Fluent Aero Workspace: GUI de Aerodinámica Personalizada

Las simulaciones de dinámica de fluidos computacional (CFD) han sido y continúan siendo ampliamente utilizadas por la industria aeroespacial para complementar las pruebas de vuelo y en túnel de viento. Reducen significativamente el coste y el tiempo de diseño y análisis de aeronaves. Aunque potentes, las herramientas CFD pueden ser complejas, difíciles de aprender y desafiantes de usar de manera efectiva. Para lograr resultados confiables, se crean mejores prácticas internas en varias fases del proceso CFD, desde la preparación y simulación del diseño asistido por computadora hasta el posprocesamiento, utilizando una amplia variedad de casos de verificación y validación. Luego, estas mejores prácticas se incorporan dentro de flujos de trabajo automatizados para mejorar la productividad y la preparación para el mercado.

Este esfuerzo es considerable y no es fácilmente accesible para las nuevas empresas o las pequeñas empresas. Además, a medida que continúa el desarrollo de la tecnología CFD, los usuarios que previamente desarrollaron sus propias mejores prácticas o flujos de trabajo internos ya no pueden adoptar fácilmente nuevas características o mejoras sin pasar por una capacitación CFD de alto nivel para dominar la nueva tecnología, y posteriormente deberá volver a verificar, revalidar o actualizar su flujo de trabajo automatizado.

Para aliviar estos desafíos que enfrenta la industria, Ansys ha creado Ansys Fluent Aero , un espacio de trabajo externo para proyectos aerodinámicos dirigido a la industria aeroespacial. Fluent Aero permite al usuario organizar y explorar automáticamente una amplia gama de configuraciones y condiciones (por ejemplo, túnel de viento, vuelo natural, gran altitud, etc.), utilizando las mejores prácticas integradas que dependen de la condición para mejorar la precisión y reducir significativamente el cantidad de esfuerzo dedicado a crear, mantener y actualizar continuamente las mejores prácticas y flujos de trabajo internos de CFD.

Fluent Aero es un espacio de trabajo que permite a los ingenieros aeroespaciales explorar fácilmente el rendimiento aerodinámico de una aeronave en una amplia gama de regímenes de vuelo, sin las herramientas adicionales de uso general del solucionador Fluent que normalmente no son útiles para este tipo de estudio. Esto permite a los ingenieros centrarse únicamente en su aplicación sin capacidades o características adicionales que sean innecesarias para su simulación, modelado o resultados.

El espacio de trabajo se subdivide en distintas vistas que guían al usuario a través de la creación de una matriz de condiciones o puntos de diseño, en la que pueden variar parámetros únicos o múltiples como AoA, Mach, Reynolds, altitud, etc.

Las vistas principales dentro del espacio de trabajo de Fluent Aero incluyen:

• Project View , una organización de archivos de proyecto que proporciona una interfaz clara basada en proyectos para crear, administrar e interactuar con estudios CFD paramétricos llamados Simulaciones en Fluent Aero. Por ejemplo, si desea estudiar múltiples configuraciones de aeronaves (geometrías), cada configuración se puede almacenar en una carpeta de simulación separada. Dentro de cada simulación puede crear puntos de diseño, cada uno de los cuales representa una condición de vuelo libre diferente. Hacer que estos puntos de diseño aparezcan directamente dentro del espacio de trabajo de Fluent Aero permite al usuario interactuar, cargar o agregar notas rápidamente con estos archivos sin tener que navegar manualmente a través del sistema operativo del usuario.

• Outline View presenta el flujo de trabajo guiado paso a paso de Fluent Aero. Proporciona un procedimiento simple y coherente para explorar una amplia gama de condiciones. El espacio de trabajo expone y utiliza los modelos, solucionadores y configuraciones de convergencia más relevantes del solucionador Fluent que han sido calibrados específicamente para problemas de aerodinámica externa. Estas configuraciones esculpidas están organizadas en pasos relevantes para guiar al usuario en la obtención de resultados CFD confiables.

• Propiedades Geométricas reconoce automáticamente el tipo de dominio de su malla (campo lejano o túnel de viento) e impone el tipo correcto de condiciones de contorno asociadas con el tipo de dominio. Las propiedades geométricas también se definen para calcular los coeficientes aerodinámicos de una aeronave.

• Airflow Physics muestra los modelos RANS de turbulencia más relevantes y las propiedades de la mezcla de aire para representar las atmósferas de la Tierra y Marte. Se puede habilitar la selección automática de ecuaciones de energía avanzadas y reacciones químicas para realizar simulaciones de alta velocidad.

• Condiciones de simulación define la condición o matriz de puntos de diseño que el usuario desea explorar. La matriz podría ser una trayectoria de vuelo, condiciones del túnel de viento, envolvente de vuelo, etc. Se admiten las propiedades de Mach, Reynolds y altitud, eliminando así la necesidad de convertir estos valores en propiedades estáticas o totales.

• Grupos de componentes organiza la geometría de la aeronave en grupos de componentes para mejorar la configuración de condiciones específicas (como el escape o la admisión del motor) y el posprocesamiento.

• Solve ofrece configuraciones de convergencia integradas que son adecuadas para casos simples (Predeterminado), como una configuración de crucero, o para casos más complejos (Robusto), como una configuración de gran elevación. Un usuario avanzado puede seleccionar Personalizado y modificar las configuraciones de convergencia más relevantes y comunes de Fluent si las dos opciones anteriores no son adecuadas. Se utilizan criterios de convergencia para controlar el tiempo de simulación. Se proporcionan automáticamente monitores de residuos y coeficientes aerodinámicos para evaluar la convergencia.

• Resultados explora todas las soluciones de la matriz de condiciones. Los coeficientes aerodinámicos, fuerzas y momentos se proporcionan para cada condición en las tablas. Se pueden crear gráficos paramétricos de coeficientes aerodinámicos y compararlos con datos de referencia, como datos experimentales, en Gráficos y Trazados. El usuario puede utilizar Contornos para visualizar el flujo de aire alrededor de la aeronave y sus componentes y generar automáticamente cifras para todos los puntos de diseño. 

La organización de archivos de proyecto proporcionada por Project View, el flujo de trabajo enfocado paso a paso proporcionado por Outline View y las configuraciones ajustadas para la aerodinámica externa ayudan a los ingenieros a completar sus simulaciones CFD de manera más eficiente, permitiéndoles dedicar más tiempo a sus objetivos de ingeniería.

El espacio de trabajo de Fluent Aero está disponible dentro de Fluent Launcher con una licencia Enterprise. Simplemente inicie su software Fluent, seleccione Enterprise y luego seleccione Aero. Haga clic en Iniciar para iniciar el espacio de trabajo de Fluent Aero.