A simulação fluidodinâmica, também chamada de CFD, é frequentemente usada para substituir ou complementar métodos experimentais e analíticos, visando auxiliar projetos de engenharia e análise de produtos do dia-a-dia. Em comparação com a prototipagem e os experimentos, a simulação CFD é:
- Mais barata para operar
- Mais rápida para completar
- Lida com fenômenos que são difíceis para experimentos
- Dá uma compreensão aprofundada da física envolvida
- Explora facilmente vários designs e cenários
Como a simulação fluidodinâmica (CFD) funciona?
A simulação CFD envolve o uso das leis fundamentais da mecânica, que regem as equações da dinâmica dos fluidos para formular matematicamente um problema físico. Uma vez formulados, os recursos de computação usam métodos numéricos para resolver as equações usando software de CFD para obter as soluções numéricas para as propriedades físicas envolvidas.
A precisão da simulação CFD depende da fidelidade do modelo, aproximações e suposições utilizadas, validação experimental e recursos computacionais disponíveis. É importante caracterizar as incertezas e erros na simulação CFD para usá-la como uma ferramenta eficaz em projeto e análise.
Quais são os passos para fazer uma simulação fluidodinâmica?
Geralmente, a simulação fluidodinâmica conta com três etapas: pré-processamento, simulação e pós processamento. Todos esses passos precisam ser analisados e cuidados com atenção para atingir os melhores resultados.
Veja a seguir as etapas básicas da simulação CFD.
Etapa 01: Pré-processamento
No pré-processamento, são definidos os parâmetros: região de estudo (domínio), geometria e malha do problema (discretização do domínio), critérios físicos e numéricos, entre outros.
Etapa 02: Simular
Na simulação, ocorre a resolução das equações que descrevem o comportamento dos fluidos e partículas. Assim, é possível quantificar as variáveis de interesse na região 3D, como velocidade, pressão e temperatura.
A simulação apenas é possível devido à discretização do domínio 3D, geralmente pelo método dos volumes finitos.
Etapa 03: Pós-processamento
Por último, no pós-processamento, é necessário analisar se o resultado alcançado é coerente. Nessa etapa, são extraídos os dados relevantes, que podem ser convertidos em perfis, linhas de corrente, vetores, gráficos e tabelas para facilitar o estudo do sistema.
Nesta fase, é essencial a utilização dos conhecimentos aprendidos durante a vida acadêmica e profissional de quem está realizando a análise.
Simulação Fluidodinâmica: veja como funciona
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