FloEFD

FloEFD é um software comercial de dinâmica dos fluidos computacional (CFD), desenvolvido pela Mentor Graphics, capaz de analisar uma grande variedade de fenômenos envolvendo Mecânica dos Fluidos e Transferência de Calor. Seu desenvolvimento, em conjunto com diversos pacotes CAD como SolidWorks, NX, Catia, Creo/Pro-E, facilita a integração CAD/CAE nos mais diversos projetos voltados à dinâmica de fluidos, como aerodinâmica, máquinas de fluxo e trocadores de calor, os quais possuem diversas aplicações industriais.

Integrado ao CAD

Por ser construído dentro de pacotes CAD, o FloEFD oferece uma interface amigável que permite ao projetista, selecionar e alterar parâmetros de simulação como dimensões, condições de contorno, geração de malha, tipos de análise e propriedades dos materiais.

A geração de malha no FloEFD é um dos diferenciais do software, pois trabalha com malhas cartesianas devido ao seu algoritmo robusto e simplificado, o que demanda menor tempo computacional. Tal malha, apesar de ter uma construção simplificada, respeita as condições impostas pela simulação. A malha possui três tipos diferentes de elementos: materiais sólidos, células de fluido e células parciais – as quais visam otimizar os efeitos de parede na interface sólido-fluido, o que confere uma boa vantagem à simulação.

Além disso, as opções de simulações interagem diretamente com o EXCEL, permitindo a aquisição instantânea de dados da simulação para uma planilha gerada automaticamente e, oferece a possibilidade de trabalho via algoritmos externos através da linguagem VBS.

Fluxo de trabalho inovador

O FloEFD possui a característica de software FrontLoading, que se refere a capacidade de praticar o CFD durante o processo de projeto, ou seja, modelar e simular concomitantemente. Através do FloEFD e sua intercambialidade entre softwares CAD, o processo de projeto torna-se mais enxuto em comparação com o projeto tradicional. Desta forma ele permite a otimização do produto, uma vez que integra modelagem geométrica, simulação e análise de dados em apenas um software. Desta forma ele evita retrabalhos, seja na modelagem geométrica ou nas simulações, obtendo um dinamismo maior de quem trabalha em projetos e simulações de engenharia e garantindo segurança e acuracidade dos resultados.

Diferença nas metodologias do CFD tradicional e o FloEFD integrado em CAD

Capacidades

Ao contrário dos outros softwares de CFD, que utilizam de uma malha tetraédrica, o FloEFD apresenta uma estrutura de malha cartesianas body-immersed. Este tipo de malha permite ao projetista, reduzir o processo de tentativa e erro, comum aos processos de simulação CFD, onde se procura obter uma malha precisa para condições de contorno próximas a parede, onde os gradientes de velocidade do fluido são muito elevados. Tal malha garante uma convergência rápida e o número de células é consideravelmente menor, pois ele não tem necessidade de coincidir a malha com o CAD.
Malha do FloEFD
O FloEFD oferece uma extensa biblioteca para aplicações em seleção de materiais, condições de contorno, porosidades, propriedades radiativas entre outras. Além disso, tem-se a opção de criar o próprio material ou condições, adequando-o a propriedades físicas favoráveis a simulação como densidade, condutividade, calor específico, e salvando-o na biblioteca para devidas aplicações.
Biblioteca para aplicações em seleção de materiais
O FloEFD permite ao projetista, modelar certa geometria de determinado componente e analisa-lo. Visto que muitos problemas de engenharia tem a necessidade de buscar a otimização, a técnica what-if permite configurar propriedades da geometria do modelo que não foram propicias a simulação e analisa-lo novamente sem perder os resultados de simulações anteriores. O FloEFD permite analisar as diversas configurações feitas, através dos objetivos pedidos (queda de pressão, distribuição de temperatura, campos de velocidade) para então buscar a versão ótima do modelo.
Na prática, os escoamentos que ocorrem em tubulações, máquinas de fluxo, trocadores de calor são muito complexos para uma análise analítica, como os modelos tradicionais de escoamento 1D. Com o FloEFD, pode-se obter visualizações do escoamento 3D em componentes, que a partir de uma análise paramétrica dos resultados, podem ser exportados em dados para análise no software FloMaster. Além disso, o FloMaster trabalha com algoritmos estatísticos que combinam diversas configurações (Latin-Square), dado valores de entrada, logo a combinação entre simulações 1D-3D torna-se uma poderosa ferramenta na busca de obter a melhor performance de sistemas térmicos.
Diagrama de integração do FloEFD com o FloMASTER
O FloEFD está habilitado para calcular os efeitos da dissipação de calor em componentes eletrônicos operando em regime permanente. Para isso conta com uma extensa biblioteca de materiais voltados a aplicação eletroeletrônica pelo Engineering Data Base, os quais podem ser aplicados para os componentes do sistema analisado.
O FloEFD permite a o projetista de HVAC configurar condições de contorno de acordo com a situação obtida, seja ela em operações industriais, onde se deseja resfriar equipamentos por ventilação, ou em hospitais, onde tem-se uma rede de ar resfriado por questões de saúde.

Escoamentos com condições complexas, modelos de ventiladores, simulação de umidade relativa e condensação, performance de trocadores de calor, quedas de pressão em redes de tubulação, e modelos radiativos para análise da incidência de radiação são alguns dos artifícios que o FloEFD oferece para os engenheiros.
Este módulo permite compreender fenômenos ligados à reações de combustão, como propagação da queima, formação de gases pós queima, efeitos da mistura combustível-ar e as frações mássicas de gases provenientes da combustão e, aspectos relacionados a escoamentos compressíveis, sejam eles subsônicos, transônicos, supersônicos e hipersônicos, visando analisar os efeitos de números de Mach, dissociação atômica e ionização por escoamentos hipersônicos a altas temperaturas.
Esta extensão permite fazer uma análise térmica de placas de circuitos integrados, a partir da importação de dados de materiais, power maps, regiões térmicas e redes de conexão de softwares como Mentor Expedition, Cadence, Zuken e Altium, evitando o uso de arquivos IDF. O FloEDA permite detalhar PCI’s com materiais e propriedades térmicas para o modelo ser repassado ao FloEFD para análise térmica subsequente.