Simulación FEM / CFD
Elementos Finitos / Dinámica de Fluidos Computacionales
Servicios
Simulación FEM/CFD
Para comprender y cuantificar de manera integral cualquier fenómeno físico, como el comportamiento estructural o de fluidos, el transporte térmico, la propagación de ondas y el crecimiento de células biológicas, es necesario resolver las ecuaciones diferenciales que describen el comportamiento de dichos fenómenos. Los métodos numéricos FEM (método de elementos finitos) y FVM (método de los volúmenes finitos) permiten resolver dichas ecuaciones mediante cálculo computacional.
Análisis de Elementos Finitos (FEA)
Simula el comportamiento de estructuras bajo diferentes condiciones. Usamos esta técnica para realizar análisis térmico, dinámico, no lineal y de fatiga, asegurando la integridad estructural y estimando la vida útil de los componentes.
Dinámica de Fluidos Computacional (CFD)
Simulación y optimización del flujo de fluidos en aplicaciones industriales. Utilizamos CFD para modelar flujos multifásicos y la interacción fluido-estructura (FSI), evaluar la transferencia de calor y radiación, y simular turbulencias, mejorando el diseño y eficiencia de sistemas en sectores como automoción, energía y refrigeración.
Simulación FEM / CFD Adaptadas a Cada Proyecto
CADE cuenta con un equipo de ingenieros expertos en cálculo numérico y un centro HPC (High Performance Computing) propio cómo pilares de su labor en Simulación y Consultoría Avanzada, brindando servicios avanzados de simulación, ingeniería y consultoría FEA/CFD para el diseño, validación y verificación, análisis de seguridad, fiabilidad y eficiencia y desarrollo de gemelos digitales en torno a una amplia gama de equipos y estructuras del sector industrial, así como en los sectores más emergentes (Hidrógeno, Ingeniería biomédica, Fabricación aditiva…) aportando soluciones para la optimización y mejora de equipos y sistemas desde la fase de diseño y desarrollo I+D.
Nuestra elevada experiencia en el uso del software de cálculo numérico (ANSYS), que nos brinda un sólido conocimiento en su correcto manejo y configuración, junto a nuestro conocimiento en códigos de programación (Python, programación APDL, desarrollo de aplicaciones de customización ANSYS ACTs…) nos convierte en referente en ingeniería asistida por ordenador (CAE), permitiéndonos ofrecer dicha experiencia para el asesoramiento a empresas usuarias de ANSYS en el desarrollo e implementación de herramientas y metodologías ad hoc para la optimización y automatización de procesos y reducción de costes y tiempos de análisis y simulación.
Análisis FEA
Análisis por elementos finitos
El método de elementos finitos (FEM) es una técnica numérica que se utiliza para resolver problemas complejos de ingeniería donde las ecuaciones diferenciales tradicionales que caracterizan cualquier fenómeno físico son difíciles o imposibles de resolver analíticamente
En el análisis estructural, el análisis por elementos finitos (FEA) es una herramienta esencial que permite predecir el comportamiento de un diseño bajo diferentes condiciones de carga. Siendo una herramienta imprescindible para el diseño y verificación de:
Sectores industriales:
- Estructuras metálicas
- Equipos a presión
- Silos y tanques
- Grúas y equipos de elevación
- Maquinaria pesada
- Sistemas de tuberías
- Estructuras solares
- Diseño de uniones soldadas
- Análisis de vibraciones
- Optimización de componentes
Otros sectores:
- Optimización topológica de diseños
- Validación de piezas construidas por fabricación aditiva
- Diseño de prótesis
- Simulación del comportamiento cardiovascular
- Diseño de equipos de diagnostico
- Análisis de procesos y estructuras biológicas
Proyectos
Clientes
Países
Para ello es posible realizar una amplia variedad de análisis mediante el cálculo FEM, incluyendo:
- Análisis estructural Estático
- Análisis térmico estacionario/transitorio.
- Análisis Dinámico (modal, armónico, espectral, PSD, explícito, (…)
- Análisis no lineal (no linealidad geométrica, de material y/o de estado)
- Evaluación de vida remanente, fatiga y creep fatiga.
- Simulación mecánica de la fractura
- CHT: análisis de transferencia de calor conjugado
- Simulación del proceso de soldadura y análisis PWHT.
- Materiales compuestos, juntas y otros materiales no metálicos.
- Optimización de topología
- MBD – Dinámica multicuerpo
- Desarrollo de herramientas de automatización y optimización de los procesos.
Análisis CFD
Computational Fluid Dynamics
El diseño y verificación de sistemas de fluidos, o de estructuras sometidas a cargas que provienen de un fluido, requiere la resolución de las ecuaciones de gobierno que caracterizan el comportamiento de los fluidos. La dinámica de fluidos computacional (CFD) permite resolver dichas ecuaciones mediante cálculo computacional determinando el comportamiento del flujo y su interacción con los elementos que lo delimitan.
El análisis CFD permite, entre otros:
- Diseño y verificación de intercambiadores de calor, reactores, sistemas HVAC, etc.
- Análisis de nubes de concentración, fugas y calidad del aire.
- Análisis y optimización de procesos de moldeo e inyección.
- Determinación de cargas de viento.
- Verificación de pérdidas de carga.
- Estudio de sistemas de transporte y almacenamiento de gases licuados y criogénicos.
- Análisis de estructuras sometidas a fuego.
- Selección de equipos de ventilación.
- Verificación de equipos de separación, purificación.
- Estudios aerodinámicos.
- Análisis acústicos.
- Análisis del sistema respiratorio y cardiovascular.
Para ello la simulación CFD es capaz de analizar una amplia casuística de flujos incluyendo:
- Flujos multifásicos
- FSI – Interacción flujo-estructura
- Convección, transferencia de calor y radiación
- Comportamiento de los flujos internos/externos
- Flujos incompresibles y compresibles
- Modelado de turbulencias
- Reacciones químicas y combustión
CHT
Conjugated Heat Transfer
El estudio de intercambiadores de calor, refrigeración de equipos y uso general, sistemas de calefacción, acondicionamiento de aire y equipos sometidos a gradientes térmicos, entre otros, requiere la realización análisis de transferencia de calor conjugado (CHT) que permite determinar el intercambio de energía térmica entre los diferentes elementos sólidos y fluidos que componen dichos sistemas.
La simulación CHT permite, entre otros:
- Verificación del diseño de intercambiadores de calor, reactores, sistemas de refrigeración, etc.
- Análisis y validación estructural de equipos sometidos a elevados gradientes térmicos.
- Verificación del diseño de sistemas de aislamiento térmico.
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