Softwares mas utilizados en Dinamica de Gases

Fecha de Entrega:  27 de Junio de 2022

Asignatura: Dinámica de Gases

Estudiante: Rolando Cuenca – Cedula: V-23.411.870

Actividad: Realizar un ensayo referente a los programas computacionales utilizados en ingeniería para el desarrollo de problemas y aplicaciones prácticas en la dinámica de flujos compresibles.

La Dinámica de Fluidos Computacional (CFD) (en inglés Computational Fluid Dynamics) es una rama de la mecánica de fluidos que utiliza un análisis numérico y estructuras de datos para resolver y analizar problemas que involucran flujos de fluidos. En la actualidad, así como también en la realidad, el ingeniero depende de programas computacionales (software) para correr simulaciones de escenarios acordes a la realidad del proceso que analizará, dándoles solución según sea el caso; ya que el proceso conocido como “Tomar papel y lápiz, escribir ecuaciones y dar solución” es totalmente ambiguo, y además, requiere la inversión de mucho tiempo, algo que mediante el uso de un software especializado, las cuales son capaces de desarrollar soluciones 20 veces más rápido que el método “papel y lápiz”. Las nuevas tecnologías han llegado para quedarse, y depende de nosotros mismos darle el uso correcto y aprender a dominarlas para darle solución a los problemas de la vida cotidiana. Siendo así, a continuación, se presenta la descripción de varios softwares especializados en la CFD:

• El software ANSYS FLUENT contiene las amplias características de modelado físico que se necesitan para modelar flujos, turbulencias, transferencias de calor y reacciones para aplicaciones industriales que van desde el flujo de aire sobre el ala de una aeronave a la combustión en un horno, desde columnas de burbujas a plataformas petrolíferas, desde el flujo de sangre a la fabricación de semiconductores, y desde el diseño de una sala blanca a plantas de tratamiento de aguas residuales.
• Siemens Simcenter STAR CCM+ es un software de dinámica computacional de fluidos que permite simular una amplia variedad de soluciones de ingeniería que implique el flujo de líquidos, gases o una combinación de ambos, así como todas las derivadas físicas asociadas. Cuenta con ventajas como las siguientes:

• Alta Productividad: decisiones en días, no en semanas. Airbus pudo diseñar un sistema de mezcla térmica con Simcenter STAR-CCM+ en solo 2 semanas en comparación con 6 meses de trabajo en otro CFD muy conocido!
• Realismo: simulaciones de alta fidelidad. Muchas empresas confían en Simcenter STAR-CCM+ para simular geometría compleja y con física avanzada como multifase, combustión, electroquímica, térmica.
• Exploración de 1 a 100 diseños: El proceso de simulación eficiente, robusto y automatizado en Simcenter STAR-CCM+ permite a las empresas transformar su proceso de desarrollo explorando muchos más diseños en muchos más escenarios de uso para garantizar el máximo rendimiento y fiabilidad.

Adquirible en:

https://www.plm.automation.siemens.com/global/es/products/simcenter/STAR-CCM.html

• OpenFOAM tiene una amplia gama de características para simular cualquier cosa, desde flujos turbulentos en aerodinámica de automoción, hasta incendios y supresión de incendios en edificios, que implican combustión, reacciones químicas, transferencia de calor, aerosoles de líquidos y películas. Incluye herramientas para mallar dentro y alrededor de geometrías complejas (por ejemplo, un vehículo), y para el procesamiento y visualización de datos, y más.​ Casi todos los cálculos se pueden ejecutar en paralelo como estándar para aprovechar al máximo los procesadores multinúcleo actuales y las computadoras multiprocesador.

Adquirible en: https://openfoam.org/download/

• Autodesk CFD es un software de simulación de dinámica de fluidos computacional que los ingenieros y analistas utilizan para predecir de forma inteligente el comportamiento de líquidos y gases; ayuda a minimizar la necesidad de realizar prototipos físicos, a la vez que proporciona una visión más profunda del rendimiento del diseño del flujo de fluidos. Diseña sistemas con conocimientos sobre fluidos, térmica y movimiento. Proporciona a los ingenieros una serie de potentes herramientas para la optimización del diseño de sistemas.

Adquirible en: https://www.autodesk.com/products/cfd/overview

• COMSOL Multiphysics ® es un software de simulación de uso general que se utiliza en todos los campos de la ingeniería, la fabricación y la investigación científica. El software ofrece capacidades de modelado de física única y multifísica totalmente acopladas, gestión de datos de simulación y herramientas fáciles de usar para crear aplicaciones de simulación. Los módulos complementarios brindan funcionalidad especializada para electromagnética, mecánica estructural, acústica, flujo de fluidos, transferencia de calor e ingeniería química.
• FLOW-3D se enfoca en aplicaciones de superficie libre y multifase, sirviendo a una amplia gama de industrias incluyendo microfluidos, dispositivos biomédicos, infraestructura civil de agua, industria aeroespacial, productos de consumo, fabricación aditiva, impresión de inyección de tinta, soldadura láser, automotriz, costa afuera, energía y automotriz. Es una herramienta de multifísica única y poderosa, proporciona la funcionalidad, facilidad de uso y potencia que ayuda a los ingenieros a avanzar en sus objetivos de modelado.

Adquirible en: https://agetintopc.com/es/flow-science-flow-3d-free-download/

• El programa Iber realiza modelos bidimensionales para la simulación del flujo en lámina libre mientras que Hec-Ras realiza modelos unidimensionales en régimen permanente como en régimen variable.

HEC-RAS vs IBER: La principal ventaja que presenta frente a Iber es la posible combinación de un modelo bidimensional con uno unidimensional, lo que optimizaría tiempo computacional al simplificar partes del modelo. Sin embargo, Iber es capaz de simular tramos con tuberías que a día de hoy no pueden simularse con Hec-Ras 2D. También dispone del módulo de turbulencia, el cual permite incluir las tensiones turbulentas en el cálculo hidrodinámico, pudiéndose utilizar para ello diferentes modelos de turbulencia para aguas someras con diferente grado de complejidad.

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