Nel campo della progettazione meccanica sono sempre di più i software che permettono di analizzare, calcolare e simulare i comportamenti dei prodotti da realizzare prima ancora di giungere alla loro prototipazione; riducendo così tempi e costi.

In questo panorama si inserisce anche la fluidodinamica computazionale o numerica (detta CFD Computational Fluid Dynamics) che utilizza l’analisi numerica e algoritmica per studiare e risolvere problemi di fluidodinamica mediante l’utilizzo del computer.

La  CFD permette, attraverso complessi calcoli numerici, di descrivere il comportamento di fluidi, gas e fumi. Poter analizzare in modo puntuale i fenomeni fisici che agiscono all’interno di un sistema, ci mette in grado di capirne il funzionamento effettivo prima ancora di averne realizzato il prototipo.

Che si tratti di una macchina o di un componente di un sistema più complesso, con l’analisi fluidodinamica CFD il team di ingegneri può visualizzare l’andamento fisico del fluido e gli eventuali problemi di surriscaldamento, usura, dispersione, ecc. del contenitore in cui esso si trova.

La simulazione, che si basa su complessi calcoli matematici e algoritmi, ha quindi due vantaggi importanti: vedere e quindi comprendere con maggiore chiarezza il reale comportamento dei fluidi, ridurre i costi evitando prototipazioni spesso complesse e inutili.

I clienti si sono dimostrati molto soddisfatti dell’utilizzo delle analisi  CFD proprio per la possibilità di avviare modifiche e miglioramenti senza dover prima creare un modello reale del prodotto. Scompare il make and try e si migliorano le performance del prodotto rendendolo molto più competitivo sul mercato.

L’analisi fluidodinamica CFD è ormai fondamentale nell’ingegnerizzazione di qualsiasi prodotto che preveda movimenti di fluidi, gas  e fumi ed ha quindi un vastissimo campo di applicazione nell’industria per tutte le problematiche attinenti all’azione di fluidi: forze aerodinamiche, motori, pompe, impianti chimici ,ecc.

Grazie alla collaborazione con l’ing. Gabriele Copelli possiamo realizzare analisi e simulazioni fluidodinamiche per qualsiasi tipologia di prodotto. Le analisi CFD possono essere funzionali alla progettazione meccanica ottimizzandola in base alle risposte ottenute o possono essere fatte su specifiche richieste.

Il processo di analisi prevede determinati steps che non variano al variare della tipologia del fluido esaminato e del solido con cui esso interagisce:

• Definire la geometria del problema da analizzare
• Suddividere in celle il volume occupato dal fluido per generare una griglia di calcolo
• Definire il modello fisico (ad esempio, le equazioni del moto + l’equazione dell’energia + le equazioni delle specie) e quindi quello numerico (metodo di discretizzazione delle equazioni, algoritmi per la risoluzione delle equazioni)
• Specificare le proprietà del fluido nel dominio di calcolo (condizioni al contorno) partendo dalle individuali condizioni iniziali
• Risolvere le equazioni in maniera ripetitiva. Il calcolo viene interrotto una volta che sia stato raggiunto il grado di accuratezza desiderato
• Visualizzare i risultati prodotti con un post-processore
• Analizzare i risultati

Nella progettazione meccanica la CFD può integrarsi e interagire con l’analisi strutturale in modo da valutare non solo gli effetti dei fluidi nei solidi ma anche i tempi di deformazione (per pressione o usura). I campi di applicazione sono infiniti: per le pompe centrifughe, per le valvole di regolazione dei flussi, per gli impianti termici, ecc.

Un campo di applicazione che oggi risulta particolarmente d’attualità è quello dell’areazione: grazie alla CFD possiamo migliorare il flusso di riciclo d’aria in un ambiente chiuso o migliorare l’efficienza di sistemi di sanificazione.

Come sempre Project mette al servizio dei suoi cliente le competenze migliori per un servizio di progettazione meccanica  che punta ad ottenere il miglior risultato ottimizzando tempi e costi grazie alle nuove tecnologie.