Analisi CFD
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Analisi FEM
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Vantaggi FEM/CFD
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Cinematica

Le analisi CFD fluidodinamiche numeriche permettono di calcolare il comportamento fluidodinamico di un sistema.

Appartengono al campo dell'analisi computazionale e permettono di risolvere le complesse equazioni che descrivono il comportamento dei fluidi.

L'analisi fluidodinamica numerica CFD è lo strumento più avanzato che gli ingegneri hanno a disposizione per poter analizzare la fisica dei fluidi e la sua applicazione  al fine di creare prodotti più performanti.

Tramite le tecniche di analisi CFD è possibile migliorare i prodotti, abbattere i costi, ottimizzare l'efficienza e sondare fenomeni che altrimenti sarebbero di difficile osservabilità.

La pervasività raggiunta dalle simulazioni numeriche CFD va ad abbracciare i più svariati campi di applicazione ingegneristica ed industriale.

Le analisi CFD consentono di predire e anticipare il comportamento fluidonamico.

Sono indispensabili quando si vuole ottimizzare il comportamento fluidodinamico di una macchina, di un componente o di qualsiasi dispositivo caratterizzato dal movimento di fluidi e/o dalla trasmissione di calore.

I vantaggi delle analisi fluidodinamiche CFD derivano dal prevedere il comportamento anticipato del prodotto ancor prima che venga realizzato, studiando il comportamento di un sistema come se fosse già in condizione operativa.

Un altro vantaggio fondamentale delle simulazioni fluidodinamiche CFD risiede nel comprendere in profondità i fenomeni fisici che agiscono all'interno dei sistemi.

Tutti i nostri Clienti hanno beneficiato della fluidodimanica numerica raggiungendo una comprensione reale di come i loro prodotti funzionassero. Alcuni sono rimasti stupiti di particolari effetti che non pensavano fossero presenti. Altri si sono resi conto che certe convinzioni costruite negli anni erano falsate o dettate da intuizioni non suffragate dai fatti.

Una volta appreso intimamente il processo di funzionamento, tramite un'analisi CFD diventa più facile capire dove intervenire per poter apportare delle modifiche o migliorie che possano far diventare il Vostro prodotto un prodotto leader di mercato.

Infine, tramite le analisi CFD si può ottenere un vero abbattimento dei costi, talvolta alti, dovuti all'elevato numero di iterazioni "make & try" (costruisci il prototipo e prova).

Quanto costa trovare una soluzione? A volte ci sono aziende che impiegano anni per capire quello che un'analisi CFD potrebbe mostrare in breve tempo.

Se si dovessero sommare i tempi, le risorse e i costi, spesso occulti, alcuni imprenditori potrebbero amaramente sorprendersi di quanto siano dispendiose le attività di ricerca e sviluppo senza l'ausilio della fluidodinamica computazionale.

Le analisi di fluidodinamica numerica CFD possono essere eseguite in svariati campi di applicazione o sistemi industriali:

- Analisi CFD dei sistemi di raffreddamento
- Analisi CFD dei sistemi di ventilazione
- Analisi CFD dei flussi di calore in fluidi e solidi
- Analisi CFD degli scambiatori di calore
- Analisi CFD delle valvole e di altri dispositivi per fluidi
- Analisi CFD di oggetti in moto e moto indotto dai fluidi
- Analisi CFD analisi di flussi fluidodinamici interni ed esterni
- Analisi CFD di aerodinamica
- Analisi CFD per la riduzione delle perdite di carico
- Analisi CFD in condutture e piping
- Analisi CFD di molteplici tipi di impianti
- Analisi CFD HVAC (condizionamento aria, riscaldamento e ventilazione)
- Analisi CFD per l'ottimizzazione dei flussi
- Simulazioni fluidodinamiche di recupero energietico
- Simulazioni numeriche della dispersione di sostanze

Le analisi di fluidodinamica numerica CFD abbracciano svariati campi di applicazione ed è possibile scegliere il corretto modello fluidodinamico in base ai fenomeni da analizzare.

I tipi di flusso che possiamo analizzare tramite CFD possono essere catalogati nei seguenti modi:
- flussi laminari e turbolenti
- flussi stazionari e transitori
- flussi comprimibili e incomprimibili
- flussi interni ed esterni
- flussi in domini rotazionali

Nelle analisi CFD si può integrare la componente termodinamica, calcolando contemporaneamente l'effetto della trasmissione di calore nei fluidi e nei solidi, anche detta CHT (Conjugate Heat Transfer):
- trasferimento termico nei fluidi
- trasferimento termico nei solidi
- trasferimento termico coniugato fluido/solido

Oppure facendo una distinzione secondo i meccanismi di trasmissione del calore:
- conduzione
- convezione (naturale e forzata)
- irraggiamento

Possiamo svolgere analisi fluidodinamiche CFD che, in base allo stato della materia, permettono di integrare nel modello fisico molteplici combinazioni:
- gas ideali e reali
- liquidi comprimibili e incomprimibili
- miscele di gas
- miscele di liquidi
- sistemi multifase liquido/gas

Le nostre simulazioni CFD possono considerare diversi regimi dei fluidi:
- regime subsonico
- regime transonico
- regime supersonico

Si può calcolare l'interazione tra fluido e struttura (FSI - Fluid Structure Interaction) in svariate modalità.

FSI - Movimento di solidi all'interno fluidi:
- Moto predefinito/prescritto: la dinamica del solido nel fluido è definita a priori tramite una legge matematica.
- Moto indotto: la dinamica del solido è calcolata in base a tutte le componenti fisiche che influiscono su di esso; esempi classici sono il galleggiamento di un solido in un fluido o il movimento di una valvola in base alle condizioni di pressione.

FSI - Interazione strutturale con FEM:
- One Way Coupling FSI: deformazione di solidi in base alle sollecitazioni indotte dal fluido
- Two Way Coupling FSI: interazione reciproca tra fluido e solido

Abbiamo la possibilità di considerare svariati modelli di turbolenza CFD, tra i principali:
- K-Epsilon
- SST
- LES

Si possono integrare fra loro i risultati generati da diversi tipi simulazioni:

- Analisi Cinematiche
- Analisi Dinamiche
- Analisi Termiche
- Analisi Strutturali
- Analisi Fluidodinamiche

E' possibile ritagliare, in base alle effettive necessità, il corretto livello di precisione e complessità delle analisi fluidodinamiche numeriche:

- Analisi numeriche fluidodinamiche entry-level
- Simulazione numeriche fluidodinamiche complesse
- Processi di calcolo numerico fluidodinamico di ottimizzazione

Di seguito sono riportati alcuni esempi dei lavori eseguiti dal nostro Studio che dimostrano la pervasità delle analisi fluidodinamiche.

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