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Computational Fluid Dynamics (CFD): ingegneria dei fluidi
Computational Fluid Dynamics (CFD): ingegneria dei fluidi
Il termine Computational Fluid Dynamics (CFD) si riferisce a una disciplina che sfrutta la potenza dei computer per risolvere e analizzare i problemi che coinvolgono il flusso dei fluidi. Grazie a software avanzati e algoritmi matematici complessi, la CFD permette agli ingegneri e ai ricercatori di simulare il comportamento di gas e liquidi in situazioni reali o virtuali, aprendo le porte a nuove possibilità nel campo dell’ingegneria.
Cos’è la Computational Fluid Dynamics (CFD)?
La Computational Fluid Dynamics è una tecnica numerica utilizzata per risolvere le equazioni che regolano il movimento dei fluidi. In particolare, la CFD si basa sulle equazioni di Navier-Stokes, che descrivono la conservazione della massa, della quantità di moto e dell’energia in un fluido. Tuttavia, risolvere queste equazioni in modo analitico è estremamente difficile, soprattutto quando si considerano problemi complessi con geometrie complesse e condizioni al contorno variabili.
Qui entra in gioco la CFD: utilizzando metodi numerici, come il metodo delle differenze finite o degli elementi finiti, la fluidodinamica computazionale può suddividere un dominio fisico in piccole celle, in ognuna delle quali vengono calcolati parametri fondamentali come velocità, pressione e temperatura. Questo permette di ottenere una rappresentazione dettagliata e accurata del comportamento del fluido in diverse condizioni.
Applicazioni della CFD in ingegneria
La CFD engineering è un’area in costante crescita, con applicazioni che spaziano dall’industria aerospaziale a quella automobilistica, dalla progettazione di impianti industriali fino alla simulazione ambientale. Alcuni esempi includono:
- Aerodinamica e Automotive: La CFD viene ampiamente utilizzata per ottimizzare il design delle auto e degli aerei, migliorando l’aerodinamica e riducendo la resistenza del vento. Grazie alle simulazioni, è possibile testare diverse configurazioni senza dover ricorrere a costosi test in galleria del vento.
- Progettazione di impianti industriali: Nell’industria energetica e chimica, la CFD è utilizzata per progettare turbine, compressori, scambiatori di calore e reattori. Simulando il flusso dei fluidi all’interno di queste macchine, si possono ottimizzare le prestazioni e ridurre le inefficienze energetiche.
- Simulazioni ambientali: La fluidodinamica computazionale può essere impiegata per prevedere il comportamento di fiumi, maree e altre correnti naturali. Questo è utile nella gestione dei rischi idrici, nella progettazione di infrastrutture e nel monitoraggio dell’inquinamento.
- Biomedicale: Anche nel settore della medicina, la CFD sta trovando un’applicazione crescente, ad esempio nella simulazione del flusso sanguigno attraverso le arterie umane, utile per la progettazione di stent o altre protesi vascolari.
Come Funziona il Calcolo CFD?
Un aspetto fondamentale della CFD computational è la suddivisione dello spazio fisico in una griglia o mesh. Più fine è la mesh, più dettagliata sarà la simulazione. Il calcolo CFD prevede i seguenti passaggi principali:
- Definizione del problema: L’ingegnere deve specificare la geometria del sistema e le condizioni al contorno, ad esempio la velocità iniziale del fluido, la pressione, la temperatura o le pareti rigide che confinano il fluido.
- Generazione della mesh: Il dominio viene suddiviso in piccole celle. Un numero maggiore di celle comporta una simulazione più precisa, ma anche un costo computazionale più elevato.
- Soluzione numerica: Il software CFD utilizza algoritmi per risolvere le equazioni del moto dei fluidi all’interno di ogni cella della mesh. Il tempo di calcolo può variare da pochi minuti a diversi giorni, a seconda della complessità del problema e della potenza di calcolo disponibile.
- Analisi dei risultati: Una volta completato il calcolo, l’ingegnere analizza i risultati per valutare il comportamento del fluido e, se necessario, apportare modifiche al design o al processo.
Vantaggi della CFD rispetto ai Metodi Tradizionali
Prima dell’avvento della CFD, gli ingegneri erano costretti a basarsi su esperimenti fisici e modelli matematici semplificati per studiare il comportamento dei fluidi. Questi metodi, seppur validi, presentano numerosi limiti. La CFD offre invece numerosi vantaggi:
- Risparmio di tempo e costi: Simulare un fluido tramite CFD engineering è spesso molto più economico rispetto alla costruzione di prototipi fisici e all’esecuzione di esperimenti.
- Maggior flessibilità: Le simulazioni CFD permettono di testare diverse condizioni operative, senza i limiti delle apparecchiature sperimentali. Si può calcolare il comportamento dei fluidi in ambienti estremi o difficili da replicare.
- Precisione e dettaglio: Grazie ai moderni software CFD, è possibile ottenere una rappresentazione molto dettagliata del flusso, con informazioni su parametri come turbolenza, vortici o gradienti di pressione.
Conclusioni
La Computational Fluid Dynamics è una tecnologia fondamentale per chiunque lavori nell’ambito della fluidodinamica e dell’ingegneria dei fluidi. Grazie alla capacità di simulare fenomeni complessi con precisione, la CFD sta trasformando la progettazione industriale, migliorando l’efficienza e riducendo i costi in una vasta gamma di applicazioni. Se desideri calcolare CFD per il tuo progetto, oggi esistono numerosi strumenti che possono aiutarti a ottenere risultati accurati e affidabili, accelerando il processo di innovazione e design.
ESSS Italia acquisisce l’attività di distribuzione di Ansys
ESSS Italia acquisisce l’attività di distribuzione del software Ansys da CADland
Questa operazione strategica rafforzerà ulteriormente la posizione di ESSS nel mercato dell’Europa Meridionale
ESSS, Ansys Apex Channel Partner operativo in America Latina, Spagna, Portogallo e Italia, informa che la sua filiale italiana (ESSS Italia) ha acquisito l’attività di distribuzione del software Ansys da Cadland. L’acquisizione è stata finalizzata per rafforzare ulteriormente la posizione di mercato nel territorio italiano di ESSS. Per Cadland, la vendita si inserisce nell’ambito di una nuova strategia, che la porterà a focalizzarsi sull’attività di system integrator di soluzioni PLM.
Cadland vuole garantire ai propri clienti il supporto di un Ansys Apex Channel Partner dall’esperienza consolidata come ESSS e fornire ai clienti un allineamento a lungo termine sui prodotti Ansys. “Questa operazione è in linea con la nostra strategia aziendale di rafforzare il nostro impegno nel mercato PLM e con questa operazione si crea una importante partnership sul mercato italiano. Oltre a ciò, ESSS è un chiaro leader di mercato, in grado di fornire la conoscenza del prodotto, il supporto e il servizio che Cadland desidera per i suoi clienti.”, afferma il fondatore del Gruppo CADland Roberto Ruggieri.
“Siamo entusiasti di dare il benvenuto ai nostri nuovi clienti in ESSS Italia! Ci aspettiamo un successo continuo e una partnership duratura. Le acquisizioni hanno rappresentato un’importante parte della strategia di crescita di ESSS negli anni passati e continuano ad essere una componente rilevante del modo in cui espandiamo la nostra attività”. Afferma Mario Sofia, General Manager e Group CRO, ESSS Italia
Informazioni su ESSS: ESSS è una multinazionale che offre strumenti avanzati di simulazione computazionale, strumenti di ingegneria assistita da computer (CAE) e software personalizzato. ESSS si è guadagnata una reputazione internazionale grazie all’offerta sul mercato di una gamma completa di soluzioni di simulazione numerica, accompagnate da un’assistenza clienti di elevata qualità e dai relativi servizi di ingegneria. Queste funzionalità consentono ai clienti di sfruttare appieno il portafoglio multi-fisico di Ansys, esponendo al contempo la simulazione a tutti i livelli dell’organizzazione ingegneristica.
Informazioni sul Gruppo Cadland: il gruppo Cadland opera nel mercato italiano dell’High Tech da oltre 30 anni, con più di 1000 clienti attivi, da micro a PMI a Grandi Imprese, e si occupa di supportare la crescite delle aziende attraverso la fornitura di soluzioni del portfolio Dassault Systemès, ed eroga servizi di training e supporto mirati alle specifiche esigenze dei clienti, che toccano tutti gli ambiti produttivi, dalla progettazione all’intero ciclo di vita del prodotto.
Qual è la differenza tra ANSYS Workbench e Mechanical APDL
Nell’ambito della simulazione ingegneristica, scegliere il giusto software di simulazione è cruciale per ottenere risultati accurati ed efficienti. ANSYS offre due potenti strumenti per la simulazione strutturale: ANSYS Workbench e ANSYS Mechanical APDL. Sebbene entrambi siano utilizzati per analisi strutturali, differiscono significativamente nelle loro funzionalità, interfacce e applicazioni. In questo articolo, esploreremo le differenze tra ANSYS Workbench e ANSYS Mechanical APDL per aiutarti a scegliere la soluzione più adatta alle tue esigenze di simulazione.
ANSYS Workbench, un ambiente integrato per la simulazione
ANSYS Workbench è un ambiente integrato che offre una piattaforma unificata per diverse tipologie di simulazione, incluse quelle strutturali, termiche, fluidodinamiche e elettromagnetiche. La sua interfaccia grafica intuitiva facilita l’interazione tra le diverse fasi del processo di simulazione, dal pre-processing al post-processing. Ecco alcune delle sue caratteristiche principali:
- Interfaccia User-Friendly: l’interfaccia drag-and-drop semplifica la costruzione e la gestione dei modelli di simulazione.
- Integrazione Multi-Fisica: permette di eseguire simulazioni che coinvolgono più fisiche in modo integrato e coordinato.
- Workflow Automatizzati: supporta la creazione di workflow automatizzati per ridurre il tempo e l’errore umano.
Vantaggi di ANSYS Workbench
- Facilità d’uso: ideale per ingegneri che desiderano un ambiente di simulazione integrato e facile da usare.
- Versatilità: adatto per una vasta gamma di applicazioni ingegneristiche grazie alla sua capacità di integrare diverse fisiche.
- Efficienza: riduce significativamente il tempo necessario per preparare, eseguire e analizzare le simulazioni.
ANSYS Mechanical APDL, la potenza della simulazione strutturale
ANSYS Mechanical APDL è un potente strumento specificamente progettato per l’analisi strutturale avanzata. Utilizza il linguaggio APDL (ANSYS Parametric Design Language) per fornire una maggiore flessibilità e controllo sui dettagli della simulazione. Ecco alcune delle sue caratteristiche principali:
- Capacità di modellazione avanzata: supporta l’analisi di problemi complessi con dettagliati controlli sui parametri.
- Linguaggio di programmazione (APDL): permette la creazione di script personalizzati per automatizzare processi complessi.
- Flessibilità: ideale per analisi non lineari, dinamiche e di contatto avanzate.
Vantaggi di ANSYS Mechanical
- Precisione: offre un controllo preciso sui dettagli della simulazione, ideale per analisi complesse.
- Personalizzazione: la possibilità di utilizzare APDL consente una personalizzazione completa delle simulazioni.
- Potenza di Calcolo: ottimizzato per gestire grandi modelli e complessi calcoli ingegneristici.
Quale software scegliere?
La scelta tra ANSYS Workbench e ANSYS Mechanical APDL dipende principalmente dalle tue esigenze specifiche di simulazione:
- Scegli ANSYS Workbench se cerchi un ambiente di simulazione integrato, facile da usare e adatto per una vasta gamma di applicazioni.
- Scegli ANSYS Mechanical APDL se hai bisogno di un controllo dettagliato sui parametri di simulazione e stai lavorando su analisi strutturali complesse che richiedono una maggiore flessibilità e precisione.
In conclusione, entrambi i software offrono potenti strumenti per la simulazione strutturale, ma con approcci e funzionalità differenti. Valuta attentamente le tue esigenze e scegli la soluzione che meglio si adatta al tuo flusso di lavoro.
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Start up innovativa i-Labs: Industria 4.0
Start up innovativa, iscritta all’anagrafe nazionale delle ricerche accreditate come ente di formazione presso la regione Marche: stiamo parlando di I-Labs Industry.
Nata al termine del progetto HD3FLAB (finanziato dalla regione Marche) nel 2018, con il contributo relalizzativo di 7 soci tra cui Cadland spa, è ad oggi un laboratorio d’eccellenza dove si promuovono ricerca e trasferimento tecnologico sui temi e le tecnologie di Industria 4.0.
A cosa serve una startup innovativa come I-Labs?
La start up I-Labs, nasce per offrire alle aziende un ambiente collaborativo per favorire la loro crescita. Come? Creando un ponte tra imprese e ricerca. All’interno del laboratorio infatti, si sviluppano, applicano e condividono soluzioni innovative volte a migliorare i sistemi di produzione con l’obiettivo di garantire un’evoluzione verso paradigmi industriali più avanzati.
Smart Solutions e Digital Solution
I-Labs si distingue per l’offerta di smart solutions progettate per ottimizzare i processi produttivi e aumentare l’efficienza operativa delle imprese. Queste soluzioni intelligenti includono sistemi di automazione avanzata, digital solutions integrate e piattaforme IoT (Internet of Things) per il monitoraggio e la gestione in tempo reale dei dati di produzione.
Ricerca e Sviluppo
Il cuore pulsante della start up è l’impegno nella ricerca e sviluppo. Collabora con università, centri di ricerca e partner industriali per sviluppare tecnologie innovative che rispondano alle esigenze emergenti del mercato. La rete di esperti lavora incessantemente per creare soluzioni che possano migliorare la produttività, ridurre i costi e minimizzare gli sprechi.
Robotica collaborativa e prototipazione virtuale
Uno degli ambiti più promettenti in cui i-Labs opera è quello della robotica collaborativa. I robot collaborativi (cobot) sono progettati per lavorare a fianco degli operatori umani, migliorando la sicurezza sul lavoro e aumentando la precisione delle operazioni. Parallelamente, la prototipazione virtuale consente di simulare e testare nuovi prodotti e processi produttivi in ambienti digitali, riducendo i tempi e i costi associati alla realizzazione di prototipi fisici.
Sistemi ciber-fisici e manutenzione predittiva
I sistemi ciber-fisici (CPS) rappresentano una delle tecnologie più avanzate promosse da i.Labs. Questi sistemi integrano processi fisici e computazionali, permettendo una gestione e un controllo più efficiente della produzione. Inoltre, la manutenzione predittiva utilizza algoritmi avanzati per prevedere guasti e malfunzionamenti, riducendo i tempi di inattività e migliorando la longevità delle macchine.
Cybersecurity
In un mondo sempre più interconnesso, la cybersecurity è diventata una priorità assoluta. i.Labs sviluppa soluzioni di sicurezza informatica avanzate per proteggere i dati sensibili e garantire la continuità operativa. Le nostre tecnologie di sicurezza aiutano le imprese a prevenire attacchi informatici e a salvaguardare le informazioni critiche.
Formazione e Simulazione
La formazione è un elemento chiave per garantire che i lavoratori siano pronti ad affrontare le sfide dell’Industria 4.0. i.Labs offre programmi di formazione personalizzati che includono l’uso di strumenti di simulazione per preparare il personale ad utilizzare le nuove tecnologie in modo efficace. I nostri corsi coprono una vasta gamma di argomenti, dalla gestione dei dati alla manutenzione delle attrezzature, garantendo che le competenze dei lavoratori siano sempre al passo con i tempi.
Dunque, i.Labs rappresenta un punto di riferimento per le aziende che desiderano abbracciare la trasformazione digitale e cogliere tutte le opportunità offerte dall’Industria 4.0. Grazie anche alla nostra collaborazione in progetti importanti come quello del 2018 HD3FLAB e quello del 2023 EDIH4MARCHE, continuiamo a sviluppare e implementare soluzioni innovative che aiutano le imprese a crescere e prosperare in un mercato globale sempre più competitivo.
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chi siamo
Cadland spa, si occupa della rivendita di soluzioni per la simulazione CAE. Con la sua comprovata esperienza nel settore, supporta le aziende nell’iter di scelta per la soluzione software migliore.
Cadland spa, con la sua esperienza trentennale nel settore, è partner e rivenditore ufficiale della migliore soluzione per la simulazione CAE e CAD ANSYS (ANSYS Mechanical, ANSYS Fluent, ANSYS LS-Dyna). Oltre alla rivendita di ANSYS su tutto il territorio italiano, grazie all’esperienza eccellente del suo reparto tecnico, Cadland eroga servizi di consulenza, supporto e formazione per l’implementazione di ANSYS all’interno delle aziende.
Cadland è parte del Gruppo Cadland. Il Gruppo Cadland si compone delle società Eka, Csp e Cadland. Cadland, costituita nel 1994 è la holding del gruppo. CSP, acquisita nel 2007 è Value Solutions Platinum Partner di Dassault Systèmes. Successivamente si è aggiunta al gruppo la Eka srl, rivenditore autorizzato Solidworks di Dassault Systèmes e SprutCAM. Di recente, attraverso il conferimento del ramo aziendale Virtual E-Motion, è stata costituita la More srl, società che appartiene al gruppo per il 35%, ed il cui business è la realtà virtuale.
Emotion with Virtual Reality
Dalla Virtual E-motions, la divisione Virtual Reality di Cadland, nasce More. Un team di professionisti con oltre 20 anni di esperienza nell’integrazione di sistemi Extended Reality (VR,AR,MR), Motion Capture, Infrastrutture Tecnologiche, Sistemi multimediali avanzati e molto altro. More, società di Cadland spa, Websolute Spa e Nextlab srl, è riconosciuta come una delle aziende più esperte, affidabili ed innovative di questo specifico settore. More è rivenditore ufficiale delle soluzioni Varjo.
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