Présentation de la mécanique des fluides numérique (CFD)
La mécanique des fluides numérique (CFD) est une technique de conception assistée par ordinateur (CAO) qui utilise la simulation et l’analyse pour calculer le comportement de liquides ou de gaz dans et autour d’un produit. La CFD est une solution multi-physique en raison de l’intégration de divers phénomènes physiques, notamment la dynamique des fluides, la thermodynamique et la conservation de la quantité de mouvement.
À l’instar de l’analyse par éléments finis (FEA), la CFD subdivise le volume de fluide en éléments plus petits, qui sont ensuite organisés en une matrice. La CFD a diverses utilisations telles que les prévisions météorologiques, l’aérodynamique et les effets visuels.
Processus général pour la CFD
La mécanique des fluides numérique peut être exécutée en effectuant les opérations suivantes :
Commencer par un modèle
Avant d’entrer dans l’environnement de simulation CFD, créez la pièce ou l’assemblage CAO 3D à analyser. La géométrie peut être native du logiciel de CAO ou importée.
Définir le domaine du fluide
Établir des conditions aux limites
Les températures frontière peuvent également être utilisées comme conditions aux limites et les charges thermiques peuvent être définies comme un flux thermique, une densité de flux thermique, une convection et un rayonnement de convection.
Effectuer l’analyse
Évaluer les résultats
Optimiser le système
Applications de mécanique des fluides numérique
Écoulement incompressible et compressible
Les applications de la mécanique des fluides numérique englobent les analyses d’écoulement incompressible et compressible. Elles aident à comprendre et à optimiser le comportement des fluides dans divers scénarios, de l’aérodynamique des avions à la conception des systèmes CVC.
Écoulement laminaire et turbulent
Les applications de mécanique des fluides numérique étudient à la fois les écoulements laminaires et turbulents, essentiels pour concevoir des systèmes de transport efficaces, la production d’énergie et l’aéronautique, améliorant ainsi les performances et la sécurité des produits
Débit massique et thermique
Les analyses de masse et de flux thermique permettent d’optimiser les systèmes liés au transfert de chaleur, aux procédés chimiques et à l’ingénierie environnementale, facilitant ainsi la conception efficace des produits et l’utilisation des ressources.
Fonctionnalités de Creo Flow Analysis
Il existe trois packages de Creo Flow Analysis. Les options suivantes sont disponibles dans Creo Flow Analysis Basic, Creo Flow Analysis Advanced et Creo Flow Analysis Premium :
- Calcul des flux internes et externes
- Animation des résultats d’un écoulement
- Simulation de l’écoulement
- Transfert de chaleur
- Turbulence
- Simulation en traitement parallèle
Fonctionnalités uniquement de Creo Flow Analysis Advanced et de Creo Flow Analysis Premium :
- Particule : simuler des particules individuelles dans le contexte de l’écoulement
- Rayonnement : transfert de chaleur dû à l’émission d’ondes électromagnétiques
- Espèces : simulation du mélange de liquides de même densité
- Maillage en mouvement ou glissant : simulation du mouvement de composants individuels lors d’une analyse des flux
Fonctionnalités uniquement disponibles dans Creo Flow Analysis Premium :
- Cavitation : simulation de la compressibilité des vapeurs, gaz libres et liquides (bulles)
- Multiphase : utilisée pour des simulations à la fois de gaz et de liquides
- Multi-composants : autre type d’analyse portant sur plusieurs gaz et sur la densité
- Dynamique : simule l’interaction des fluides et des solides
*Pour obtenir des instructions directionnelles en temps réel incluant la mécanique des fluides numérique, consultez Creo Simulation Live (CSL).
Études de cas sur la simulation CFD
Parcourez ces études de cas qui illustrent la façon dont les entreprises utilisent les solutions de simulation de PTC.
Avancées récentes de la technologie CFD
Traditionnellement, la CFD était l’apanage de spécialistes hautement qualifiés. Pourtant, les avancées récentes permettent aux concepteurs et aux ingénieurs de réaliser des simulations CFD de manière indépendante. De plus, ce qui prenait autrefois des heures ne prend plus que quelques minutes ou secondes, ce qui permet de bénéficier d’une assistance en temps réel pour la conception.