Simulación Numérica Multifísica

Simulación Concentración de oxígeno y combustible

¡Comprender, predecir y optimizar diseños de ingeniería, basados en cualquier fenómeno físico! Con este análisis es posible investigar los efectos de calentamiento y enfriamiento en dispositivos, componentes o procesos. Se puede estudiar los efectos de transferencia de calor por medio de conducción, convección y radiación que estén interactuando con otras ramas de ingeniería como, mecánica estructural, dinámica de fluidos, electromagnetismo y reacciones químicas. Se puede investigar la creación, consumo o transferencia de calor o energía que llegan a tomar lugar dentro de los procesos.

Optimización y verificación de dispositivos y procesos del mundo real con simulación

Simulación de diseños, dispositivos y procesos en todos los campos de la ingeniería, la fabricación y la investigación científica, abarcando todos los pasos del flujo de trabajo de modelado, desde la definición de geometrías, propiedades del material y la física que describe fenómenos específicos hasta modelos de resolución y pos procesamiento para producir resultados precisos y confiables.

La simulación numérica multifísica proporciona resultados precisos

  • El éxito de las simulaciones de ingeniería es desarrollar modelos validados experimentalmente que reemplacen el uso de experimentos y prototipos solos, y que den una comprensión más profunda del diseño o proceso estudiado. En comparación con ejecutar métodos experimentales o probar prototipos, la simulación permite una optimización más rápida, a menudo más eficiente y precisa de procesos y dispositivos.
  • La simulación te permite ser creativo de una manera que es imposible o mucho más difícil con los enfoques tradicionales, gracias a la capacidad de acoplar cualquier número de fenómenos físicos e ingresar descripciones de física definidas.
  • Los modelos de multifísica precisos consideran una amplia gama de posibles condiciones operativas y efectos físicos. Esto hace posible el uso de modelos para comprender, diseñar y optimizar procesos y dispositivos para condiciones operativas realistas.

Fenómenos Físicos y Materiales que se pueden simular


  • Electromagnétismo
  • Mecánica estructural
  • Acústica
  • Flujo de fluidos
  • Transferencia de calor y reacciones químicas
  • Corrientes eléctricas
  • Electrostática
  • Transferencia de calor en sólidos y fluidos
  • Calefacción por efecto Joule

  • Flujo laminar
  • Acústica de presión
  • Mecánica de sólidos
  • Transporte de especies diluidas
  • Materiales isotrópicos y anisotrópicos
  • Materiales discontinuos
  • Materiales espacialmente variables
  • Materiales variables en el tiempo
  • Propiedades no lineales del material en función de cualquier cantidad física

Transparencia y flexibilidad mediante modelado basado en ecuaciones

Personalización de propias definiciones de modelo basadas en ecuaciones matemáticas con la finalidad de simular fenómenos multifísicos.

Ejemplos de funciones de modelado:


  • PDE en la forma débil
  • Métodos arbitrarios lagrangianos-eulerianos (ALE) para formular geometría deformada y problemas de malla móvil
  • Ecuaciones algebraicas
  • ODEs
  • Ecuaciones algebraicas diferenciales (DAE)
  • Análisis de sensibilidad (optimización disponible con el Módulo de optimización adicional)
  • Cálculo de coordenadas curvilíneas

Simulación Numérica en Ingeniería Química

  • CORROSIÓN
  • REACCIÓN QUÍMICA
  • BATERÍAS Y CÉLULAS DE COMBUSTIBLE
  • ELECTRODEPOSICIÓN
  • ELECTROQUÍMICA
Simulación Numérica - Corrosión en vehículos marítimos
Potencial electrolito en el casco de un barco.

Simulación Numérica de los Efectos Extendidos de la Corrosión Electroquímica

La corrosión le cuesta al mundo más de $ 1 billón por año. La mayoría de la corrosión se produce debido a procesos de reacción electroquímica que tienen lugar bajo el agua y en ambientes húmedos. Simular corrosión permite a los ingenieros y científicos investigar estos procesos, comprender en qué medida puede producirse corrosión durante la vida útil de una estructura e implementar medidas preventivas para inhibir la corrosión electroquímica, a fin de proteger sus estructuras. Se puede simular la corrosión a micro escala con el fin de investigar los mecanismos fundamentales, y en escalas más grandes para determinar cómo proteger las estructuras masivas o de largo alcance de la corrosión. El impacto que la corrosión puede tener en una estructura a lo largo del tiempo puede ser francamente catastrófico. Como la corrosión elimina el material de una estructura, puede comprometer su integridad estructural.

Simulación Numérica - Combustión de hornos y hornillas
Simulación de combustión turbulenta en un quemador de chorro redondo.

Simulación Numérica de balanza de masa y energía:

La optimización de reactores químicos, equipos de filtración, mezcladores y otros procesos. Simular el transporte de material y la transferencia de calor junto con la cinética química arbitraria en todo tipo de entornos (gases, líquidos, medios porosos, en superficies y dentro de fases sólidas) o combinaciones de todos estos. Esto lo hace perfecto para todas las facetas de las industrias químicas y de procesos, e incluso dentro de la ingeniería ambiental donde la "unidad de proceso" o "reactor químico" es el entorno que lo rodea.

Simulación Numérica en Baterías
Temperatura en una batería de iones de litio.

Simulación Numérica en diseños de batería y pila de combustible:

Las baterías y celdas de combustible cada vez más se necesita que funcionen en entornos más desafiantes, con mayores densidades de energía o eficiencias de potencia, a lo largo de vidas más largas. Estos requisitos ejercen más presión sobre estas industrias, y el modelado y la simulación se están convirtiendo rápidamente en una de las herramientas necesarias para desarrollar, diseñar, optimizar y garantizar la calidad y la seguridad de las baterías y las pilas de combustible durante el funcionamiento. Ejemplos de sistemas que pueden estudiarse incluyen baterías de plomo-ácido, baterías de iones de litio, baterías de hidruro metálico de níquel, pilas de combustible de óxido sólido (SOFC), pilas de combustible de metanol directo (DMFC) y pilas de combustible de membrana de intercambio de protones (PEMFC).

Simulación Numérica de la electroposición en circuitos electrónicos
Los efectos de mover la frontera en la aplicación de electrodeposición de cobre en tarjetas de circuitos.

Simulación Numérica y control de procesos de electrodeposición:

El modelado y las simulaciones son métodos rentables para comprender, optimizar y controlar los procesos de electrodeposición. Una simulación típica produce la distribución de corriente en la superficie de los electrodos y el grosor y la composición de la capa depositada. Las simulaciones se utilizan para estudiar parámetros importantes como la geometría de la celda, la composición de electrolitos, la cinética de reacción de los electrodos, los voltajes y las corrientes de funcionamiento, así como los efectos de la temperatura. Con información sobre estos parámetros, puede optimizar las condiciones de funcionamiento de las celdas electroquímicas y la colocación y diseño de máscaras, y garantizar la calidad de sus superficies, al tiempo que minimiza las pérdidas de materiales y energía.

Simulación Numérica de la Distribución de corrientes en circuitos electrónicos
Distribución de corriente en una de celda cloro-alcalina.

Simulación Numérica de Electroanálisis, Electrólisis y Electrodiálisis:

Amplía las posibilidades en el diseño, la comprensión y la optimización de los sistemas electroquímicos a través de una simulación. Ofrece un beneficio significativo para los investigadores en el laboratorio o para el ingeniero electroquímico industrial. El modelado de mecanismos de reacción electroquímica, transporte de masa y distribuciones de densidad de corriente permiten una simulación eficiente para aplicaciones que incluyen electrólisis, electrodiálisis, electroanálisis, sensores electroquímicos y bioelectroquímica.

Simulación Numérica en Electromagnetismo

  • AC / DC
  • ÓPTICA DE ONDA
  • ÓPTICA DE RAYOS
  • SEMICONDUCTOR
Simulación Numérica de Amortiguación Magnética
Amortiguación Magnética.

Simulación Numérica Electromagnética Estática y de Baja Frecuencia:

Modelado de condensadores, inductores, aislantes, bobinas, motores y sensores. Simulación de campos eléctricos, magnéticos y electromagnéticos en aplicaciones estáticas y de baja frecuencia. Las aplicaciones típicas incluyen condensadores, inductores, aisladores, bobinas, motores, actuadores y sensores, con herramientas dedicadas para extraer parámetros como resistencia, capacitancia, inductancia, impedancia, fuerza y par.

Simulación Numérica de Óptica de Onda
Nanosfera de Dispersión.

Simulación Numérica para dispositivos micro y nano-ópticos:

Herramientas dentro del simulador para la propagación de ondas electromagnéticas en medios ópticos lineales y no lineales para la simulación precisa de componentes y la optimización del diseño óptico. Se puede modelar simulaciones de ondas electromagnéticas de alta frecuencia en dominio de frecuencia o tiempo en estructuras ópticas. Se pueden modelar materiales no homogéneos y completamente aniso trópicos, y medios ópticos con ganancias o pérdidas. Varias formulaciones 2D y 3D para el análisis de modo de frecuencia propia, la simulación electromagnética en el dominio de la frecuencia y el dominio del tiempo. Puede calcular, visualizar y analizar sus fenómenos utilizando herramientas de pos procesamiento, como el cálculo de los coeficientes de transmisión y reflexión.

Simulación Numérica de óptica de rayos
Plato Paraboloidal concentrando energía solar.

Simulación Numérica de rayos en sistemas ópticamente grandes:

Cálculo de trayectorias de rayos. Las ondas electromagnéticas se tratan como rayos que pueden propagarse a través de medios homogéneos o graduales. Los rayos también pueden sufrir reflexión y refracción en las fronteras que atraviesan entre los diferentes medios.

Simulación Numérica en semiconductores
Transistor MOS - Voltaje de compuerta (encendiendo el dispositivo) & Corriente de saturación.

Simulación Numérica de los dispositivos semiconductores en el nivel fundamental:

Simulación de semiconductores y dispositivos opto electrónicos de física. Análisis de la operación de dispositivos semiconductores en el nivel de física fundamental. Es útil para simular una gama de dispositivos prácticos, incluidos transistores bipolares, transistores de efecto de campo semiconductores de metal (MESFET), transistores de efecto de campo semiconductores de óxido de metal (MOSFET), transistores bipolares de puerta aislada (IGBT), diodos Schottky , y uniones PN, utilizando las ecuaciones de deriva-difusión y modelos de transporte isotérmicos o no isotérmicos. También se pueden simular sistemas confinados cuánticos como pozos cuánticos, cables y puntos por medio de la Ecuación de Schrödinger.

Simulación Numérica | Corrosión


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