TCAE v26 شبیه سازی پیشرفته CFD، FEA و FSI تجهیزات صنعتی

TCAE یک محیط شبیه سازی مهندسی یکپارچه است که فرآیند تحلیل CFD، تحلیل سازه ای، اندرکنش سیال و سازه و بهینه سازی را در یک workflow واحد قرار میدهد. این نرم افزار برای پروژه هایی طراحی شده است که مهندس باید از هندسه و تولید مش تا حل عددی، تحلیل نتایج و اجرای چندین حالت طراحی را به صورت یکپارچه انجام دهد.

در TCAE بخش CFD بر پایه OpenFOAM توسعه داده شده و ابزارهای اختصاصی شرکت برای تنظیم حل، شرایط مرزی، پردازش نتایج و اجرای خودکار محاسبات به آن اضافه شده است. محاسبات میتوانند به صورت پایا یا گذرا انجام شوند و در صورت نیاز، نتایج جریان مانند نیرو و دما مستقیماً به تحلیل سازه ای منتقل شوند.

یکی از نقاط قوت TCAE در پروژه های مهندسی، اتوماسیون کامل زنجیره شبیه سازی است. هندسه، مش، تنظیمات حل، اجرای محاسبه، استخراج نتایج و تهیه گزارش میتوانند در یک فرآیند تکرارپذیر اجرا شوند. این ساختار برای مطالعاتی که نیاز به اجرای تعداد زیادی حالت عملیاتی یا طراحی دارند، امکان اجرای محاسبات متوالی و موازی را فراهم میکند.

TCAE علاوه بر شبیه سازی جریان، ابزارهای تحلیل FEA، FSI، آکوستیک و بهینه سازی پارامتریک را در اختیار مهندس قرار میدهد. این محیط میتواند با نرم افزارهای CAD، ابزارهای مش بندی و کدهای تجاری، متن باز یا اختصاصی موجود در یک workflow مهندسی ترکیب شود و در حالت GUI، Batch و Script برای اجرای مطالعات محاسباتی مورد استفاده قرار گیرد.

قابلیت های نرم افزار TCAE

• شبیه سازی دینامیک سیالات محاسباتی | Computational Fluid Dynamics
  حل مسائل جریان سیال با TCFD و OpenFOAM برای بررسی فشار، سرعت، دما، نیرو و سایر کمیت های جریان در مدل های مهندسی.
• تحلیل جریان پایا و گذرا | Steady & Transient Flow
  اجرای تحلیل های پایا و وابسته به زمان برای بررسی رفتار جریان در شرایط عملیاتی مختلف و پدیده های گذرا.
• مش بندی خودکار CFD و FEA | Automated Meshing
  تولید مش محاسباتی CFD و FEA با کنترل پارامترهای مش، ریزشدگی نواحی حساس و لایه های نزدیک دیواره.
• تحلیل اندرکنش سیال و سازه | Fluid Structure Interaction
  انتقال بارهای ناشی از جریان به مدل سازه ای و بررسی تغییر شکل و پاسخ سازه تحت اثر نیروهای سیال.
• تحلیل تنش و تغییر شکل | Stress & Deformation Analysis
  محاسبه تنش، جابجایی و پاسخ مکانیکی قطعات و سازه ها با استفاده از نتایج حاصل از شبیه سازی جریان.
• تحلیل مودال | Modal Analysis
  بررسی فرکانس های طبیعی و مودهای ارتعاشی سازه برای ارزیابی رفتار دینامیکی قطعات و مجموعه های مهندسی.
• تحلیل آکوستیک | Computational Acoustics
  استخراج و تحلیل نویز آیرودینامیکی از نتایج CFD گذرا در حوزه زمان و فرکانس.
• بهینه سازی مبتنی بر شبیه سازی | Simulation Driven Optimization
  اجرای مطالعات پارامتریک و بهینه سازی شکل، سرعت، شرایط مرزی و سایر متغیرهای طراحی بر اساس نتایج شبیه سازی.
• طراحی آزمایش | Design of Experiments
  اجرای خودکار مجموعه ای از حالت های طراحی و بررسی اثر پارامترهای مختلف بر شاخص های عملکردی مدل.
• اجرای خودکار مطالعات مهندسی | Automated Simulation Workflow
  خودکارسازی تولید کیس، مش بندی، تنظیم حل، اجرای محاسبه، استخراج نتایج و تولید گزارش برای مطالعات تکراری و چندحالته.

ماژول ها و افزونه های مهم TCAE

• ماژول TMESH
  تولید مش محاسباتی برای CFD و FEA، تبدیل مش و آماده سازی مدل برای حل عددی.
• ماژول TCFD
  هسته شبیه سازی CFD برای تنظیم و اجرای محاسبات جریان پایا و گذرا بر پایه OpenFOAM و ابزارهای توسعه یافته توسط CFD SUPPORT.
• ماژول TFEA
  تحلیل سازه ای شامل تنش، تغییر شکل، تحلیل مودال و FSI برای قطعات و سازه های تحت بارگذاری سیال.
• ماژول TOPT
  اجرای DOE و بهینه سازی پارامتریک بر اساس نتایج شبیه سازی و اتصال حلقه به ابزارهای CAD، کدهای داخلی و نرم افزارهای بهینه سازی خارجی.
• ماژول TCAA
  تحلیل آکوستیک و محاسبه نویز حاصل از نتایج CFD گذرا در حوزه زمان و فرکانس.

✅ بیشتر بخوانید: CONVERGE Studio شبیه سازی احتراق و جریان چندفازی

برای مشاهده اطلاعات کامل نرم افزار TCAE به منظور تحلیل CFD به اینجا مراجعه کنید.

کاربردهای تخصصی در صنایع

خودروسازی و آیرودینامیک خودرو | Automotive & Vehicle Aerodynamics
شبیه سازی جریان هوا اطراف بدنه خودرو، زیر خودرو و نواحی پشت خودرو برای بررسی درگ، لیفت، توزیع فشار و گردابه های جریان. TCAE میتواند رفتار آیرودینامیکی مدل های کامل خودرو را در شرایط مختلف سرعت و طراحی بررسی کند و اثر تغییرات هندسه بدنه را نشان دهد. این محیط همچنین برای تحلیل جریان در منیفولد ورودی موتور، توربوشارژر و سایر اجزای مرتبط با جریان هوا قابل استفاده است. ترکیب CFD با FEA و FSI نیز امکان بررسی همزمان اثرات جریان و پاسخ سازه ای قطعات را در فرآیند توسعه خودرو فراهم میکند.

توربین های بادی | Wind Turbine
تحلیل جریان هوا در اطراف پره ها و بررسی عملکرد آیرودینامیکی توربین در شرایط مختلف باد. TCAE میتواند برای ارزیابی توزیع فشار، نیروهای آیرودینامیکی و بازده پره ها استفاده شود. اجرای مطالعات پارامتریک و بهینه سازی هندسه نیز امکان مقایسه طرح های مختلف پره را فراهم میکند.

پروانه های دریایی و صنعتی | Propeller
شبیه سازی جریان اطراف پروانه و بررسی فشار، سرعت و نیروهای هیدرودینامیکی ایجاد شده هنگام چرخش. این تحلیل برای ارزیابی راندمان پروانه و بررسی اثر هندسه پره ها بر عملکرد سیستم استفاده میشود. امکان اجرای حالت های مختلف طراحی، سرعت دوران و شرایط کاری برای بهینه سازی عملکرد پروانه وجود دارد.

کمپرسورها و توربین ها | Compressor & Turbine
تحلیل جریان داخلی تجهیزات دوار و بررسی افت فشار، توزیع فشار، سرعت و عملکرد آیرودینامیکی مراحل کمپرسور و توربین. TCAE امکان بررسی هندسه پره ها و شرایط کاری مختلف را در یک فرآیند شبیه سازی فراهم میکند. نتایج CFD میتواند برای ارزیابی نیروهای وارد بر قطعات و مطالعات FSI نیز مورد استفاده قرار گیرد.

کمپرسور محوری | Axial Compressor Stage
تحلیل جریان سه بعدی در مراحل کمپرسور محوری شامل روتور و استاتور و بررسی رفتار جریان در عبور از پره ها. توزیع فشار، سرعت، افت های آیرودینامیکی و عملکرد مرحله میتواند در شرایط مختلف کاری بررسی شود. این قابلیت برای طراحی و بهینه سازی هندسه پره ها و افزایش عملکرد مراحل کمپرسور کاربرد دارد.

پمپ های صنعتی | FDA Pump
شبیه سازی جریان داخلی پمپ و بررسی عملکرد هیدرودینامیکی اجزای آن در شرایط مختلف کاری. توزیع فشار، سرعت، نیرو و افت جریان در مسیر عبور سیال قابل بررسی است. مطالعات پارامتریک و بهینه سازی هندسه میتواند برای بهبود عملکرد و کاهش تلفات هیدرولیکی پمپ استفاده شود.

توربین های آبی پلتون | Pelton Distributor
تحلیل جریان آب در Distributor توربین پلتون و بررسی نحوه توزیع و هدایت جریان به سمت نازل و پره های توربین. شبیه سازی میتواند توزیع فشار و سرعت و افت های ایجاد شده در مسیر جریان را مشخص کند. این تحلیل برای بهینه سازی هندسه اجزای توزیع کننده و بهبود شرایط ورودی توربین کاربرد دارد.

آیرودینامیک هواپیما | Aircraft Aerodynamics
شبیه سازی جریان هوا اطراف بدنه، بال و سایر اجزای آیرودینامیکی هواپیما برای بررسی رفتار جریان در شرایط پروازی مختلف. توزیع فشار، نیروهای Lift و Drag و ساختار جریان اطراف بدنه و بال قابل استخراج و تحلیل است. ترکیب CFD با بهینه سازی پارامتریک امکان بررسی و مقایسه هندسه های مختلف و اصلاح طراحی آیرودینامیکی را فراهم میکند.

پمپ های خون و تجهیزات پزشکی | Axial Blood Pump
شبیه سازی جریان خون در پمپ های محوری و بررسی رفتار سیال در مسیر عبور از پره ها و کانال های داخلی. توزیع فشار، سرعت و نیروهای هیدرودینامیکی برای ارزیابی عملکرد پمپ و طراحی هندسه مناسب قابل تحلیل است. TCAE همچنین امکان بررسی اثر تغییرات هندسی و شرایط کاری بر عملکرد پمپ را فراهم میکند و میتواند در توسعه و بهینه سازی تجهیزات پمپاژ خون مورد استفاده قرار گیرد.