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Presentacion flow3d

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FLOW-3D ® es un software CFD de propósito general válido para cualquier tipo de fluido y régimen

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Presentacion flow3d

  1. 1. Presentación general del software Aplicaciones generales Septiembre 2017
  2. 2. Indice de contenidos • Desarrollador: Flow Science Inc • FLOW-3D ®. Características generales • FLOW-3D ®. Principios generales de funcionamiento • Capacidades de modelado específicas para Ingeniería Civil • Aplicaciones para Ingeniería Civil
  3. 3. Flow Science Inc Empresa desarrolladora del software • Año de fundación de la Compañía: 1980 • Lugar: Laboratorio Nacional de Los Alamos (EEUU) • Primera licencia comercial: 1985 • Desarrolla y comercializa FLOW-3D® y productos asociados: FLOW-3D Cast / FLOW-3D MP • Presencia multinacional • > 50% de usuarios de Ingeniería Civil Vista de Los Alamos National Labs Headquarters en Santa Fe, NM, USA
  4. 4. Flow Science Inc Empresa desarrolladora del software USA* Australia Canada China Finland Germany Greece India Italy Japan Korea Malaysia Norway Poland Russia Singapore Spain Taiwan Thailand Turkey * Oficinas de Flow Science
  5. 5. ¿Qué es FLOW-3D® ? • FLOW-3D ® es un software CFD de propósito general válido para cualquier tipo de fluido y régimen. • Empleado por Universidades, Centros de investigación y departamentos de ingeniería e I+D de empresas comerciales. • FLOW-3D ® incluye en su interfaz GUI todas las opciones necesarias para simular sistemas de fluidos 3D • Aunque permite simular cualquier fluido y régimen, es líder mundial en simulación de fluidos en Superficie Libre
  6. 6. Características generales • Originado y perfeccionado desde hace más de 30 años • Específico para simulación transitoria de fluidos en Superficie Libre • Aplicable para cualquier tipo de fluido y régimen • Empleado por Universidades, Centros de investigación y departamentos de ingeniería e I+D. • Gran número de validaciones de sus modelos numéricos • Incluye en su interfaz GUI todas las opciones necesarias para simular sistemas 2D / 3D de forma completa.
  7. 7. Principios generales de funcionamiento • Las ecuaciones de Navier – Stokes – Describen el comportamiento de un fluido (en el tiempo y en el espacio) – Formuladas en derivadas parciales no lineales – No hay solución directa, se resuelven por aproximación (Diferencias finitas / Volúmenes finitos) • El método de Diferencias Finitas – Se discretiza el dominio en celdas cúbicas (paralelepípedos) – Se reescriben las derivadas de las ecuaciones de N-S por medio de aproximaciones (diferencias finitas) con respecto al valor de la función incógnita en cada celda. – A partir de la ecuación diferencial se reduce el problema a la solución de un sistema de ecuaciones más simple (lineales)
  8. 8. • Ventajas de los métodos de DF – Numéricamente muy estable y fácil de implementar – Robusto, preciso y fácilmente customizable – Mallado sencillo y prácticamente independiente del modelo – Validado experimentalmente – Rapidez de cálculo • Desventajas de los métodos de DF – Interpretación de la geometría (“escalonada”) – Condiciones de contorno • FLOW-3D ® EMPLEA UN MÉTODO DE DIFERENCIAS FINITAS OPTIMIZADO QUE ELIMINA LAS DESVENTAJAS INHERENTES AL MÉTODO Y POTENCIA LAS VENTAJAS. PARTIENDO DE UN MÉTODO DE CÁLCULO ROBUSTO SE HAN DESARROLLADO MODELOS MATEMÁTICOS PARA DIVERSAS APLICACIONES Principios generales de funcionamiento
  9. 9. x y Centro de celda: • Presiones • Temperaturas • Escalares • Fuerzas Caras de celda • Velocidades • Esfuerzos Principios generales de funcionamiento
  10. 10. Principios generales de funcionamiento Importación de la Geometría • La geometría se importa – En formato StereoLithography (*.STL) – En formato RASTER (*.ASC) para asignar automaticamente rugosidades (vegetación, terreno, etc) FLOW-3D ®CAD 3D
  11. 11. Principios generales de funcionamiento Mallado • El mallado es estructurado (celdas cúbicas o paralelepipédidas) • Tipos de mallado Bloques enlazados Se malla unicamente las zonas de interés Bloques anidados Bloques de malla más finos, dentro de bloques más gruesos. Mejora la resolución de flujo en zonas críticas Malla conformada Malla conformada al sólido para refinado local.
  12. 12. Principios generales de funcionamiento Interpretación de la geometría • Se interpreta la geometría dentro de la malla establecida – Free Meshing • Auto-Checking de la calidad de la malla FLOW-3D chequea de forma automática la calidad de la mallaFAVOR TM
  13. 13. Principios generales de funcionamiento Interpretación de la geometría • Se interpreta la geometría dentro de la malla establecida – Free Meshing • Auto-Checking de la calidad de la malla FLOW-3D La geometría queda perfectamente Interpretada de forma suave y precisa.
  14. 14. Principios generales de funcionamiento La lámina (superficie) libre de fluido • Que es Superficie Libre? – Donde existe interfase Liquido/Gas. – Donde los gradientes de presión en un gas son pequeños. – Donde el ratio de densidad entre fluidos es grande. • Si no se reproduce fielmente la superficie libre en el software de fundición, el resto de resultados PUEDEN NO SER FIABLES.
  15. 15. Principios generales de funcionamiento Lámina libre - Métodos VOF / TruVOF ® • Método VOF (Volume Of Fluid) – Desarrollado originalmente por Anthony Hirt (fundador de Flow Science Inc – Se resuelven las ecuaciones de ambos fluidos – Costoso en cálculo y dispersión de la lámina libre. • Método TruVOF ® – Desarrollado por Flow Science Inc – Resuelve sólo las ecuaciones del fluido más denso imponiendo BCs de presión en cada celda. – Lámina libre perfectamente definida y nítida – Mucha precisión y no es costoso en cálculo Fluid Void La distribución de la función VOF determina la orientación de la interfase
  16. 16. Ventajas competitivas Generales • Funcionamiento en red (sin coste adicional) • Con 1 licencia de solver se dispone de 999 licencias de pre y post. • Opción de realizar cálculos en remoto (sin coste adicional) • Opción de leer la licencia en remoto (sin coste adicional) • Versión SMP Shared Memory Protocol. En su versión standard , se pueden usar todos los procesadores disponibles del ordenador para el cálculo (hasta 32). • Fácilmente customizable por el usuario en FORTRAN • Postprocesador FlowSight ® (sin coste adicional)
  17. 17. Ventajas competitivas Postprocesador FlowSight ® FlowSight® = EnSight® + FLOW-3D ®
  18. 18. Ventajas competitivas Cálculo HPC • Permite realizar cálculos en varios computadores (Cluster) a través de su licencia FLOW-3D MP® • Útil para: – Grandes dominios de cálculo – Tiempos de simulación elevados – Varias simulaciones al mismo tiempo • Activo para usuarios de SMP a través de la plataforma POD
  19. 19. Aplicaciones de FLOW-3D ® Ingeniería aeroespacial Tanques con fluido criogénico Permite simular un fluido en estado líquido o parcialmente gasificado junto con otro gas no condensable. Boquillas de inyección Por ejemplo la simulación por boquillas de tipo Laval para control del flujo de Helio. Permite simular flujos supersónicos Cavitación FLOW-3D permite simular la la nucleación, crecimiento y colapso de burbujas de vapor en un líquido. En el ejemplo se ve la formación de burbujas en el ensanchamiento de una boquilla por disminución de presión. Dinámica de Sloshing en tanques Permite simular el comportamiento de un fluido en un tanque de combustible sometido a efectos dinámicos. Permite además simular los efectos de carga eléctrica que causa la mezcla líquido-vapor.
  20. 20. Aplicaciones de FLOW-3D ® Microfluidos Termocapilaridad A través de fenómenos de termocapilaridad, el fluido permite transmitir información entre diferentes fibras según su posición Procesos simulados  Capilaridad  Dielectroforesis  Electro-osmosis  Electro-wetting  Inyección de tinta  Calentamiento Joule  Flujos multifásicos Llenado por capilaridad El fluido entra en tubo por el fenómeno de capilaridad
  21. 21. Aplicaciones de FLOW-3D ® Microfluidos Dielectroforesis Se induce movimiento de partículas de fluido cargadas eléctricamente. Procesos simulados  Capilaridad  Dielectroforesis  Electro-osmosis  Electro-wetting  Inyección de tinta  Calentamiento Joule  Flujos multifásicos Electro-ósmosis / Microbombeado El movimiento del fluido es controlado por la aplicación de potencial eléctrico entre cada slot del canal en el que está dividido.
  22. 22. Aplicaciones de FLOW-3D ® Imprimación / Pintura (coatings) Slot coating Procesos simulados  Slide coating  Slot coating  Two-layer clot coating  Multi-Layer slide coating  Dip coating  Curtain coating  Spin coating  Gravure printing  Roll coating  Drying Gravure printing Multi-Layer coating Simulación de fluidos en medios porosos Fingering
  23. 23. Aplicaciones de FLOW-3D ® Biotecnología Modelado de la cavidad nasal y aspiración FLOW-3D permite simular el comportamiento de las partículas aspiradas por vías nasales (droga, medicamentos, etc) Residuo seco tras la evaporación FLOW-3D permite simular el residuo que permanece sobre un medio tras la evaporación del fluido contenedor Disolución Por ejemplo: Disolución de sal (ver bloque verde) en fluidos Otras capacidades adicionales  Reacciónes químicas  Mezcladores activos (GMOs)  Mezcladores pasivos  Paredes deformables (venas, arterias)  Tensión superficial (dispensadores de gotas, pipetas, etc)
  24. 24. • Fundición por gravedad • Fundido a alta presión (HPDC) • Fundido a baja presión • Vertido por inclinación • Fundición a presión (squeeze casting) • Fundición en continuo • Fundición por centrifugado • Fundición a la cera perdida • Semisolid casting (Thixocasting – Rheocasting) Vertido por gravedad Cera perdidaVertido por inclinacion Centrifugado Semi-solido Alta Presión HPDC Aplicaciones de FLOW-3D ® Fundición metálica
  25. 25. Aplicaciones de FLOW-3D ® Fundición metálica – Llenado y solidificación
  26. 26. Core Filling Color – velocity magnitude Air vents Aplicaciones de FLOW-3D ® Fundición metálica – Soplado y secado de arena
  27. 27. Aplicaciones de FLOW-3D ® Hidraulica – Diseño de presas aliviaderos
  28. 28. Aplicaciones de FLOW-3D ® Hidraulica – Diseño de presas aliviaderos Estudio de entrada de aire en cursos hidráulicos
  29. 29. Aplicaciones de FLOW-3D ® Hidraulica – Diseño de presas, cuencos
  30. 30. Aplicaciones de FLOW-3D ® Hidraulica – Diseño de presas, cuencos
  31. 31. Aplicaciones de FLOW-3D ® Hidraulica – Erosión, arrastre, sedimentación
  32. 32. Aplicaciones de FLOW-3D ® Hidraulica – Rampas de peces
  33. 33. Aplicaciones de FLOW-3D ® Hidraulica – Saneamiento municipal
  34. 34. Aplicaciones de FLOW-3D ® Hidraulica – Objetos en movimiento Objeto con movimiento acoplado al fluido
  35. 35. Aplicaciones de FLOW-3D ® Naval – Marítima - Costera Objeto con movimiento acoplado al fluido
  36. 36. Más información: www.flow3d.es Gracias por su atención

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