Dinámica de Fluidos Computacional - Simulación CFD

Dinámica de Fluidos Computacional - Velocidad de fluido

Mediante la Dinámica de Fluidos Computacional podemos describir con gran precisión procesos de flujo de fluidos y los diseños de ingeniería. Mediante la simulación CFD Se puede modelar la mayoría de los aspectos del flujo de fluidos, incluidos los fluidos compresibles, no isotérmicos, no newtonianos, multifásicos y porosos, todo en los regímenes de flujo laminar y turbulento.

Extraiga datos precisos y descriptivos con simulación de Dinámica de Fluidos Computacional - Calcule propiedades intrínsecas al flujo de fluido, tales como: patrones de flujo; pérdidas de presión; fuerzas sobre objetos sujetos a flujo, arrastre y levantamiento; distribución de temperatura; y variaciones en la composición del fluido en un sistema.

El flujo es una parte integral de muchos procesos y aplicaciones diferentes, y debe entenderse y optimizarse a menudo con respecto a cómo afecta a otros procesos. El enfriamiento efectivo del disco duro de una computadora, la dispersión de energía dentro de la película de amortiguación de un acelerómetro y el transporte de especies a través de las diferentes partes de un reactor químico son ejemplos en los que el flujo de fluido contribuye a un proceso descrito por otros fenómenos físicos. Sin embargo, en realidad, el calor que emana de los dispositivos electrónicos afecta la densidad del fluido. La elasticidad del acelerómetro impone una oscilación en el flujo, y las reacciones cambian la composición química y potencialmente la presión de conducción del fluido fluye. Esto significa que también debe incluir sus efectos para una descripción completamente precisa del proceso general.

Dinámica de Fluidos Computacional en Flujo de Tubería (Pipe Flow)

En este análisis de ingeniería, se obtiene el flujo completamente desarrollado en redes de tuberías 2D y 3D que utilizan elementos de borde, con un componentede velocidad promedio tangencial a lo largo de los bordes, para describir las secciones de tubería. Puede considerar las propiedades de CFD (dinámica de fluidos computacionales) de una determinada unidad dentro de una red completa de tuberías, y ajustar las condiciones de funcionamiento de ambas en conexión entre sí. Así mismo puede analizar escenarios donde el fluido deforma una estructura, y donde la reacción de esta estructura a su deformación a su vez influye en el flujo de fluido.

Dinámica de Fluidos Computacional para cualquier tipo de flujo

Estos análisis independientes definen la conservación de las ecuaciones de momento, masa y energía que describen el flujo de fluidos, teniendo en cuenta la contribución de los acoplamientos multifísicos a otras físicas. Además, formulan una forma estabilizada de estas ecuaciones, que puede ser utilizada para crear una discretización de elementos finitos para el espacio y diferencias finitas para derivadas temporales para problemas estacionarios o dependientes del tiempo. Este análisis puede realizarse para los siguientes tipos de flujo de fluidos:

Flujo monofásico:

Mediante la Dinámica de Fluidos Computacional se resuelve variaciones múltiples de las ecuaciones de Navier-Stokes para modelar flujos en todos los regímenes de velocidad. Esto incluye el modelado de fluidos de baja velocidad, o flujo progresivo (flujo de Stokes), flujo laminar y débilmente compresible y flujo turbulento.

Flujo no isotérmico:

Las fuerzas de flotación inducidas térmicamente se consideran por defecto en los flujos laminar y turbulento cuando se acoplan a la transferencia de calor.

Flujo compresible:

Dinámica de Fluidos Computacional permite modelar fluidos compresibles para números Mach superiores a 0.3, donde las variaciones de temperatura causadas por la transferencia de calor, el trabajo de compresión o el trabajo realizado por fuerzas de fricción producen efectos de compresibilidad significativos, como por ejemplo choques. Ayudando enormemente a resolver las ondas de choque y áreas de gran cambio en el perfil de flujo de fluido.

Flujo bifásico:

Modelar el flujo de dos fases: Dinámica de Fluidos Computacional utiliza los métodos Fase de Campo y Nivel Establecido. Así mismo con la simulación por medio de Dinámica de Fluidos Computacional también se incluye interfaces físicas para modelos de flujo de fluido bifásico dispersos para describir flujos que contienen suspensiones de muchas partículas, gotas o burbujas a través de los métodos de Bubbly Flow, Mixture Model y Euler-Euler Model. Este último método maneja altas concentraciones de burbujas que colisionan con frecuencia y contienen variaciones significativas en la velocidad relativa entre las fases.

Flujo de medios poroso:

Con Dinámica de Fluidos Computacional, también puede modelar el transporte de fluidos monofásicos y bifásicos en medios porosos, utilizando la Ley de Darcy y la extensión de Brinkman a la Ley de Darcy. La Ley de Darcy es apropiada para medios porosos donde los poros son lo suficientemente pequeños como para negar los efectos viscosos, de modo que el flujo es impulsado por una diferencia de presión, mientras que las ecuaciones de Brinkman incluyen términos que dan cuenta de los efectos viscosos. También existe una condición interna que permite modelar la interfaz entre el flujo de fluido de canal libre y los medios porosos.

Maquinaria rotativa:

Para describir las piezas giratorias que cambian dinámicamente la geometría, como las paletas en un mezclador o aletas en una hélice que gira en un dominio de fluido. CFD en Interfaz de rotor congelado aproxima la rotación al incluir términos adicionales en las ecuaciones de flujo de fluido en lugar de cambiar la geometría durante la simulación. CFD en Interfaz para Swirl Flow para modelar flujos giratorios. En donde se incluye un componente de velocidad de remolino fuera del plano para modelos axisimétricos que producen un vector de velocidad tridimensional definido en una geometría 2D.

Flujo de película delgada:

Dinámica de Fluidos Computacional del flujo de líquidos o gases confinados en capas delgadas entre dos superficies, o en una superficie, por ejemplo para modelar la lubricación.

Flujo no newtoniano:

La Dinámica de Fluidos Computacional también sirve para describir la viscosidad y velocidad de cizallamiento del polímero y otros fluidos no newtonianos; por ejemplo, definir modelos viscoelásticos. Pueden utilizarse para modelar cambios grandes o repentinos en las propiedades del fluido; por ejemplo, para describir fluidos Bingham.

Flujo a través de pantallas finas:

Los procesos de modelado que incluyen placas perforadas, rejillas y gasas de alambre. Esto incluye correlaciones para refracción y coeficientes de resistencia que consideran los efectos del flujo a través de una pantalla, y antes y después de una pantalla para flujo laminar o turbulento.

Flujo de fluido y transferencia de calor:

Dinámica de Fluidos Computacional para la transferencia de calor conjugada que sirve para describir la transferencia de calor totalmente acoplada en sólidos y fluidos, incluido el flujo de fluido laminar y turbulento. Por defecto, esto resuelve el flujo no isotérmico y puede acoplarse a cualquier otro análisis físico que incluya temperatura, como interfaces para la radiación de superficie a superficie, calentamiento Joule y calor de reacciones en las interfaces de transporte de especies químicas. Además, el análisis de la transferencia de calor en medios porosos combina la conducción en la matriz sólida con la conducción y la convección en la fase fluida a la vez que toman en cuenta la trayectoria tortuosa que toma el fluido y la dispersión de calor que esto conlleva.

Flujo reactivo:

Análisis que combina el flujo laminar y turbulento para el transporte de especies químicas en soluciones diluidas y concentradas.

La Dinámica de Fluidos Computacional es muy versátil y moldeable por lo que permite definir las propiedades físicas utilizando sus propias funciones para describir la influencia de la composición, la temperatura, la velocidad de corte o cualquier otra variable del modelo. También es posible definir las condiciones de frontera y los términos de fuente o sumidero que son funciones de las variables modeladas o de esa pareja con otras físicas.

Además de especificar las condiciones de límite de Deslizamiento & Sin-Deslizamiento, también puede analizar paredes para simular las condiciones de Deslizamiento & Muro móvil, así como muros que son Fugas o Abiertos, donde se supone que el fluido tiene su propio límite libre. Las funciones de pared y sus parámetros de ajuste relevantes se pueden definir para modelos turbulentos. Para entradas y salidas, se puede analizar un perfil de velocidad o de velocidad junto con condiciones de Presión, Esfuerzos o Flujo Masivo, así como una condición de límite de Flujo Periódico que vincula el Flujo de Salida de un límite a la entrada de otro.


Dinámica de Fluidos Computacional | Flujo de Temperaturas


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