Entenda tudo sobre a Análise Computacional Fluidodinâmica

A análise de dinâmica dos fluidos computacional (Computational Fluid Dynamics – CFD) é uma das mais importantes subáreas da engenharia computacional aplicada, uma vez que permite a análise do escoamento de fluidos, de transferência de calor e de outros fenômenos relacionados. As ferramentas de CFD fazem uso, em sua grande maioria, do Método de Volumes Finitos para a solução das equações governantes, que em conjunto são conhecidas como equações de Navier-Stokes.

As ferramentas de análise fluidodinâmica permitem a importação, modificação e preparação rápida e fácil de geometrias CAD, que são discretizadas em domínios computacionais ou malhas utilizando elementos de volume. Os cálculos numéricos são então realizados nos vértices dos elementos, ou nós, para posterior interpolação dos valores. Assim, pode-se visualizar resultados associados ao campo de velocidade, pressão, temperatura, densidade, entre outros, além das forças de arrasto e sustentação, que são particulares de algumas aplicações.

Um estudo realizado pela Resolved Analytics, empresa americana de serviços de análise fluidodinâmica computacional, demonstrou que o maior número de aplicações de CFD em processos industriais e de desenvolvimento de produto resulta do setor automotivo, sendo seguido por outros como energia e aeroespacial. Além disso, em abordagem geográfica, a utilização de softwares de CFD no Brasil representa apenas 2% do uso mundial, o que indica que essa tecnologia ainda não é explorada significativamente no país, de modo que as empresas brasileiras que fazem uso dessa ferramenta dispõem de um diferencial no mercado.

Alguns softwares de simulação de CFD possuem acoplado o Método de Elementos Discretos (Discrete Element Method – DEM), que permite a análise do movimento de partículas. Em problemas de engenharia que envolvem misturas e particulados, a compreensão do comportamento do fluxo granular fornece insights valiosos sobre as possíveis alterações do produto, processo ou sistema, a fim de otimizá-lo. Em análises DEM-CFD é possível simular colisões entre as partículas, trocas de calor e reações químicas.

Assim, as ferramentas de engenharia assistida por computador que são aplicáveis a problemas de CFD permitem verificar a eficiência de processos e produtos virtualmente, atestando a velocidade do escoamento, possíveis zonas de estagnação de partículas, entre outros fatores, reduzindo a quantidade de protótipos físicos e ensaios em túnel de vento, que são caros e escassos no país.

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