Becsült olvasási idő: 6 perc

FloEFD

Ebben a blog bejegyzésben egy olyan témát hoztam, amit további bejegyzésben tovább lehet cincálni, mivel a CFD és a FloEFD nem csupán egy 6 perc alatt elolvasható modul a Solid Edge-ben. Fontos, hogy a cikk azoknak is szól, akik még soha nem találkoztak a CFD-vel és kicsit tartanak is tőle, mert míg a szép színes ábrák jól mutatnak, sosem tudják, hogyan lehet eljutni oda és főleg nem tudják értelmezni azokat. Főleg nektek ajánlom ezt a cikket, hogy lássátok nem is olyan para ez a CFD, főleg ha a Solid Edge-el együtt használjuk. Kezdjük talán egy kis elmélettel, hogy kicsit kontextusba tudjuk helyezni miről van szó.

CFD és FloEFD – rövid összefoglaló

Bevezetés

A Solid Edge FloEFD egy olyan eszközök, amelyek a tervezés korai szakaszában segítenek megérteni az áramlási és hőtechnikai viselkedést a modellen belül vagy kívül.  A FloEFD a Solid Edge-be beágyazott, mérnöki szemléletű CFD megoldás, amely gyorsabb és könnyebben kezelhető alternatívát ad a hagyományos CFD-folyamatokhoz képest. Ezt úgy kell érteni, mivel a Solid Edge-be beágyazott eszközről van szó, hogy nem kell külön megtanulni egy új szoftver kezelését, hanem több Solid Edge-ben jól ismert parancsot kell használni a FloEFD kezelésére. Természetesen ettől független vannak parancsok, amiket külön át kell majd nézni, de szerencsére nem előröl kell kezdeni a tanulást.  

Mi az a CFD?

A CFD a Computational Fluid Dynamics rövidítése, magyarul számítógépes áramlástan.
Ez egy olyan szimulációs módszer, amellyel folyadékok és gázok viselkedését lehet vizsgálni a számítógépen, még azelőtt, hogy a fizikai prototípus elkészülne.

A CFD segítségével többek között a következőket lehet elemezni:

• hogyan áramlik a levegő vagy egy folyadék egy alkatrészen körül vagy belül – internel/external case
• hol alakul ki nagy nyomás vagy nyomásesés
• hogyan terjed a hő
• mennyire hatékony a hűtés
• hol jelenhetnek meg örvények, holtpontok vagy problémás zónák

A CFD tehát egy virtuális mérnöki vizsgálati módszer, amely támogatja a döntéshozatalt és csökkentheti a fizikai tesztek számát.

Mi az a FloEFD?

A FloEFD egy általános célú CFD szoftver, amelyet kifejezetten mérnöki felhasználásra fejlesztettek.
A Solid Edge FloEFD a hagyományos CFD-nél könnyebben használható, mert nem feltétlenül igényel mély CFD szakértelmet.

A FloEFD fő jellemzői:

• Solid Edge környezetbe van beágyazva
• felhasználó barát felületet kínál
• gyors visszajelzést ad a tervezés során
• alkalmas korai, koncepciótervi elemzésekre is

Mi köze a Solid Edge-hez?

A FloEFD a Solid Edge-be integrált CFD megoldás.
Ez azt jelenti, hogy a modellel és az elemzéssel ugyanabban a környezetben lehet dolgozni, nem kell külön CFD programba exportálni az alkatrészt. Egyáltalán nem jár adatvesztéssel és nincs szükség köztes formátumokra sem.  

Ennek előnyei:

• kevesebb kézi adatmozgatás a CAD és a CFD között,
• gyorsabb tervezési iterációk
• kevesebb hibalehetőség az export-import folyamatban
• a modell mindig közelebb marad az aktuális tervezési állapothoz

Úgy szoktuk ezt emlegetni, hogy frontloading CFD, vagyis a CFD már a tervezés korai fázisába bekerül.

Mire való?

A FloEFD célja, hogy a mérnökök gyorsan meg tudják vizsgálni az áramlási és hőtechnikai viselkedést.
Tipikus alkalmazási terület:

• elektronika hűtése
• hőcserélők vizsgálata
• légtechnikai elemek méretezése
• nyomásesés számítása
• ventilátorok, csatornák, szivattyúk, szelepek elemzése
• motor- és járműipari áramlási problémák
• aerodinamikai és termikus vizsgálatok
• áramlásból származó erők becslése

A FloEFD tehát nemcsak az áramlás „megfigyelésére” szolgál, hanem konkrét tervezési kérdések megválaszolására is. Egy kicsit ha előre szaladok, azt az esetet is megvizsgálhatjuk, hogy egy cső felületén valamilyen nyomás keletkezik a beállított paraméterek szerint, majd ezt a nyomást statikai szimulációba – FEA – átemelem és megvizsgálom, hogy a cső egyáltalán elbírja-e az adott terhelést.

Miért hasznos?

A hagyományos CFD-folyamat gyakran időigényes. Sok idő elmehet a geometria átadására, egyszerűsítésére, hálózására, futtatására és az eredmények visszaadására.

A FloEFD előnye, hogy:

• ugyanabban a CAD környezetben lehet vele dolgozni
• kevesebb külső lépést igényel
• gyors „what if” típusú összehasonlításokat tesz lehetővé – erről esetleg később érdemes beszélni
• a módosításokat hamarabb lehet ellenőrizni – még jó, hogy Solid Edge-n belül van
• segíthet lerövidíteni a fejlesztési ciklust

Ez különösen értékes ott, ahol sok a tervezési változtatás, és fontos a gyors visszacsatolás.

Kinek ajánlom?

A FloEFD különösen ajánlott az alábbi felhasználóknak:

• gépészmérnököknek
• CAD tervezőknek
• fejlesztőmérnököknek
• olyan csapatoknak, ahol fontos a gyors termékfejlesztés
• és főleg olyan felhasználóknak is, akik nem CFD-specialisták, de szeretnének megbízható előzetes vizsgálatokat végezni

Különösen hasznos akkor, ha:

• gyakoriak a konstrukciós módosítások
• gyors műszaki döntésekre van szükség
• már a koncepcióterv alatt látni kell a hűtési vagy áramlási problémákat
• a tervező szeretné egyetlen CAD környezetben tartani a munkát

Összefoglalás

A CFD egy számítógépes módszer az áramlás és a hőátadás vizsgálatára. A FloEFD ennek egy Solid Edge-be integrált, mérnökbarát változata, amely segít gyorsabban és hatékonyabban elemezni a tervezett alkatrészek viselkedését.

A legnagyobb előnye, hogy a CFD-t közelebb hozza a mindennapi tervezői munkához: kevesebb külön szoftver, gyorsabb visszajelzés, egyszerűbb iterációk, és jobb támogatás a korai döntésekhez.