Abaqus Multiphysics
Soluciones completas para una simulación realista
Simulación y análisis de multifísica en Abaqus
Las distintas disciplinas físicas, como la mecánica estructural, la dinámica de fluidos, la termodinámica y el electromagnetismo, están estrechamente conectadas porque la interacción entre múltiples fenómenos físicos y la conversión de energía de una forma a otra son cruciales para la mayoría de las aplicaciones industriales.
Por ejemplo, para diseñar baterías de iones de litio eficientes y fiables, los ingenieros deben tener en cuenta no solo el comportamiento electroquímico, sino también el desbordamiento térmico y la dinámica de fluidos del electrolito y la flexión e hinchamiento estructurales. Incluso durante la fabricación, hay que controlar los efectos multifísicos, ya sea el flujo de plástico en el moldeado por inyección o la acumulación de humedad durante el montaje electrónico.
El paquete de productos Abaqus Unified FEA cuenta con importantes funcionalidades para resolver problemas multifísicos. Estas funcionalidades, desarrolladas a lo largo de muchos años y totalmente integradas como funcionalidad principal de Abaqus, se han utilizado ampliamente para muchas aplicaciones de ingeniería en productos y proyectos de ingeniería en la actualidad.
La tecnología multifísica ha formado parte de Abaqus desde el principio. A partir de Abaqus V2 (en 1979), Abaqus/Aqua simula la carga hidrodinámica de las olas sobre estructuras flexibles para oleoductos en alta mar. A lo largo de los años, se han añadido funcionalidades multifísicas adicionales, como acoplamientos de fluidos, térmicos y eléctricos, y muchas otras que se enumeran a continuación.
Creación de un flujo de simulación multifísica en Abaqus
Para hacer frente a estas desafiantes aplicaciones, Abaqus ofrece una gama de funcionalidades de simulación multifísica, incluyendo el mapeo secuencial de resultados, procedimientos de solución totalmente acoplados y simulación conjunta:
- Mapeo secuencial de resultados: la capacidad de campo externo en Abaqus proporciona un marco general para mapear resultados de una simulación anterior a una simulación en Abaqus. Algunos ejemplos incluyen el mapeo de temperatura de una simulación previa de transferencia de calor y el mapeo de presión de una simulación previa de dinámica de fluidos.
- Simulación totalmente acoplada: cuando el acoplamiento unidireccional es insuficiente, Abaqus ofrece procedimientos de solución totalmente acoplados, incluyendo tensión térmica, térmico-electroquímico-estructural, acústico-estructural y flujo de fluidos a través de medios porosos.
- Simulación conjunta: un marco abierto de simulación conjunta proporciona la capacidad de conectar Abaqus con solvers externos.
La ventaja de Abaqus Multiphysics es la facilidad con la que el usuario del análisis estructural de elementos finitos de Abaqus puede resolver problemas de multifísica. A partir del mismo modelo, la misma biblioteca de elementos, los mismos datos de materiales y el mismo historial de cargas, puede ampliarse fácilmente un modelo de análisis estructural de elementos finitos de Abaqus para incluir interacciones físicas adicionales.
Funcionalidades multifísicas en Abaqus
- Simulación euleriana-lagrangiana acoplada
- Simulación hidrostática-fluido-mecánica
- Simulación piezoeléctrico-mecánica
- Simulación estructural-acústica
Simulación euleriana-lagrangiana acoplada
El enfoque de acoplado euleriano-lagrangiano (CEL) de Abaqus permite a ingenieros y científicos simular problemas en los que la interacción entre estructuras y fluidos es importante. Esta funcionalidad no depende del acoplamiento de varios productos de software, sino que resuelve la interacción fluido-estructura (FSI) simultáneamente dentro de Abaqus.
Simulación hidrostática-fluido-mecánica
La funcionalidad multifísica hidrostática-fluido-mecánica permite al usuario incluir en su modelo los efectos de cavidades totalmente cerradas llenas de gas o líquido. Esto es útil para simular globos, bolsas de aire, cojines de asiento, calzado deportivo, tanques parcialmente llenos y otros contenedores, resortes de aire, bolsas intravenosas y muchas otras aplicaciones que requieren la consideración de la relación presión-volumen del recinto y la energía dentro del fluido encerrado.
Simulación piezoeléctrico-mecánica
Abaqus contiene una completa funcionalidad de simulación piezoeléctrica-mecánica electrostática bidireccional, permitiendo que el flujo eléctrico cause deformación en el material (y cambio de forma) y que la tensión cause un cambio de potencial eléctrico.
Simulación estructural-acústica
La interacción estructura-acústica abarca diversos ámbitos de aplicación, como la transmisión del ruido, la radiación, la atenuación acústica o la amplificación. Abaqus integra la simulación del ruido en el solver de elementos finitos, lo que permite realizar simulaciones acústicas estructurales totalmente acopladas dentro de los flujos de trabajo habituales de Abaqus.
- Simulación termoeléctrica
- Simulación termomecánica
- Simulación termofluido-mecánica
- Simulación de presión estructural de poros
Simulación termoeléctrica
El flujo de corriente genera calentamiento, el calentamiento cambia la resistividad y el cambio de resistividad altera el flujo de corriente. Este tipo de simulación es útil en dispositivos electrónicos sensibles como fusibles, enlaces, trazas eléctricas y filamentos de bombillas.
Simulación termomecánica
La interacción térmicomecánica abarca desde el simple estrés térmico (acoplamiento unidireccional de la simulación térmica al análisis de estrés) hasta la transferencia de calor por fricción más compleja (en la que el deslizamiento por fricción genera calor, como en los sistemas de frenado), pasando por la simulación de temperatura-desplazamiento totalmente acoplada (en la que el movimiento afecta a la transferencia de calor y la transferencia de calor afecta al movimiento).
Simulación termofluido-mecánica
En muchos procesos industriales, los efectos combinados de la humedad y el calor sobre el rendimiento del producto o su comportamiento durante el montaje pueden ser críticos. Al considerar simultáneamente el comportamiento detallado del producto en condiciones de funcionamiento realistas, los diseñadores e ingenieros pueden determinar el diseño o proceso de fabricación ideal para un objetivo de rendimiento determinado.
Simulación de presión estructural de poros
La influencia del agua en el comportamiento de los suelos bajo carga es extremadamente compleja y se requiere un sofisticado enfoque acoplado para proporcionar resultados de simulación, que pueden ayudar a proporcionar confianza en las decisiones de diseño.
Comience su viaje
Explore los avances tecnológicos, las metodologías innovadoras y la evolución de las demandas del sector que están dando nueva forma al mundo de la tecnología multifísica. Vaya un paso por delante con SIMULIA. Descubra ahora Abaqus Multiphysics.
Preguntas frecuentes sobre simulación multifísica
La simulación multifísica es una técnica computacional que resuelve problemas complejos en los que intervienen múltiples procesos o fenómenos físicos. Ofrece varias ventajas que mejoran considerablemente el diseño, el análisis y la optimización de sistemas complejos.
- Visión global: Permite analizar sistemas y fenómenos del mundo real en los que interactúan múltiples factores físicos, como los efectos térmicos sobre la integridad estructural, proporcionando una comprensión más precisa y holística de los comportamientos de los sistemas.
- Reducción de costes: predecir y optimizar el rendimiento de diseños o procesos antes de construir prototipos físicos puede reducir considerablemente el tiempo y el dinero invertidos en pruebas experimentales.
- Innovación y optimización: facilita la exploración de un espacio de diseño más amplio y evalúa más variables y sus interacciones que las simulaciones tradicionales de una sola física, lo que conduce a soluciones innovadoras y diseños optimizados que no serían posibles de otro modo.
- Mitigación de riesgos: ayuda a identificar posibles problemas de diseño y puntos de fallo mediante la simulación de diversas condiciones de funcionamiento y escenarios extremos, mejorando así la seguridad y la fiabilidad.
- Comercialización más rápida: acelera el proceso de desarrollo de productos al permitir iteraciones rápidas del diseño basadas en la retroalimentación de la simulación, lo que reduce el tiempo total desde el concepto hasta la comercialización.
El software de simulación multifísica es una herramienta computacional que simula y analiza las interacciones entre distintos fenómenos físicos, que pueden ser térmicos, mecánicos, eléctricosy de dinámica de fluidos, dentro de un mismo marco. Esto permite el estudio exhaustivo y la optimización de sistemas complejos que implican múltiples procesos físicos en interacción.
Descubra también
Descubra lo que SIMULIA puede hacer por usted
Hable con un experto de SIMULIA para descubrir cómo nuestras soluciones permiten colaborar sin problemas e innovar de manera sostenible en organizaciones de todos los tamaños.
Póngase en marcha
Los cursos y las clases están disponibles para estudiantes, instituciones académicas, profesionales y empresas. Encuentre la formación de SIMULIA adecuada para usted.
Obtener ayuda
Encuentre información sobre certificación de software y hardware, descargas de software, documentación del usuario, contacto con soporte y oferta de servicios