CADmaster

Autodesk Simulation CFD — программное обеспечение для моделирования движения жидкостей и газов с учетом теплообмена в 3D-моделях. Область применения: трубопроводная арматура, электроника, светотехника, насосы, компрессоры, теплообменники, строительные сооружения, системы вентиляции, медицинская техника.

История развития Autodesk Simulation CFD

В 1992 году компания BRNI Inc. разработала и вывела на рынок программное обеспечение CFdesign. C первых лет развития программы разработчики ориентировались на инженеров-конст-рукторов, создавая инструмент для тесной интеграции c CAD, оснащенный необходимым набором физических моделей для анализа потоков и теплопередачи в SD-моделях серийных изделий.

В 2011 году BRNI Inc. приобрела компания Autodesk, и с августа этого года программное обеспечение CFdesign, получившее название Autodesk Simulation CFD, вошло в состав линейки продуктов Autodesk Simulation наряду с программами Autodesk Simulation Mechanical и Autodesk Simulation Multiphysics.

Концепция Upfront CFD

В основе Autodesk Simulation CFD лежит реализация концепции Upfront CFD, то есть применение численного моделирования собственными силами инженеров-конструкторов на самых ранних этапах проектирования. Благодаря уменьшению количества опытных образцов и сокращению времени на проектирование, этот подход обеспечивает снижение затрат на разработку и производство изделий.

Autodesk Simulation CFD располагает большим набором физических моделей для решения разнообразных задач, имеет дружественный и простой в освоении интерфейс, интегрирован c популярными CAD; сформирована база материалов и устройств.

Autodesk Simulation CFD интегрируется с Autodesk Inventor и Autodesk Revit. Также доступны интерфейсы для SOLIDWORKS, Pro/ENGINEER, Siemens NX, CATIA, SpaceClaim. Возможен импорт геометрии в форматах Parasolid и ACIS. Упор при работе с расчетной моделью делается на автоматизацию и повторное использование существующих данных. Например, в Autodesk Simulation CFD реализованы методы автоматического построения конечно-элементной сетки для сложной геометрии, а сценарный (вариантный) подход позволяет без ошибок использовать данные при изменении исходных данных или геометрии.

Возможности Autodesk Simulation CFD

Основные возможности Autodesk Simulation CFD приведены в таблице 1.

Применение Autodesk Simulation CFD

Применение Autodesk Simulation CFD: расчет обратного клапана, анализ охлаждения электронного модуля, расчет центробежного насоса, гидравлический расчет регулирующего клапана

По всему миру уже более 2500 компаний используют Autodesk Simulation CFD для анализа потоков и теплопередачи при разработке новых и совершенствовании существующих изделий.

Электроника и полупроводниковая светотехника

Интеграция Autodesk Inventor и Autodesk Simulation CFD. Команды для запуска Autodesk Simulation CFD располагаются на отдельной вкладке, размещенной на ленте. Также Autodesk Simulation CFD можно запустить с помощью контекстного меню

Интерфейс Autodesk Simulation CFD. Многие инструменты и алгоритмы работы с моделью будут знакомы и интуитивно понятны пользователям CAD. Расчет охлаждения электронной системы. Распределение температур. Моделирование вынужденной конвекции

Autodesk Simulation CFD применяют для анализа охлаждения радиоэлектронных систем и светодиодных светильников. При помощи программы можно рассчитать температуры электронных компонент, печатных плат, светодиодов, источников питания. Опираясь на результаты тепловых расчетов, специалисты решают задачи оптимального размещения компонент, вентиляторов, выбирают конструкционные материалы и компоненты, модифицируют формы радиаторов, чтобы обеспечить соответствие температурным требованиям.

Трубопроводная арматура

Расчет охлаждения взрывозащитного светодиодного светильника. Моделирование естественной конвекции. Изображение предоставлено компанией Светотроника

Гидравлический расчет дроссельной заслонки. Векторное и скалярное распределение скорости

Моделирование потоков в трубопроводной арматуре позволяет оптимизировать геометрию проточной части, что улучшает гидравлические характеристики, снижает потери давления, увеличивает расход. Расчеты в Autodesk Simulation CFD позволяют принять меры по снижению влияния эрозии и предотвращению кавитации. Autodesk Simulation CFD рассчитывает силы и давления на поверхностях проточной части. Существует возможность передать данные в прочностные коды для расчета напряженно-деформированного состояния с учетом температур и давлений, полученных в Autodesk Simulation CFD.

Насосы, компрессоры, вентиляторы

Векторное распределение скорости в проточной части центробежного насоса

На протяжении всей истории конструирования насосов работа конструкторов направлена на повышение эффективности, увеличение производительности и рабочего диапазона эксплуатации разрабатываемого изделия. Для определения оптимального варианта конструкции создаются опытные образцы корпусов и рабочих колес, проводятся эксперименты на стендах.

Почти все новые конструкции насосов имеют сложную геометрию, разработанную в системах трехмерного моделирования. Autodesk Simulation CFD разрабатывался как рабочий инструмент для исследования новых конструкций насосов.

дования новых конструкций насосов. Программа обеспечивает расчет потока и рабочих характеристик насоса с самого начала конструирования. На сегодня Autodesk Simulation CFD не заменяет эксперимент полностью, но позволяет значительно сократить число опытных образцов и уменьшить время поиска оптимальной конструкции насоса.

Архитектура и строительство

Моделирование распространения дыма в подземном паркинге

Инженеры-строители при помощи Autodesk Simulation CFD могут решить ряд характерных задач, которые возникают при проектировании зданий и сооружений. В частности, можно рассчитать ветровую нагрузку, оценить нагрев от солнечной радиации, разработать эффективную систему отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха, реализовать концепцию экологически рационального и энергосберегающего проектирования, смоделировать распространение дыма в помещении.

Рекомендации по применению

Autodesk Simulation CFD используется как в промышленном производстве, так и при проектировании зданий и сооружений.

Применение Autodesk Simulation CFD в подготовке производства насосов, компрессоров, трубопроводной арматуры, теплообменного оборудования, электроники позволяет заменить изготовление и испытание опытных образцов исследованием цифровых прототипов новых изделий, снизить издержки и сократить время вывода качественной продукции на рынок.

В области проектирования зданий и сооружений Autodesk Simulation CFD позволяет решать широкий спектр задач, связанных с комфортом, энергосбережением и безопасностью.

Скачать статью в формате PDF — 1.08 Мбайт