Simulaciones numéricas (CFD)

Simulaciones Numéricas CFD

D&BTech simula el comportamiento de fluidos en complejos sistemas. El más avanzado programa de software, ejecutado sobre un conjunto de 12 servidores se emplea para estos cálculos numéricos.

TÉCNICAS DE MODELADO CFD

Transferencia de Calor

Los modelos de transferencia de calor incluyen los 3 principales mecanismos de interés en ingeniería: conducción, convección y radiación.

De esta manera, es posible estudiar y analizar la implicaciones en el diseño de los procesos térmicos  donde se produzca transferencia de calor en forma de combinación de los 3 mecanismos.

A este respecto, estos son algunos ejemplos:

Análisis de la expansión de las llamas en los incendios.

Tratamientos térmicos aplicados a la fabricación de piezas metálicas (estabilización de tensiones).

Tratamientos térmicos a componentes fabricados con fibra y polímeros (proceso de curación).

Heat transfer
Multiphase flows

Flujos Multifásicos

El uso de la herramienta CFD permite la simulación de toda clase de flujos multifásicos, desde escalas pequeñas (gotas, microburbujas) a fenómenos de superficie libre.

La utilización de estos modelos facilita el estudio de problemas en los que hay presente más de un fluido.

De esta forma, es posible analizar, entre otros, procesos de mezcla, dispersión de contaminantes, formación de gotas y burbujas, fenómenos de cavitación, flujos en canales con superficie libre, olas, etc.

Reactores Químicos y Biológicos

Las operaciones de aireación y agitación son esenciales en lo que respecta a la hidrodinámica de los reactores de cultivo tanto a niveles de laboratorio (investigación y desarrollo) como a nivel de procesos productivos industriales.

La optimización de estos procesos en términos de homogeneización y estabilidad, reducción del fenómeno de cortadura, consumo energético y transferencia efectiva de gas, es otra de las aplicaciones de la herramienta CFD.

Chemical and biological reactors
Waterworks

Obras Civiles relacionadas con el Agua

Tradicionalmente, la Ingeniería Civl (canales, presas, estaciones de bombeo, esclusas, puertos, etc.) ha planeado y ejecutado sus trabajos de acuerdo a las guías de cálculo y diseño que habían sido establecidas y contrastadas durante largo tiempo en las Escuelas de Ingeniería.

En algunos casos, la construcción y el ensayo en modelos a escala permite ratificar/modificar los planos antes de la construcción a tamaño real.

La Simulación Numérica ofrece nuevas posibilidades para el diseño y la detección de problemas en una etapa anterior a la de los modelos a escala, suponiendo un significativo ahorro de tiempo y coste.

Modelos Específicos

Cualquier proceso en el que haya fluidos en movimiento, puede ser analizado con la técnica CFD.

Es especialmente útil para el inicial diseño de prototipos en los que los cambios de geometría puede ocasionar mejora de parámetros tales como presión, velocidad, caudal, temperatura, etc.

Una vez que la simulación proporciona un resultado satisfactorio, los siguientes pasos de experimentación y posterior escalado a nivel industrial son abordados con alta probabilidades de éxito.

Chemical and biological reactors
Waterworks

Aeroelasticidad

La herramienta CFD tiene también aplicación para analizar (previamente a los cálculos mecánicos) las solicitaciones que fluidos en movimiento ejercen sobre elementos estructurales.

La amplia variedad de condiciones de contorno que se pueden imponer al flujo analizado, permite también el estudio de numerosos casos en regímenes estacionarios y transitorios.

Tests Experimentales

Una vez que las simulaciones CFD han sido contrastadas con el funcionamiento de prototipos o diseños experimentales y que se ha validado la correlación de los resultados de operación proporcionados por ambas vías, se aplica de nuevo la simulación para la denominada "optimización de precisión" o para trabajar en escalados de mayor dimensión.

Chemical and biological reactors
Waterworks

Consultoría Técnica

Simulación numérica bi-dimensional del flujo originado por las paletas de impulsión de un tanque de cultivo de microalgas

Como se puede apreciar, es un movimiento muy complejo donde un elemento giratorio modifica la superficie libre entre el agua (azul) y el aire (azul claro).

La eficiencia de la rueda de paletas depende del número de álabes, del ángulo de incidencia y también de la geometría del tanque en la zona de impulsión.

Las Simulaciones numéricas junto con tests experimentales empleando modelos a escala, proporciona una significativa mejora en los sistemas de impulsión de tanques de cultivo, lo que implica un importante ahorro de costes de operación.