Programa de cálculo

CFX & FLUENT 

El software desarrollado por Ansys® es líder en el mercado, es el más frecuente y se puede utilizar para la mayoría de las aplicaciones. La generación de la malla ajustada al cuerpo es la operación que más tiempo consume de todo el proceso. Son muy comunes las mallas que combinan hexaedros para geometrías fáciles y tetraedros cerca de las paredes.

El modelo de turbulencia k-ε en combinación con la ley logarítmica de la pared hace que sea posible realizar los cálculos con una malla bastante gruesa, sin embargo, desprecia sistemáticamente la transferencia de calor. El modelo de turbulencia SST es más preciso en perfiles de velocidad cercanos a las paredes, en la transferencia de calor, y en la recirculación. Sin embargo, para geometrías complejas, los requisitos de calidad de la malla cerca de las paredes hacen que el tiempo consumido sea extremadamente largo y, en consecuencia, costoso. Los usuarios avanzados en CFD, como los departamentos que desarrollan turbinas de gas o de vapor, siempre prefieren utilizar sus propios programas.

Estos programas no están adaptados para el análisis de geometrías complejas, para trabajos a corto plazo ni para el diseño de flujos.

ProgramA "Multi-Physics"

COMSOL® Multi-Physics es un extenso software, que permite que el electromagnetismo, la transferencia de calor, el flujo, la acústica, y la tensión se puedan calcular en un bucle. Los usuarios experimentados han presentado trabajos ambiciosos en la Reunión europea del usuario de Comsol de 2011. Los recursos multi-físicos han sido intensamente utilizados para los transformadores, sin embargo; las mallas CFD presentaban celdas tetraédricas gruesas y desestructuradas; por lo que no se puede esperar una gran precisión en el flujo ni en la transferencia de calor. Para los cálculos que se centran sólo en el flujo de transferencia de calor, las mejores opciones son: CFX®, Fluent®, FloEFD® y TransAT®.

FloEFD

FloEFD® combina generadores de malla cartesiana y la capacidad de resolución del CFD. FloEFD se combina también con uno de los siguientes programas de CAD: SolidWorks®, CATIA.v5® o Siemens NX®. FloEFD puede trabajar con la mala calidad CAD, por ejemplo, cuando dos partes chocan entre sí. Gracias a la integración en el sistema CAD y a la elusión de la generación de la malla, es posible que los ingenieros sin experiencia en CFD puedan poner en marcha los cálculos CFD de forma muy rápida.

La capacidad de simular rápidamente un ventilador es una gran ventaja, en cuyo caso sólo la dependencia entre el flujo de masa y la generación de presión, el diámetro interior y exterior, y la velocidad de rotación, son obligatorios.
FloEFD fue desarrollado por “Mentor Graphics”. No dan mucha información sobre la forma de interpolar las superficies a través de las celdas generadas automáticamente. Sin embargo, se ha demostrado que esta imprecisión se reduce muy rápidamente cuando el número de celdas se incrementa. Es muy recomendable para realizar los cálculos finales con un mayor número de celdas, con el fin de aumentar la precisión.

FloEFD proporciona sólo el modelo de turbulencia k-ε con las funciones pared derivadas del perfil de Van- Driest. Al hacer esto, se realizan dos aproximaciones diferentes para la región de la capa límite cerca de la pared: uno para una capa límite delgada y otro de una capa límite de espesor. El perfil de Van-Dreist es una forma fiable de aproximar la capa límite, con la que el usuario habitual podría estar satisfecho.

Un ingeniero experimentado en CFD, por lo general, puede utilizar diferentes programas y sabe cuáles son los adecuados para las necesidades del proyecto.

Corriente:
Artículo sobre E-Cooling en la
revista Engineering Edge
(artículo en las páginas 28-29)
 
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