3D diferencia-se de outros softwares de dinâmica dos fluidos computacional (CFD) no tratamento de superfícies fluidas em movimento. O programa utiliza métodos numéricos especiais para rastrear a localização de superfícies e aplicar as condições de contorno dinâmicas adequadas.
No FLOW-3D, superfícies livres são modeladas com a técnica Volume of Fluid (VOF), originalmente desenvolvida por um grupo de cientistas - incluindo o fundador da Flow Science, Dr. C. W. Hirt, no Laboratório Nacional de Los Alamos.
O FLOW-3D inclui todos os componentes essenciais para o tratamento preciso de superfícies livres, além de aprimoramentos exclusivos que melhoram:
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A precisão das condições de contorno
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O rastreamento de interfaces
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A estabilidade numérica
Essa implementação avançada é denominada TruVOF™.
Malhas Livres: Separação entre Discretização e Construção Geométrica
O FLOW-3D adota uma abordagem única de malha que combina as vantagens de grades retangulares simples com a flexibilidade de malhas deformadas e body-fit. Seus elementos de controle retangulares fixos oferecem:
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Geração simplificada de malhas
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Maior precisão numérica
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Menor consumo de memória
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Aproximações numéricas mais eficientes
Este método é denominado "free-gridding" (malha livre), pois permite alterar independentemente a geometria ou a malha - eliminando a complexidade de criar malhas body-fit ou de elementos finitos tradicionais.
Recursos Avançados:
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Multi-blocos: Malhas vinculadas, aninhadas ou parcialmente sobrepostas para domínios complexos
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Resolução adaptativa: Concentração de elementos nas áreas críticas
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Malhas conformes: Ajuste preciso a geometrias complexas e camadas-limite, superando as limitações de grades retangulares estruturadas
Modelagem de Escoamento em Geometrias Complexas Simplificada com FAVOR™
O FLOW-3D emprega uma técnica exclusiva chamada FAVOR™ (Fractional Area Volume Obstacle Representation), que permite representar geometrias complexas em malhas retangulares. A filosofia do método FAVOR™ baseia-se no princípio de que os algoritmos numéricos usam apenas uma pressão, uma velocidade e uma temperatura média por volume de controle – portanto, seria inconsistente exigir detalhes geométricos excessivos.
Como o FAVOR™ Funciona:
✔ Mantém a simplicidade de elementos retangulares
✔ Representa formas complexas com precisão compatível com as grandezas médias do escoamento
✔ Elimina a necessidade de malhas body-fit complexas
Vantagens Chave:
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Redução de tempo pré-processamento – Geometrias são incorporadas diretamente na malha retangular
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Precisão otimizada – Conservação das propriedades do fluxo mesmo em geometrias intrincadas
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Eficiência computacional – Menor custo de memória sem perda de qualidade na representação geométrica
Simulações Precisas em Qualquer Escala
O FLOW-3D é a ferramenta ideal para quem precisa modelar fenômenos fluidos com precisão, seja em microescala ou em sistemas industriais de grande porte. Com tecnologia avançada, ele permite simular desde o fluxo em microcanais de dispositivos biomédicos até escoamentos turbulentos em aeronaves ou sistemas de energia, tudo na mesma plataforma.
Imagine analisar com o mesmo software:
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Dispositivos microfluídicos, como biochips e laboratórios miniaturizados, onde cada gotícula importa
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Sistemas aeroespaciais, incluindo tanques de combustível e aerodinâmica de veículos
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Processos industriais, como revestimento de superfícies, fabricação de produtos de consumo ou otimização de turbinas
A grande vantagem? O FLOW-3D mantém a precisão independentemente do tamanho do sistema, graças a métodos como TruVOF e FAVOR™, que garantem resultados confiáveis tanto para uma simulação nano quanto para um terreno de centenas de quilômetros.
Seja para reduzir custos em biotecnologia, melhorar a eficiência energética ou acelerar o desenvolvimento de produtos, o FLOW-3D oferece a flexibilidade que engenheiros precisam para inovar sem limites de escala.
Simule condições de fluidos do mundo real. Reduza riscos em projetos multificisos complexos através da modelagem 3D.
Extrusão de Pasta
A simulação de processos complexos de deposição de líquidos pode envolver a interação de diversas físicas, incluindo viscosidade dinâmica, movimento do bico, transferência de calor, mudança de fase e secagem. Esta simulação (bastante complexa) exibida abaixo mostra dois bicos seguindo uma curva de movimento complexa, depositando dois produtos líquidos diferentes que reagem entre si, e o produto é então seco.
Separação Hidrodinâmica de Partículas
Observe nesta simulação microfluídica hidrodinâmica a separação de partículas com base em seus diferentes diâmetros. A técnica explora o princípio de que uma partícula seguirá uma linha de corrente. As partículas menores (em azul) são facilmente direcionadas para o topo da constrição e, na divergência, seguem as linhas de corrente que se movem para cima. Já as partículas maiores (em verde) mantêm seu curso, movendo-se para a parte inferior da constrição. Ao saírem da constrição, essas partículas acompanham as linhas de corrente que divergem para baixo.
Abastecimento de Combustível
A simulação com FLOW-3D ilustra como o design de tanques de combustível, com um tubo de ventilação secundário, previne desligamentos prematuros e problemas como trepidação, vazamentos e incêndios durante o reabastecimento. A análise mono ou multifluídica considera a compressibilidade do vapor e o fluxo do combustível, otimizando o processo de enchimento, como visualizado nos contornos de velocidade e fração de volume na animação.
Geração de Gotículas em Meio Poroso
O novo modelo de fonte de gotículas/bolhas permite a emissão de gotículas ou bolhas esféricas em intervalos definidos a partir de uma fonte pontual. Essa fonte pode ser estacionária ou ter seu movimento definido de forma tabular. A velocidade inicial da gotícula ou bolha também pode ser definida em três dimensões. Todos os modelos físicos são compatíveis com essa funcionalidade, possibilitando a simulação de aplicações como fluxo em meio poroso, evaporação/solidificação e tensão superficial. Neste exemplo, uma fonte de gotículas se move em um padrão circular enquanto ejeta gotículas para baixo a uma velocidade de 10 m/s em um meio poroso, criando um design em formato de anel.
Controle Ativo de Simulação - Mixer
O controle ativo de simulação pode ser aplicado a simulações de mistura para controlar o ligamento/desligamento do enchimento e o movimento do misturador. Esta simulação, utilizando o recurso de Controle Ativo de Simulação, mostra a concentração de corante no fluido à medida que o recipiente é preenchido e, em seguida, misturado. A simulação exibe a evolução do perfil de fluxo do volume de fluido sob circulação, induzida por um misturador mecânico que gira dentro do fluido. Com o tempo, o perfil do fluido atinge um estado parcialmente estável (se a simulação fosse executada por mais tempo, um perfil parabólico seria esperado).
Simulação de Injeção de Cera - Análise PQ²
Sistemas hidráulicos utilizados na manufatura podem ser modelados utilizando curvas PQ². Frequentemente, uma simplificação conveniente é aproximar o sistema hidráulico usando uma fonte de massa-momento ou uma condição de contorno de velocidade para evitar os detalhes do dispositivo e incluir seu impacto no fluxo. A Flow Science expandiu nosso modelo de análise PQ² existente para permitir esse tipo de simplificação geométrica, mantendo resultados realistas. Isso se traduz em uma redução no tempo de simulação e na complexidade do modelo.
Água Fervente
Esta simulação demonstra a análise de dois fluidos (ar e água) com transferência de calor de um contorno sólido para o fluido. A nucleação de bolhas de gás é capturada na interface fluido-contorno, e a energia térmica é transportada pelas bolhas de gás até a superfície da água. Parte da energia térmica é liberada para o ar acima do fluido quando as bolhas atingem a superfície (ebulição do fluido), e parte da energia é transferida para o fluido, aumentando a temperatura da água perto da superfície. O FLOW-3D oferece uma plataforma de simulação CFD completa e versátil para engenheiros que investigam o comportamento dinâmico de líquidos e gases em uma ampla gama de aplicações industriais e processos físicos.
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