Explorando resultados de estudos multifásicos na plataforma 3DEXPERIENCE
Por Gabriel Knob Caetano
Como vimos em artigos anteriores, a solução FMK (Fluid Dynamics Engineer) da plataforma 3DEXPERIENCE na linha de produtos SIMULIA oferece recursos para análise de escoamento de fluidos, resolvendo problemas triviais de escoamento como perda de carga, até problemas complexos que envolvem trocas térmicas e fluxos multifásicos.
No desenvolvimento de rotores, bombas, turbinas, propulsores etc., é comum a preocupação com o fenômeno de cavitação que consiste na vaporização de um líquido pela variação da pressão. Quando da ocorrência desta vaporização do líquido, tem-se a formação de bolhas de vapor e, com isso, podem ocorrer “implosões” que degradam os materiais de superfícies sólidas através de ondas de choque. Este comportamento é caracterizado através de sinais randômicos e com diferentes espectros de velocidade, portanto a capacidade de avaliação deste fenômeno é uma preocupação importante no desenvolvimento de sistemas rotativos de movimentação de líquidos.
Figura 2 – animação de estudo transiente demonstrando a variação inicial de velocidade e posterior estabilidade do escoamento no tempo avaliado.
Este é mais um exemplo típico de problema que requer uma análise considerando um volume multifásico para capturar o fenômeno de vaporização do fluido. A figura abaixo mostra um estudo exemplo onde é possível verificar o resultado de fração volumétrica do fluido A e B, ou seja, o gradiente vermelho indica o fluido água enquanto a variação de cores indica uma variação de proporção de fluido, ou seja, a existência do vapor de água.
Tão importante quando desenvolver uma análise com o método adequado, é a capacidade de explorar os resultados de forma intuitiva, fácil e visual afim de evidenciarmos os comportamentos que estão sendo observados na estrutura. No vídeo a seguir é possível verificar como explorar os resultados de uma análise CFD dentro da plataforma 3DEXPERIENCE, extraindo resultados de velocidade, vetores de velocidade, gradiente de pressão, linhas de corrente e, no caso de uma análise multifásica, o resultado de VOF que indica graficamente onde temos o fluido água e ar, no estudo de caso em questão.
Dentre as diversas ferramentas e recursos de pós processamento, a plataforma 3DEXPERIENCE se destaca pela capacidade visual e integração com a interface de visualização CAD. Na figura abaixo pode-se observar uma plotagem de isocontorno que destaca o gradiente de, nesse caso, VOF combinada com vista de corte, proporcionando ao usuário a análise do perfil de escoamento da água a partir do bico pulverizador, ângulo de abertura e outros insights para validação do produto.
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