Fluidodinâmica computacional: Como aplicar o CFD na minha empresa?

Publicamos recentemente um post sobre as aplicações do Método dos Elementos Finitos na prática (leia-o clicando aqui). Hoje falaremos um pouco mais de outra maneira de inovar utilizando a simulação computacional: a fluidodinâmica computacional! 

A fluidodinâmica computacional, conhecida também como CFD, é a área da Engenharia dedicada a utilizar métodos numéricos para a resolução de problemas que envolvam o movimento de fluidos, interação entre fluidos e a transferência de calor. 

É por meio dela que podemos prever, dentro de um domínio, os campos de velocidades, de concentração, temperaturas e zonas de turbulência que possam vir a aparecer – tudo isso baseado nos princípios de conservação de massa e energia. Com essas previsões, os engenheiros podem analisar um produtos e extrair suas propriedades aerodinâmicas se o fluido em questão for o ar, hidrodinâmicas se o fluido for a água ou fluidodinâmicas se for um fluido genérico.

Os cálculos por trás da fluidodinâmica computacional (CFD)

A modelagem central de problemas envolvendo a fluidodinâmica computacional reside nas equações de Navier-Stokes: formulações matemáticas que descrevem o movimento de domínios fluido-viscosos. Essas equações formam a base dos estudos de Mecânica e Dinâmica dos fluidos, mas sua solução analítica ainda não foi completamente determinada. (Existe até um prêmio de US$ 1 mi para quem conseguir avançar nesse campo de estudos¹) 

 

Devido à isso, para problemas mais complexos como modelagem de sistemas climáticos, determinação de sustentação de uma asa, planejamento e gestão de recursos hídricos, emissão de poluentes, a fluidodinâmica computacional (CFD) aparece como uma ferramenta útil e viável.

Parece complicado. Então, por que usar o CFD?

Por mais que esse monte de equação possa fazer com que a utilização da fluidodinâmica computacional seja complicada, demorada e nada prática, as soluções computacionais foram desenvolvidas e maturadas ao longo dos anos e se tornaram ferramentas muito úteis para a Engenharia moderna com interfaces intuitivas e simplificações do processo, como, por exemplo, o Simcenter Star-CCM+ e o Simcenter FLOEFD.

O uso desses softwares aliado a um bom engenheiro possibilita às empresas a entenderem melhor o comportamento fluidodinâmico de seus produtos, reduzindo a necessidade de protótipos e reduzindo custos, além de proporcionar maior liberdade para o engenheiro, que por sua vez pode propor mudanças ao longo do desenvolvimento de acordo com os outputs das análises fluidodinâmicas.

Interessante. Mas como eu aplico isso tudo no dia-a-dia da minha empresa?

Existem inúmeras aplicações das análises CFD nas mais variadas indústrias: análise aerodinâmica de carros, aeronaves e drones, verificação de emissão de poluentes de veículos e chaminés industriais, análise térmica de fornos e refrigeradores, estudo de ventilação de edifícios para determinação de zonas de estagnação.

As indústrias atendidas são todas aquelas que trabalham com algum tipo de fluido/gás/escoamento, não importando qual a função deles. As situações específicas são modeladas precisamente pelos engenheiros da VirtualCAE para que os resultados sejam de alta qualidade.

           

Agora que você já sabe como a análise fluidodinâmica pode ajudar a sua empresa a reduzir custos e tempo de desenvolvimento de projetos, por que não entrar em contato conosco para que possamos te ajudar a inovar e se destacar?

 

¹ https://www.claymath.org/millennium-problems/navier-stokes-equation

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