16 Abr ¿Cual es la diferencia entre SPH o CEL y CFD en Abaqus?
En el post de hoy vamos a explicar cual es la diferencia entre SPH o CEL y CFD, ya que puedes descubrir como hacer un análisis de fluidos sin un paquete de cálculo CFD.
Tras los posts sobre Tosca y Simpack, donde se explica los puntos principales de las herramientas, hoy explico una pregunta que nos hicieron a través del correo de soporte
¿Qué es SPH o CEL y CFD?
Lo primero es saber que significan cada uno de los técnicas de calculo:
– SPH (Smoothed particle hydrodynamics): Es un método numérico que forma parte de la familia más amplia de métodos sin malla (o libre de malla). Para estos métodos no se definen nodos y elementos como se definiría normalmente en un análisis de elementos finitos; en cambio, sólo se necesita una colección de puntos para representar un cuerpo dado. En SPH, estos nodos se denominan comúnmente partículas o pseudopartículas.
– CEL (Coupled Eulerian-Lagrangian): Como su propio nombre indica, se refiere a cuando interactúan tanto elementos Eulerianos (donde el elemento es fijo en el espacio y el material fluye, ej: fluidos) como Langragianos (estructuras, donde el material es único en el elemento y éste se deforma, ej: estructuras), y permite la simulación multifísica totalmente acoplada, como la interacción fluido-estructura.
– CFD (Computational Fluid Dynamics): El análisis de calculo CFD es el área donde se simula el comportamiento de los fluidos, y eso incluye su interacción con otros objetos, con otros fluidos o su comportamiento a diferentes temperaturas y a diferentes velocidades.
¿Cual es la diferencia entre SPH o CEL y CFD en Abaqus para calcular fluidos?
Las técnicas de SPH y CEL en Abaqus pueden ser usadas para simular el comportamiento de un fluido, ya que estos son métodos sin malla y por lo tanto no pueden ocurrir distorsiones de elementos. Comparado con CFDs, estas técnicas no soportan turbulencias, aunque puedes acercarte a ellas si simplemente se usan mallas lo suficientemente finas.
Por otro lado, el uso de estas técnicas dentro de A/Explicit evita el acoplamiento relativamente complicado y costoso de un analisis FEM y un solucionador de CFDs. Además, el enfoque acoplado FEM-CFD se complica por el cambio en la topología (desplazamiento de la capa límite).
¿En qué casos se puede utilizar SPH o CEL en vez de CFD?
En un problema donde la turbulencia apenas juegue un papel y en el que la inercia y la disipación de energía son los aspectos clave del fluido, la elección sería SPH o CEL. Un razonamiento similar se aplica a problemas como, por ejemplo, la salpicadura y la caída/impacto de objetos llenos de líquidos.
Por experiencia utilizando ambas técnicas SPH y CEL sabemos que esta última es menos adecuada para manejar fluidos presurizados, por lo que sugerimos usar SPH en ese tipo de análisis.
Ejemplo utilizando CEL en la simulación de la huella de un neumático
En el siguiente video puedes ver una simulación realizada sobre la huella de un neumático y la interacción con el agua realizada con la técnica de CEL.
¿Te gustaría saber más?
¿Te ha resultado interesante el post sobre la diferencia entre SPH o CEL y CFD? ¿Te gustaría que escribieramos sobre algún tema en particular?
No dudes en escribirnos a través el formulario de contacto o directamente a contacto@4realsim.com
