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CFD 1D e 3D, qual è la differenza?

on 25 Gennaio 2017

Molti progettisti si chiedono quale sia la differenza tra simulazione CFD 1D e 3D, ragionando magari per analogia con i sistemi CAD, che consentono di lavorare sia in 2D che in 3D. La progettazione a 2 dimensioni lavora sul piano, quella a 3 dimensioni nello spazio. E quella a una sola dimensione?

La simulazione CFD 1D si applica tipicamente a livello di sistema, mentre quella 3D a livello di singolo componente. Sia la CFD 1D che quella 3D consentono ai progettisti di acquisire una maggiore comprensione dei flussi di fluidi e migliorare il progetto. In molte organizzazioni vengono utilizzate entrambe per ottenere prodotti migliori e assicurare che le prestazioni richieste vengano soddisfatte.

Nella simulazione CFD 1D ogni elemento del sistema o del processo fisico viene rappresentato da un componente individuale e discreto. Le performance sino basate su dati empirici o su una correlazione teorica. La seguente figura riporta l’esempio di un semplice impianto affiancato dalla sua rappresentazione schematica ai fini della simulazione.

Il vantaggio più importante di un software di simulazione CFD 1D è la sua velocità, proprio perché i calcoli vengono effettuati a livello di sistema. Il più importante di tali software è FloMASTER, che si caratterizza anche per un alto livello di accuratezza.

La simulazione 1D e 3D svolgono dunque ruoli complementari nella progettazione di un sistema, ad esempio in ambito automotive, aerospaziale o di grandi impianti. FloMASTER lavora in stretta integrazione con FloEFD, il tool di simulazione 3D a livello di componente. In questo modo i progettisti possono prendere in considerazione una gamma più ampia di scenari di progettazione per raggiungere il livello di definizione desiderato.

Nello schema che segue sono evidenziate le differenze principali tra i tool di simulazione 1D e 3D.

Simulazione 1D

  • Dettaglio a livello di componente
  • Correlazioni empiriche, dati di test, CFD 3D, teoria
  • Progetta un sistema ideale o ne analizza uno esistente
  • Veloce e facile da utilizzare
  • Poco dettagliato

Simulazione 3D

  • Dettaglio a livello del volume di controllo
  • Base teorica
  • Progetta un nuovo componente o studia una geometria esistente
  • Richiede tempo per l’utilizzo e necessità di competenze specifiche
  • Molto dettagliato

FloMASTER

Modellazione termofluidodinamica monodimensionale

FloMASTER è un tool software di simulazione CFD 1D utilizzato in tutti i settori industriali per ridurre i tempi e i costi di sviluppo dei sistemi termofluidodinamici.

“FloMASTER consente di lavorare molto velocemente, ma a livello di accuratezza è veramente imbattibile. Inoltre può essere pienamente integrato con la simulazione 3D di FloEFD”

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