SolidWorks Flow Simulation è il software per l’analisi fluidodinamica computazionale (CFD) e simulazione termica, assieme a SolidWork Simulation è la soluzione di simulazione completamente integrata in ambiente SolidWorks. Effettua simulazioni del flusso dei fluidi e del trasferimento termico per migliorare la qualità ed evitare problemi di produzione.
SolidWorks Flow Simulation
Flow Simulation: Software per analisi fluidodinamica (CFD) e simulazione termica integrato in SolidWorks
Integrazione dell’analisi CFD all’interno del processo di sviluppo prodotto
Riduzione di prototipi e modifiche di progetto
Visualizzazione rapida ed efficace
SolidWorks Flow Simulation è il software per l’analisi fluidodinamica computazionale (CFD) e per la simulazione termica, completamente integrato in ambiente SolidWorks. Puoi simulare sia i flussi, il trasferimento termico, che le forze dei fluidi e dei gas nei punti più critici e in generale semplifichi il calcolo della fluidodinamica computazionale.
L’analisi CFD (Computational Fluid Dynamics) non è mai stata così semplice: crea scenari ipotetici, analizza gli effetti del flusso dei fluidi con una intuitività mai provata prima. Puoi anche analizzare il trasferimento di calore e delle forze correlate su componenti immersi o circostanti. Inoltre puoi sfruttare gli strumenti supplementari di simulazione del flusso dei fluidi dedicati che rendono l’analisi ancora più avanzata e precisa: i moduli per applicazioni HVAC e per il raffreddamento di componenti elettronici.
Questa soluzione è ideale per progetti innovativi, che richiedono un’efficienza superiore. Confronta Flow Simulation con le funzionalità dei moduli aggiuntivi Modulo HVAC, Modulo di raffreddamento dell’Elettronica.
Principali funzionalità di Solidworks Flow Simulation
Fluidodinamica computazionale (CFD)
Analisi del moto dei fluidi
Fattori standard di comfort termico
Gestione termica delle parti elettroniche
Visualizzazione dei risultati
Analisi termica di fluidi e solidi
I moduli aggiuntivi di Solidworks Flow Simulation
Per prodotti particolarmente innovativi e che necessitano un alto livello di performance, SolidWorks Flow Simulation mette a disosizione due moduli supplementari:
Modulo HVAC
Questo modulo aggiuntivo consente di simulare fenomeni di irraggiamento avanzati, grazie a strumenti di simulazione pensati ad hoc per progettisti di sistemi HVAC. Quando progetti sistemi di raffreddamento altamente efficienti, sistemi di illuminazione o di dispersione, puoi finalmente ottimizzare i flussi d’aria e risolvere tutte le problematiche di simulazione termica.
Gestione termica delle parti elettroniche
Questo modulo permette di eseguire analisi termiche complete di componenti che abbiano al proprio interno parti elettroniche o circuiti stampati. Questo è possibile grazie ad una simulazione dei carichi termici che siano di origine sia elettrica sia ambientale, simulando dunque sia il flusso d’aria nell’ambiente, che quello degli oggetti circostanti.
Confronta SolidWorks Flow Simulation con i moduli aggiuntivi
| SOLIDWORKS Flow Simulation | Modulo HVAC | Modulo di raffreddamento dell’elettronica | |
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| Facilità d’uso SOLIDWORKS Flow Simulation è interamente integrato nel CAD 3D SOLIDWORKS per garantire semplicità di utilizzo e integrità dei dati. L’utilizzo degli stessi paradigmi dell’interfaccia utente (UI) di SOLIDWORKS con barre degli strumenti, menu e menu sensibili al contesto visualizzati facendo clic con il pulsante destro, consente all’utente di familiarizzare rapidamente con esso. I tutorial integrati e la ricerca nelle guide in linea facilitano l’apprendimento e la risoluzione dei problemi. |
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| Riutilizzo dei dati di progettazione SOLIDWORKS Flow Simulation è integrato nell’ambiente CAD SOLIDWORKS e utilizza direttamente la geometria 3D del progetto. L’associatività con il modello consente di aggiornare le analisi in seguito alle modifiche progettuali e di confrontare differenti configurazioni, riducendo le operazioni di preparazione dei dati. |
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| Ottimizzazione multiparametrica È possibile condurre uno studio di ottimizzazione per più di una variabile di input utilizzando lo studio parametrico Design of Experiment (DOE) e ottimizzazione. È possibile eseguire un calcolo dei punti del progetto e trovare soluzioni ottimali. |
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| Funzionalità di SOLIDWORKS Flow Simulation -Flussi di gas/liquidi comprimibili e di fluidi incomprimibili -Flussi di gas a regimi subsonici, transonici e supersonici -Capacità di prendere in considerazione il trasferimento termico per conduzione in elementi fluidi, solidi e porosi. Con o senza trasferimento termico coniugato (fluido-solido) e con/senza resistenza termica (solido-solido). |
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| Database dei materiali SOLIDWORKS Flow Simulation: un database progettuale personalizzabile consente agli utenti di modellare e includere comportamenti specifici di solidi, fluidi e ventole. SOLIDWORKS Flow Simulation e modulo HVAC: l’estensione del database progettuale HVAC aggiunge componenti HVAC specifici. SOLIDWORKS Flow Simulation e Modulo di raffreddamento elettrico: il database progettuale esteso del Modulo elettronico include componenti elettronici specifici e le relative caratteristiche termiche. |
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| Interno Calcolo dell’impatto del flusso dei fluidi attraverso il prodotto. |
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| Esterno Calcolo dell’impatto del flusso dei fluidi intorno al prodotto |
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| 2D – 3D Per impostazione predefinita, tutti i calcoli avvengono su un dominio 3D completo. Dove possibile, le simulazioni possono essere eseguite anche in un piano 2D per ridurre il tempo di esecuzione senza influenzare la precisione. |
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| Conduzione termica nei solidi Il calcolo delle variazioni di temperatura nella geometria solida del prodotto è una selezione opzionale. Può essere creato un trasferimento termico coniugato attraverso convezione, conduzione e irraggiamento. I calcoli possono includere la resistenza al contatto termico. SOLIDWORKS Flow Simulation: calcolo della conduzione termica pura nei solidi per identificare i problemi quando non sono presenti fluidi per soluzioni rapide. SOLIDWORKS Flow Simulation e modulo HVAC: includono materiali semitrasparenti per l’irraggiamento, per soluzioni precise in cui il carico termico del prodotto è influenzato da materiali trasparenti. SOLIDWORKS Flow Simulation e Modulo di raffreddamento elettrico: simulazione degli effetti del dispositivo specifici per l’elettronica – Raffreddatori termoelettrici – Tubi di calore – Riscaldamento Joule – Stratificazioni PCB |
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| Gravità Include il galleggiamento nei fluidi, importante per la convenzione naturale, la superficie libera e problemi misti. |
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| Rotazione Possibilità di simulare superfici o parti mobili/rotanti per calcolare l’effetto dei dispositivi rotanti/mobili. |
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| Superficie libera Consente di simulare i flussi con un’interfaccia che si muove liberamente tra due fluidi immiscibili, come gas-liquido, liquido-liquido, gas-liquidi non newtoniani. |
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| Simmetrico I tempi della soluzione di simulazione possono essere ridotti sfruttando la simmetria. La simmetria cartesiana può essere applicata ai piani x, y o z. La periodicità del settore permette agli utenti di calcolare un settore di un flusso cilindrico. |
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| Gas Calcolo del flusso ideale e reale per le condizioni subsoniche, transoniche e supersoniche. |
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| Liquidi I flussi di liquido possono essere descritti come non comprimibili, comprimibili o non newtoniani (come olio, sangue, salse, ecc.). Per i flussi d’acqua può essere determinata anche la posizione della cavitazione. |
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| Vapore Per i flussi che comprendono il vapore acqueo, vengono calcolate la condensazione e l’umidità relativa. |
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| Descrizione dello strato limite Gli strati limite laminari, turbolenti e transizionali vengono calcolati utilizzando un approccio della legge di parete modificata. |
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| Flussi misti Miscele immiscibili: esecuzione di un flusso di una qualsiasi coppia di fluidi appartenenti a gas, liquidi o liquidi non newtoniani. |
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| Fluidi non newtoniani Determinare il comportamento del flusso dei liquidi non newtoniani, come olio, sangue, salse, ecc. |
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| Condizioni del flusso I problemi possono essere definiti dalla velocità, pressione, massa, o condizioni del flusso del volume. |
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| Condizioni termiche Le caratteristiche termiche dei fluidi e dei solidi possono essere impostate a livello locale e globale per una configurazione precisa. |
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| Condizioni della parete Le condizioni termiche e di ruvidità a livello locale e globale possono essere impostate per una configurazione precisa. |
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| Componenti porosi Capacità di trattare alcuni componenti del modello come elementi porosi con il flusso dei fluidi che passa attraverso essi, o di simularli come cavità dei fluidi con una resistenza distribuita al flusso dei fluidi. |
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| Visualizzazione SOLIDWORKS Flow Simulation consente di visualizzare e interpretare i risultati delle analisi CFD attraverso mappe di velocità, pressione e temperatura, traiettorie di flusso, grafici e animazioni. Questi strumenti permettono di individuare le aree critiche e confrontare differenti configurazioni progettuali. |
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| Personalizzazione dei risultati Il software permette di analizzare e personalizzare i risultati delle simulazioni fluidodinamiche e termiche, visualizzando grandezze come pressione, velocità, temperatura, portata e coefficienti di scambio termico. È possibile definire obiettivi di calcolo e confrontare diverse soluzioni progettuali. |
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| Comunicazione e reporting Creare e pubblicare report personalizzati per comunicare i risultati della simulazione e collaborare con eDrawings®. |
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| Flussi bifasici (fluido + particelle) Capacità di calcolare (con il post-processore) nei campi dei risultati ottenuti, i movimenti delle particelle specificate (Studi delle particelle) o i flussi dei fluidi estranei specificati (Studio dei traccianti) nel flusso dei fluidi, che non interessano questo flusso dei fluidi. |
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| Previsione del rumore (a regime stazionario e transitorio) Previsione del rumore utilizzando un algoritmo Fast Fourier Transformation (FFT, trasformata di Fourier veloce) che converte un segnale di tempo nel dominio di frequenza complesso per l’analisi transitoria. |
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| Condizioni HVAC Includono materiali semi-permeabili alle radiazioni per un’analisi termica accurata. |
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| Studio del tracciante Le applicazioni HVAC variano sensibilmente. I fattori per soddisfare i requisiti delle prestazioni termiche e qualitative includono l’ottimizzazione del flusso d’aria, temperatura, qualità dell’aria e controllo di contenimento. |
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| Parametri di comfort Attraverso il modulo aggiuntivo HVAC, SOLIDWORKS Flow Simulation permette di valutare il comfort termico e la qualità dell’aria negli ambienti, analizzando parametri come PMV, PPD e indice locale della qualità dell’aria (LAQI). Queste funzionalità supportano la progettazione e l’ottimizzazione di sistemi di riscaldamento, ventilazione e condizionamento. |
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| Condizioni elettroniche Il modulo aggiuntivo Electronics Cooling amplia le funzionalità di SOLIDWORKS Flow Simulation per l’analisi termica di dispositivi e sistemi elettronici. Consente di simulare fenomeni come il riscaldamento Joule e il comportamento termico di componenti elettronici, dissipatori e circuiti stampati, contribuendo a migliorare l’efficienza del raffreddamento. |
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FAQ
Cos'è SolidWorks Flow Simulation e come si integra nel flusso di progettazione 3D?
SOLIDWORKS Flow Simulation è un software di fluidodinamica computazionale (CFD) e simulazione termica integrato nell’ambiente SOLIDWORKS Design. Consente a progettisti e ingegneri di analizzare il flusso di liquidi e gas, il trasferimento di calore e le forze generate dai fluidi direttamente sui modelli CAD 3D. L’integrazione con SOLIDWORKS permette di lavorare sulla geometria nativa senza trasferire il modello verso un ambiente CFD separato e facilita il confronto tra diverse configurazioni e varianti di progetto. In questo modo è possibile valutare le prestazioni del prodotto già durante la progettazione e ridurre il ricorso a iterazioni e prototipi fisici.
Quali tipologie di flussi e fluidi è possibile analizzare con Solidworks Flow Simulation?
SOLIDWORKS Flow Simulation consente di analizzare flussi interni ed esterni di liquidi e gas in numerose condizioni operative. Supporta fluidi newtoniani e non newtoniani, liquidi e gas comprimibili, gas reali e flussi laminari, turbolenti e transizionali. Permette inoltre di studiare fenomeni più complessi, come flussi multispecie, umidità e condensazione, particelle trasportate dal fluido e problemi di superficie libera (Free Surface) con interfacce tra fluidi immiscibili. Queste funzionalità consentono di affrontare applicazioni che spaziano dalla ventilazione e dal raffreddamento fino alla progettazione di valvole, condotti, scambiatori e sistemi con fluidi in movimento.
Come funziona l'analisi termica coniugata in Solidworks Flow Simulation?
L’analisi termica coniugata (Conjugate Heat Transfer) permette di valutare contemporaneamente il trasferimento di calore attraverso solidi e fluidi, considerando fenomeni come conduzione, convezione e irraggiamento. SOLIDWORKS Flow Simulation consente così di analizzare la distribuzione delle temperature, individuare eventuali punti caldi e valutare l’efficacia dei sistemi di raffreddamento direttamente sul modello 3D. Le analisi possono considerare anche fenomeni come la gravità e la convezione naturale, aiutando i progettisti a valutare il comportamento termico del prodotto prima della realizzazione del prototipo fisico.
Quali sono le funzionalità del modulo aggiuntivo HVAC per SolidWorks Flow Simulation?
Il modulo HVAC estende SOLIDWORKS Flow Simulation con funzionalità specifiche per l’analisi di sistemi di riscaldamento, ventilazione e condizionamento e, più in generale, degli ambienti in cui è necessario valutare distribuzione dell’aria e comfort. Include strumenti per l’analisi avanzata dell’irraggiamento, anche attraverso materiali semitrasparenti, studi con traccianti e parametri di comfort come PMV (Predicted Mean Vote), PPD (Predicted Percentage of Dissatisfied) e LAQI (Local Air Quality Index). Consente quindi di valutare l’efficacia dei sistemi di ventilazione e le condizioni di comfort negli ambienti.
In che modo il modulo di raffreddamento dell'elettronica (Electronics Cooling) ottimizza la progettazione dei PCB?
Il modulo Electronics Cooling estende SOLIDWORKS Flow Simulation con strumenti specifici per analizzare e ottimizzare la gestione termica di componenti e sistemi elettronici. Include funzionalità dedicate come la simulazione del riscaldamento per effetto Joule, modelli compatti a due resistori, heat pipe, ventole e strumenti per la modellazione dei circuiti stampati (PCB), oltre a database di materiali e componenti dedicati. Permette così di studiare la distribuzione delle temperature e l’efficacia delle soluzioni di raffreddamento, aiutando a individuare potenziali problemi termici prima della realizzazione del prodotto.
Qual è il workflow tipico in Flow Simulation?
Il workflow di SOLIDWORKS Flow Simulation parte dal modello CAD 3D e dalla definizione del tipo di analisi da eseguire. L’Analysis Wizard guida l’utente nell’impostazione iniziale dello studio, mentre gli strumenti di controllo della geometria aiutano a individuare eventuali aperture o problemi che potrebbero influire sulla simulazione. Per le analisi di flusso interno può essere necessario chiudere le aperture del modello mediante lids. Successivamente vengono definiti fluidi, condizioni al contorno, sorgenti e Goals, quindi viene generata la mesh e avviato il calcolo. I risultati possono essere analizzati direttamente nell’ambiente SOLIDWORKS attraverso Cut Plot, Surface Plot, Flow Trajectories, grafici e altri strumenti di post-processing.
Qual è la differenza tra SolidWorks Flow Simulation e la simulazione CFD tradizionale con software esterno?
La principale differenza tra SOLIDWORKS Flow Simulation e un ambiente CFD stand-alone riguarda l’integrazione con il processo di progettazione CAD. Flow Simulation opera direttamente all’interno di SOLIDWORKS Design ed è collegato parametricamente alla geometria nativa, consentendo di impostare, eseguire e analizzare una simulazione senza uscire dall’ambiente CAD. Quando il progetto viene modificato, è quindi più semplice aggiornare lo studio e confrontare diverse configurazioni. I software CFD specialistici possono invece offrire funzionalità più avanzate per problemi fluidodinamici particolarmente complessi, mentre Flow Simulation è progettato per rendere la CFD direttamente accessibile nel workflow di progettazione SOLIDWORKS.