A ESSS participou como expositora e apresentou o artigo técnico Numerical and Experimental Evaluation of Brake Squeal no 11º Colloquium Internacional SAE Brasil de Freios & Mostra de Engenharia, realizado em Caxias do Sul, Rio Grande do Sul, de 15 a 17 de maio de 2013.
O artigo foi produzido pelos engenheiros Fabiano Diesel e Daniel Boniatti, em parceria com as empresas Fras-le e Master Sistemas Automotivos.
O artigo técnico Electromagnetic Simulation of Antennas Installed Inside Automobiles, desenvolvido pelo engenheiro de Aplicações da ESSS, Dr. Juliano Fujioka Mologni, está disponível para download no ANSYS Resources Library. De acordo com Mologni, o artigo apresenta como as novas funcionalidades de simulação eletromagnética recém lançadas no pacote ANSYS 14.5 podem auxiliar sistemistas e engenheiros automotivos no desenvolvimento de uma arquitetura eletro-eletrônica veicular de próxima geração.
“O conjunto de ferramentas computacionais permite pela primeira vez analisar completamente a performance eletrônica e eletromagnética sob a óptica de normas automotivas que envolvem desde o nível de chip (circuito integrado) até um sistema veicular completo”, afirma Mologni.
A revista Petro & Química publicou na edição número 343 o artigo O crescimento do uso de fluidodiinâmica computacional (CFD) nas tecnologias de destilação, FCC e coqueamento retardado na engenharia básica de abastecimento da Petrobras.O artigo foi redigido pela engenheira da ESSS, Karolline Ropelato, em parceria com André Gonçalves Oliveira, Guilherme Pimentel da Silva, Washington Geraldelli, da Petrobras.
O estudo Design Improvement of an Automotive Rack Housing, realizado pela ESSS em parceria com a JTEKT Automotiva Brasil, foi nomeado como destaque no 20º Congresso SAE Brasil, realizado de 4 a 6 de outubro de 2011, no Expo Center Norte, em São Paulo. A cerimônia de premiação aconteceu no dia 13 de fevereiro de 2012, no Centro de Convenções Milenium, em São Paulo.
O trabalho traçou um comparativo entre um modelo atual e um modelo proposto de um sistema de direção hidráulico automotivo. Foi desenvolvida uma análise não-linear estrutural quasi-estática envolvendo não-linearidade de estado (status), grandes deformações e de comportamento de material, sendo esta última composta por plasticidade de metais e hiperelasticidade de elastômero. Além da análise não-linear estática, também foi conduzida uma análise dinâmica modal com pré-tensionamento.
Os trabalhos de maior destaque apresentados durante o CFD OIL 2010 foram publicados em uma edição especial do Boletim Técnico da Petrobras. São 11 artigos técnicos produzidos por pesquisadores do Cenpes, Petrobras e importantes universidades brasileiras, sendo que cinco destes trabalhos contaram com a participação direta da equipe técnica da ESSS.
O CFD OIL originou-se do 1º Workshop de CFD Aplicado à Indústria de Petróleo, realizado em março de 2003, no Rio de Janeiro, com o objetivo de preencher uma lacuna existente no que se refere à divulgação da metodologia de Dinâmica dos Fluidos Computacional (CFD) aplicada à indústria de óleo e gás.
Organizado por ESSS, SINMEC/UFSC e Petrobras, o CFD OIL tornou-se uma referência internacional na área de simulação computacional de escoamentos, sendo atualmente considerado o mais importante evento de fluidodinâmica computacional aplicada à indústria de óleo e gás da América Latina.
Em sua quarta edição, realizada nos dias 12 e 13 de julho de 2010, na cidade do Rio de Janeiro, o evento contou 60 trabalhos técnicos e seis apresentações plenárias. A quinta edição do CFD OIL será realizada nos dias 10 e 11 de julho de 2012, no Windsor Florida Hotel, Rio de Janeiro.
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Por: Leandro Percebon, ESSS
Seguindo as normas internacionais da Organização Mundial da Saúde – OMS, a Agência Nacional de Energia Elétrica – ANEEL, estabeleceu nova resolução que regulamenta a exposição humana a campos elétricos e magnéticos variantes no tempo. Com esta resolução, agentes de distribuição, transmissão e geração devem apresentar medidas e/ou cálculos de campos referentes a instalações com classe de tensão igual ou superior a 138 kV. A tabela 1 indica os níveis de referência para campos variantes no tempo referentes a altura de 1,5m do nível do solo. O público ocupacional é definido como a população de profissionais geralmente expostos a campos elétricos e o público geral é definido como a parcela de indivíduos não integrantes do público ocupacional.
Tabela 1 - Níveis de referência para os campos variantes
Uma forma de levantar os valores de campos elétricos e magnéticos é o uso do método de elementos finitos - MEF, o qual através da discretização do domínio de cálculo, permite levantar os valores de campos elétricos e magnéticos de maneira pontual. a formulação para o cálculo das grandezas envolvidas leva em consideração anos de pesquisa e desenvolvimento de formulações matemáticas hoje já consagradas na indústria.
O exemplo apresentado neste artigo técnico considera parte de uma subestação de 230/138kV e 240/400A. O software utilizado para a análise, o ANSYS Maxwell, permite criar a geometria, definir as condições de contorno, excitações, controle da malha de elementos finitos, assim como realizar o pós-processamento. De forma a garantir resultados mais precisos, foi imposto um critério de convergência de 0,5% no valor do campo em um ponto específico.
Cálculo de Campos Elétricos
Para efetuar o levantamento dos valores de campos elétricos foi utilizado o solver Electrostatic, o qual soluciona a equação diferencial de Poisson para o potencial elétrico. Uma vez obtido o potencial elétrico com a equação abaixo, usa-se as equações de Maxwell e a as respectivas relações constitutivas para o levantamento do campo elétrico 
.
As fontes de campo são as linhas de transmissão, a malha de terra e o transformador, estes últimos considerados em potencial zero. Após o processo iterativo garantir os critérios de solução, podemos inspecionar os resultados, aqui apresentados na figura 1.
Figura 1 - Distribuição do campo elétrico
Para tornar o pós-processamento mais eficiente, foi configurado um limite superior na escala de valores da carta de campos elétricos. Este limite representa o valor de exposição ao público ocupacional, 8,33kV/m. Podemos claramente observar que na devida situação não ocorrem valores extremos de campo elétrico, assegurando assim a exposição a níveis seguros.
Cálculo de Campos Magnéticos
Usando o mesmo ambiente de simulação, calcula-se a magnitude de campos magnéticos. a equação abaixo representa uma parcela do método de potencial escalar magnético utilizado, cuja formulação demanda que as fontes de campo sejam correntes ou densidades de correntes.
onde 
é o potencial escalar magnéticos, e 
é uma solução particular obtida a partir das condições de contorno. De forma semelhante ao apresentado para o caso do cálculo de campos elétricos, apresenta-se os resultados a 1,5m do nível do solo a fim de analisar a conformidade desta instalação aos valores estipulados na resolução normativa.
Figura 2 - Distribuição do campo magnético
Simulação Considerando um Corpo Humano
Tomando-se a hipótese de que os campos analisados são puramente senoidais, foi inserido uma geometria de um corpo humano logo abaixo das linhas de transmissão de 138kV. Para a frequência de 60Hz, sabe-se que os tecidos do corpo humano apresentam, em média, as seguintes propriedades eletromagnéticas:
Figura 3 - Vista em corte do campo elétrico
Figura 4 - Detalhe da intensidade de campo elétrico sobre o corpo humano
Como a permissividade elétrica usada para modelar o corpo humano é relativamente alta quando comparada com a do ar, existe um aumento significativo do campo elétrico na região de vizinhança do corpo humano. Este aspecto não é abordado na resolução n°398, porém deve ser dada atenção para a possibilidade de ocorrência de picos em regiões onde existe a descontinuidade de permissividade elétrica.
O estudo “Desenvolvimento de Válvulas Ciclônicas”, elaborado pela ESSS em parceria com a Gerência de Tecnologia de Processamento Primário e Avaliação de Petróleos do CENPES-Petrobras e Universidade Federal de Itajubá foi publicado na última edição do Boletim Técnico de Produção de Petróleo da Petrobras.
O trabalho aborda problemas que ocorrem durante o processo de produção de petróleo causados pela ação das válvulas atualmente utilizadas. Essas válvulas têm papel importante na separação dos compostos naturais do fluido efluente de um poço, mas podem afetar negativamente o desempenho de equipamentos e sistemas responsáveis pelo processo caso estejam mal dimensionadas.
A pesquisa partiu de uma nova concepção Petrobras de válvula e apresentou a elaboração de um novo equipamento derivado desse conceito que é capaz de minimizar consideravelmente os problemas relativos em comparação ao uso das válvulas convencionais.
Os protótipos criados para concepção da nova válvula tiveram seu comportamento fluidodinâmico analisado pelo software ANSYS CFX e o modelo final foi testado com absoluto sucesso. “O alto grau de sofisticação dos projetos desenvolvidos pelo grupo de upstream da ESSS é um exemplo de excelência técnica no mercado de óleo e gás”, afirma Leonardo Rangel, gerente de serviços técnicos da ESSS.
O estudo Accelerating the Vehicle Development Process by Employing EMI and EMC Numerical Analysis Assisted by High Performance Computing, desenvolvido pela ESSS em parceria com a Fiat Automóveis e UFMG, foi premiado como melhor paper na categoria Eletro-Eletrônica no 19º Congresso e Exposição Internacionais de Tecnologia da Mobilidade, promovido pela SAE Brasil, em outubro, na cidade de São Paulo.
Segundo Juliano Fujioka Mologni, Analista de Suporte de Electronic Design Automation da ESSS, trabalho desenvolvido com o auxílio dos softwares ANSYS/ANSOFT mostra a viabilidade de se construir protótipos virtuais para avaliar a compatibilidade e interferência eletromagnética de um automóvel ainda em fase de projeto.
O especialista explica que mesmo que todos os subsistemas eletrônicos em um veículo sejam validados sob os padrões EMC, a integração entre eles pode criar inúmeros pontos de riscos em potencial que podem afetar o comportamento eletromagnético do veículo como um todo. “O estudo, uma vez aplicado, poderá reduzir os custos de desenvolvimento de um automóvel, time to market, destaca Mologni.
Por Giovanni de Morais Teixeira, ESSS
Dois temas de grande importância e interesse aos parceiros da ESSS e, particularmente, aos usuários do software ANSYS estão presentes neste artigo. Como é do conhecimento de alguns, recentemente, o reconhecido código nCode DesignLife fora adquirido pela ANSYS e integrado ao ambiente Workbench 11.0 SP1 (figura 1). Atualmente na sua versão 5.1, o nCode é um código de fadiga avançado, cujas particularidades serão discutidas logo abaixo, estando o mesmo disponível nas plataformas Windows 32bits – XP, Vista – e Windows 64bits – XP 64, Vista 64.
Figura 1 - nCODE Module
A consequência imediata da integração mencionada é que as propriedades de material e resultados provenientes de análises conduzidas na plataforma Workbench podem ser direta e facilmente acessados e visualizados pelo DesignLife. O ambiente gráfico do nCode (figura 2) é flexível e amigável, constituindo-se basicamente de uma área de trabalho central (onde a sequência de análise será definida), barras de ferramentas e menus na parte superior e laterais.
Figura 2 - nCode DesignLife Fatigue Module
As caixas (denominadas glyphs) podem ser arrastadas da lateral, posicionadas na área de trabalho (figura 2) e interconectadas (figura 3) de forma a reproduzir uma situação de teste ou ciclo de funcionamento de um componente ou estrutura inteira.
Figura 3 - Interconexão de Glyphs (caixas)
Módulo de Fadiga X nCode
A grande pergunta, que o usuário deve estar se fazendo é sobre as diferenças entre o módulo de fadiga, que acompanha o Workbench desde as suas primeiras versões, e o recentemente incorporado nCode. Não apenas o nCode é bem mais completo, mas também permite ao usuário trabalhar com resultados de outros códigos de elementos finitos, além do ANSYS. Além dos tradicionais “solvers” SN e eN, o nCode traz também o “solver” DANG Van, para o cálculo dos fatores de fadiga em cenários de carregamentos complexos e multiaxiais, típicos da indústria automobilística.
Outro destaque importante é a possibilidade de se trabalhar no domínio da frequência (figura 4), em vez do domínio do tempo. A grande maioria das análises estruturais fazem uso de cargas estáticas equivalentes, em parte justificadas pela dificuldade em definir e analisar uma situação dinâmica. Como blocos de carregamentos estáticos são independentes da frequência, a resposta dinâmica, (neste tipo de abordagem) da estrutura (ou componente) é, desta maneira, omitida nos cálculos.
A saída seria utilizar a abordagem “transiente”, em lugar da estática, sacrificando custo computacional em favor da precisão numérica, caso o “time step” seja pequeno o suficiente a fim de capturar as frequências dominantes que podem ser altas.
Figura 4 - Menu de opções nCode DesignLife
Um método alternativo para cálculo da vida à fadiga é, assim, o domínio da frequência, em vez do domínio do tempo. Neste caso, o carregamento imposto seria uma PSD (Power Spectral Density) e o ponto de partida (análise FEA) muda de estática para harmônica, dentro do ambiente Workbench (figura 5).
Figura 5 - Fluxograma do cálculo da Fadiga no domínio do tempo e da frequência
Uma vez que o cálculo da fadiga é uma tarefa de pós-processamento, a maior parte do esforço computacional é gasto em resolver o modelo estrutural. No domínio do tempo, o modelo é resolvido a cada passo no tempo (time steps). Desta maneira, N time-steps requerem N+1 análises. No domínio da frequência, uma função de transferência linear é calculada uma vez apenas. Consequentemente, N time-steps levariam apenas um pouco mais de tempo que a única análise de um ponto.
A limitação, obviamente, como o leitor já deve ter deduzido, é a exigência de que a estrutura se comporte de maneira linear. Como mostra a figura 4, a análise tem início com a escolha do “Vibration”, ainda na página de projetos do Workbench, tendo como base uma análise harmônica previamente executada, como mostra a figura 6.
Figura 6 - Análise harmônica no ANSYS Workbench
Na análise harmônica acima, uma aceleração unitária excita o componente mostrado num intervalo de frequência que vai de 10 a 1000Hz. Para que a dinâmica do sistema seja bem representada, as frequências dos modos de vibrar mais importantes devem estar contidas no intervalo de análise mencionado.
O teste de fadiga, neste caso, consistirá numa aceleração randômica na direção vertical. Tendo acionado o “Vibration”, na página de projetos do Workbench, a área de trabalho do nCode é automaticamente preenchida (figura 7) com as caixas de entrada, saída e solução, interligadas de tal forma a reproduzir corretamente o ciclo de testes.
Figura 7 - Área de trabalho (canvas) do nCode
Uma PSD de entrada deve ser associada ao modelo, como mostra a (figura 8). No menu File > Open Data Files (1), abre-se a janela abaixo, onde o usuário deve buscar o arquivo de dados (2) e selecioná-lo na janela de testes disponíveis (3), adicionando-o à lista de arquivos através do botão (4) indicado.
Figura 8 - Leitura da PSD de entrada
O contador de arquivos da caixa “Multicolumn PSD glyph” muda automaticamente o valor (figura 9), arrastando-se o arquivo (file.csv) disponível na área de dados à esquerda (1) até ela
Figura 9 - Leitura da PSD de entrada
O último passo, antes do início das análises, é a configuração da solução. É possível controlar os métodos de interpolação, o tipo de carregamento (PSD ou SweptSine), o tempo de duração da análise (figura 10), e a técnica utilizada na predição da PDF (Probability Density Function) – Lalanne, Dirlik, Narrow Band e Steinberg (figura 10). Os mais comumente utilizados são Dirlik e Lalanne. O campo “Exposure duration” informa o tempo a que a estrutura ou componente estará submetido ao carregamento randômico.
Figura 10 - Solution Properties
Vale lembrar que as propriedades de material podem ser redefinidas (figura 11). Clique em “Vibration Analysis” > “Edit Material Mapping” (1). Na janela (2) que surge é possível trabalhar as alterações desejadas.
Figura 11 - Edição das propriedades de material
O botão indicado na figura 12 (1) dá início aos cálculos que, concluídos, irão povoar as três janelas (2) abaixo. A primeira das janelas contém a vida resultante do componente devido ao tempo de exposição à aceleração PSD. A segunda contém uma tabela listando os nós mais danificados (pode ser exportada). A terceira contém um pequeno relatório, chamado Studio Display.
Figura 12 - Análise e Resultados
Os resultados podem ser visualizados na forma de vida ou dano. Basta um clique na janela FE Display, figura 12 (3), selecionando “properties”. Lá o usuário encontrará ferramentas para ajuste da visualização gráfica (legenda, formato, etc).
Desta forma, de uma maneira muito simples e rápida, é possível fazer uma análise de fadiga seguindo uma metologia moderna (domínio da frequência) e que, sob carregamento randômico, é mais econômica, computacionalmente e, por considerar os efeitos dinâmico, dentro do regime elástico, pode ser uma opção mais prática na abordagem de problemas que envolvam interação fluido-estrutura, terremoto, transporte, entre outros.
Por Armando Alvarez de Souza e Fernando Amaral Polastro, ESSS
A teoria de elementos finitos e volumes finitos inclui manipulação de matrizes, integração numérica, resolução de equações e muitos outros detalhes que são realizados automaticamente pelos softwares de simulação numérica. Desde o primeiro paper, em 1943, em que o matemático Richard Courant descrevia a solução discreta, por meio de interpolação polinomial, de um problema de torção, muita coisa mudou em termos de interface e abordagem dos problemas físicos, embora o conceito do método tenha-se mostrado intocável.
Simulação é a arte de representar estruturas ou processos físicos por meio da sua substituição por idealizações numéricas ou analíticas. Não se trata simplesmente de preparar uma malha de nós de elementos. O bom modelamento requer que a física do problema seja compreendida bem o suficiente para a escolha dos tipos adequados de elementos tanto quanto a quantidade suficiente dos mesmos para representar corretamente o comportamento físico. Com isso, queremos evitar elementos distorcidos (que podem provocar singularidade e dificuldade de convergência) e elementos cujo tamanho não permita representar as variações importantes da variável de campo. No outro extremo também queremos evitar perda de tempo por parte do analista e dos equipamentos, associada a refinamento excessivo, com mais elementos e componentes do que o necessário para representar os campos e seus gradientes.
Adiante, após a etapa de processamento, deve-se avaliar os resultados e concluir se são razoáveis ou não. E é exatamente aqui onde o exercício da Engenharia se faz necessário, pois é muito fácil e comum cometer erros (condições de contorno, carregamentos, propriedades de material, etc) ao descrever o problema ao software.
Em nossas edições anteriores, tratamos da mensuração do erro numérico, que está intrinsecamente relacionado com o assunto do presente artigo. Iremos tratar das novas ferramentas de geração de malha dentro da interface Workbench (versão 12). Para felicidade dos usuários, a nova versão incorpora e integra uma série de recursos que pertenciam aos softwares que foram adquiridos pela ANSYS, Inc., como TGrid, ICEM, CFX-mesh e GAMBIT. Com toda essa tecnologia disponível, agora em uma única interface gráfica, o usuário é capaz de gerar malhas complexas e de excelente qualidade definindo apenas alguns parâmetros no setup.
É interessante comentar que todos esses softwares nasceram com a proposta de melhorar a qualidade das malhas que seriam utilizadas em análises CFD. Assim, se a integração dessas ferramentas é uma excelente surpresa para esses usuários, não menos o é para os que trabalham com análise estrutural. Em suma, a proposta da ANSYS é oferecer soluções e ferramentas integradas, porque o fato é que os “problemas” são integrados, em sua grande maioria.
O foco desse artigo é descrever o novo gerador de malha e mostrar como as novas features proporcionam economia no esforço de pré-processamento e maior qualidade na representação do domínio de cálculo. Em muitos casos a dificuldade na geração da malha (ou pobreza da malha gerada) está intrinsecamente relacionada ao modelo geométrico (CAD). Para estes casos a ANSYS desenvolveu o Design Modeler, a fim de que o usuário CAE pudesse tratar o problema na sua raiz e obter, assim, malhas mais confiáveis. A seguir, veremos como Design Modeler possibilita correções e alterações geométricas, além de supressão de features desnecessárias. Podemos considerá-lo, desta forma, como o primeiro passo na tarefa de construção de um modelo numérico. Vamos utilizar como exemplo a roda automotiva ilustrada na figura 1.
Figura 1 – Modelo CAD de uma roda automotiva.
Como a geometria escolhida respeita as condições de periodicidade, podemos corrigir apenas um dos setores e posteriormente utilizarmos a ferramenta “Pattern” para completar o modelo. É possível notar na figura 2 que a geometria apresenta diversas linhas de construção que podem prejudicar a qualidade da malha.
Figura 2 – Detalhes do modelo CAD.
Os elementos gerados para representar a geometria original possuem skewness muito elevado, isto é, um ângulo pequeno entre as arestas elementares (figura 3), o que ocasiona mau condicionamento na matriz de rigidez. Tais elementos são conhecidos popularmente como “elementos-agulha”.
Figura 3 - Elementos-agulha.
A nova versão do DesignModeler oferece ferramentas capazes de corrigir as imperfeições geométricas que dão origem aos elementos mencionados. Um dos melhores recursos capazes de eliminar indesejáveis linhas de construção é o “MERGE”. Veja na figura 4 o efeito na malha obtida.
Figura 4 - Uso da ferramenta “MERGE”.
Além do MERGE, o Design Modeler também oferece o “Face Delete”, que possibilita eliminar furos, defeitos e entalhes desnecessários, o que se traduz muitas vezes em uma malha mais leve e de melhor qualidade (figura 5) . A decisão, contudo, sobre simplificar ou não a geometria, deve ser baseada na sensibilidade, bom senso do analista e na estratégia de solução do problema proposto. Não há uma regra a ser seguida.
Figura 5 - Utilização do “Face Delete”.
A utilização do “Face Delete” é muito simples, o usuário precisa apenas selecionar as faces que serão eliminadas e aplicar o “generate” para finalizar o comando.
Já o próximo exemplo ilustra a utilização da ferramenta “Pinch”, que faz parte do gerador de malha da nova versão (Wb12). Basicamente o “PINCH” ignora pequenos defeitos ou detalhes da geometria. O usuário precisa apenas definir o valor da tolerância para que o software possa corrigir as áreas desejadas. Observe na figura 6 o efeito do comando na representação do domínio mostrado. Através do “PINCH” evitamos elementos-agulha.
Figura 6 - Utilização da ferramenta “PINCH”.
Outro assunto que gera muita dúvida entre os usuários são os critérios que definem o “Shape Cheching”. Para análises estruturais, o ANSYS possibilita a utilização de dois critérios: Standard Mechanical, que é o default do Workbench, e o Aggressive Mechanical, conforme mostrado na figura 7.
Figura 7 - “Shape Checking”.
A vantagem do “Agressive Mechanical”, comparado ao “Standard Mechanical” está na análise de problemas envolvendo grandes deformações, pois há controle mais rigoroso do “Jacobiano” dos elementos gerados. Com elementos de melhor qualidade é possível ir mais longe em simulações que envolvem deformação excessiva, a exemplo dos processos de conformação mecânica e simulação de impacto. No “Agressive Mechanical”, contudo, a quantidade de elementos gerados é maior, bem como o tempo necessário para obtenção da malha.
A próxima ferramenta apresentada – figura 8 – é o “Inflation”, muito útil para garantir a qualidade dos elementos próximos as arestas em simulações estruturais. Em simulações de CFD esse recurso já era bastante empregado para controle dos elementos gerados junto à parede, a fim de representar a camada limite e o perfil de velocidade das partículas do fluido. A utilização do “Inflation” é bem simples. Ao usuário cabe selecionar a aresta ou face que deverá ser controlada, definir a quantidade de layers e a taxa de crescimento dos elementos (na prática adota-se, em geral, 20%).
Figura 8 - Uso da ferramenta INFLATION.
Figura 9 - Uso da ferramenta INFLATION.
O próximo assunto a ser abordado é muito questionado pelos usuários, “como definir o tipo de elemento no Workbench”. A interface gráfica nos possibilita fazer uma pré-seleção do tipo de elemento que será utilizado, ou seja, é possível optar por elementos tria, quad, tetra ou hexa, porém cada classe de elementos tem diversas formulações e características que distinguem cada elemento. Também é possível escolher na interface gráfica se o elemento será de primeira ou segunda ordem, optando respectivamente por Dropped or Kept. Elementos de segunda ordem (Kept) garantem resultados mais precisos, computacionalmente mais caro, entretanto. Mesmo com todas essas opções, as vezes o usuário precisa de um tipo de elemento mais específico. Neste caso é necessário inserir apenas uma linha de comando para fazer a seleção mais refinada. Na figura 10 é possível verificar quão facilmente é inserida uma linha de comando para a seleção do elemento desejado; é importante observar que a linha de comando deverá ser inserida diretamente na geometria – a mola, no presente caso.
Figura 10 - Escolhendo o tipo de elemento.
Uma das grandes vantagens do ANSYS Meshing é a liberdade de escolha do algoritmo de geração de malha. Este tipo de flexibilidade proporciona ao operador a possibilidade de gerar uma malha com boa qualidade, tanto em geometrias “limpas”, como em geometrias com muitos detalhes e imperfeições . Um exemplo pode ser visto na figura 11, onde o algoritmo “Patch Independent” foi usado. Este algoritmo utiliza a tecnologia “Octree” do ICEM, onde uma malha volumétrica de tetraedros é criada nas dependências do domínio e os nós destes elementos são projetados nas superfícies da geometria. Observa-se na figura 11 que o detalhe na parte superior da peça foi ignorado, ou seja, um detalhe que pode ser desprezado, por exemplo, em uma simulação CFD. Isto implica em um processo otimizado, no qual o operador CAE não precisa se envolver novamente com a geometria no CAD e a quantidade de elementos fica reduzida na medida em que certos detalhes muito pequenos são ignorados pelo algoritmo “Patch Independent” .
Figura 11 - “Defeaturing” usando o “Patch Independent”.
Quando as superfícies da geometria possuem boa qualidade, ou seja, com poucas imperfeições, o método “Patch Conforming” é mais indicado. Este algoritmo usa a tecnologia de geração de malha tetraédrica do T-Grid. Ao contrário do “Patch Independent”, o “Patch Conforming” é fiel às superfícies da geometria, ou seja, por menores que sejam os detalhes ele sempre vai discretizá-los e representá-los com elementos triangulares. Uma das grandes vantagens deste método é a qualidade dos elementos tetraédricos que ele gera. A transição entre os elementos superficiais e volumétricos é muito mais suave, critério exigido principalmente em um solver CFD que geralmente é baseado no método de volumes finitos. Sempre que possível é utilizado este método para geração de malha. As figuras 12a e 12b mostram uma comparação entre uma malha gerada com o algoritmo “Patch Independent” e uma com o algoritmo “Patch Conforming”.
Figura12a - “Patch Conforming”.
Figura12b -“Patch Independent” .