1. Presentacin general de FLOW-3D para Ingeniera Hidrulica Diciembre de 2014 2. Indice de contenidos Flow Science Inc y Simulaciones y Proyectos SL Qu es FLOW-3D ?. Ventajas competitivas Principios generales de funcionamiento de FLOW-3D Capacidades de modelado especficas para Hidrulica 3. Flow Science Inc Empresa desarrolladora del software Multinacional fundada en 1980. Originada en el Laboratorio Nacional de Los Alamos (EEUU) Primera licencia comercial de FLOW-3D lanzada en 1985 Desarrolla y comercializa FLOW-3D as como los productos asociados: FLOW-3D Cast / FLOW-3D MP Ofrece servicios de HPC (High Performance Computing) a distancia. Vista de Los Alamos National Labs Headquarters en Santa Fe, NM, USA 4. Flow Science Inc Empresa desarrolladora del software USA* Australia Canada China Finland Germany Greece India Italy Japan Korea Malaysia Norway Poland Russia Singapore Spain Taiwan Thailand Turkey * Oficinas de Flow Science 5. Simulaciones y Proyectos, SL Empresa distribuidora del software Fundada en 2006 Oficinas en Bilbao Madrid Bogot Asociado de Flow Science Inc en Espaa desde 2007 Distribuye en exclusiva los productos de Flow Science Inc (FLOW-3D / FLOW-3D Cast / FLOW-3D MP ) en Espaa, Portugal y Suramrica 6. FLOW-3D Ventajas competitivas FLOW-3D es un software CFD de propsito general vlido para cualquier tipo de fluido y rgimen. Lder mundial en simulacin de fluidos en Superficie Libre Empleado por Universidades, Centros de investigacin y departamentos de ingeniera e I+D. FLOW-3D incluye en su interfaz GUI todas las opciones necesarias para simular sistemas hidrulicos 2D / 3D de forma completa. 7. FLOW-3D / FLOW-3D Cast Ventajas competitivas Funcionamiento en red (sin coste adicional) Con 1 licencia de solver se dispone de 999 licencias de pre y post. Opcin de realizar clculos en remoto (sin coste adicional) Opcin de leer la licencia en remoto (sin coste adicional) Versin SMP Shared Memory Protocol (sin coste adicional). Se usan todos los procesadores disponibles del ordenador para el clculo. Fcilmente customizable por el usuario en FORTRAN Postprocesador FlowSight (sin coste adicional) 8. FLOW-3D / FLOW-3D Cast Ventajas competitivas Postprocesador FlowSight FlowSight = EnSight + FLOW-3D 9. Principios generales de funcionamiento Mtodo de Diferencias Finitas- Staggered Finite Difference Method Numricamente muy estable y fcil de implementar Robusto, preciso y facilmente customizable x y Centro de celda: Presiones Temperaturas Escalares Fuerzas Caras de celda Velocidades Esfuerzos 10. Principios generales de funcionamiento Geometra La geometra se importa en formato STL (StereoLithography) El terreno se importa como nube de puntos XYZ o bien en formato STL El software puede reparar o descartar fallos posibles el STL sin fallar. FLOW-3D CAD 3D (SpaceClaim) 11. Principios generales de funcionamiento Mallado (1 de 3) El mallado es estructurado (celdas cbicas o paralelepipdidas) - Facilidad Tipos de mallado Bloques enlazados Se malla unicamente las zonas de inters 12. Principios generales de funcionamiento Mallado (2 de 3) Bloques anidados Bloques de malla ms finos, dentro de bloques ms gruesos. Mejora la resolucin de flujo en zonas crticas Tipos de mallado 13. Principios generales de funcionamiento Mallado (3 de 3) Tipos de mallado Se reduce en gran medida el nmero de celdas total Rapidez de clculo Se realiza automticamente - Sencillez Malla conformada Malla conformada al slido para refinado local. 14. Principios generales de funcionamiento Interpretacin de la geometra Se interpreta la geometra dentro de la malla establecida Free Meshing Auto-Checking de la calidad de la malla FLOW-3D chequea de forma automtica la calidad de la malla FAVOR TM 15. Principios generales de funcionamiento La superficie libre Que es Superficie Libre? Donde existe interfase Liquido/Gas. Donde los gradientes de presin en un gas son pequeos. Donde el ratio de densidad entre fluidos es grande. 16. Principios generales de funcionamiento Mtodos VOF / TruVOF Mtodo VOF (Volume Of Fluid) Desarrollado originalmente por Anthony Hirt (fundador de Flow Science Inc Se resuelven las ecuaciones de ambos fluidos Costoso en clculo y dispersin de la lmina libre. Mtodo TruVOF Desarrollado por Flow Science Inc Resuelve slo las ecuaciones del fluido ms denso. Lmina libre perfectamente definida y ntida Mucha precisin y no es costoso en clculo Fluid Void La distribucin de la funcin VOF determina la orientacin de la interfase 17. Capacidades de modelado generales Modelos de turbulencia Prandtl mixing length One-equation transport Two-equation - model Two-equation -w model RNG model Large eddy simulation Modelos de turbulencia Superficie libre y confinado 3D, 2D y 1D Flujo transitorio Flujo no viscoso, viscoso laminar, turbulento Flujos bi-fsicos Newtonianos, no newtonianos Condiciones de contorno Simetra Pared rgida / flexible Continuidad Peridica Presin especificada Velocidad especificada Outflow Presin hidrosttica Caudal Oleaje 18. Capacidades de modelado generales Resultados Grficos automticos o customizados Grficos interactivos Open-GL Vectores, contornos, superficies 3D, ploteado de partculas Datos histricos de puntos probeta Datos de interaccin fluido-estructura Clculos de fuerza y momento Videos Opciones de PostScript, JPEG y Bitmap output Lineas de corriente & flow ribbons Visor de geometra STL Opciones numricas VOF / TruVOF 1 y 2 rdenes de movimiento Opcin Implcita / Explcita Solvers de presin GMRES solver Point&Line relaxation pressure solver Variables customizadas Interaccin durante la ejecucin 19. Capacidades importantes de modelado para Ingeniera Hidrulica Entrada de aire Modelo hbrido 2D/ 3D Condicin de contorno de oleaje Arrastre y sedimentacin Objetos en Movimiento Modelo de stress y deformaciones Transporte de escalares Mallas, filtros Cavitacin Interaccin fluido-estructura Reacciones qumicas Evaporacin, solidificacin 20. Capacidades de modelado en Hidrulica Entrada de aire Reduce cavitacin Mejora la oxigenacin para fauna acutica o para el estudio de aireadores en plantas de tratamiento de efluentes. FLOW-3D tiene en cuenta el fenmeno del hinchamiento del fluido por atrapamiento de aire 21. Capacidades de modelado en Hidrulica Modelo hbrido 2D/3D Permite estudiar flujos superficiales con efectos locales 3D Aplicacin en inundaciones y efectos locales en pilares de puentes, etc 22. Capacidades de modelado en Hidrulica Condicin de contorno de oleaje Oleaje lineal Oleaje no lineal Stokes Ola solitaria 23. Capacidades de modelado en Hidrulica Arrastre y sedimentacin Transporte de sedimentos depositados, en suspensin Sedimentacin Mltiples especies de sedimentos Diferentes propiedades: tamao de grano, densidad, esfuerzo cortante crtico Vlido para simulaciones 2D/3D 24. Capacidades de modelado en Hidrulica Objetos en movimiento Permite mltiples GMOs Movimiento acoplado al fluido con posibilidad de prescribir movimiento No requiere mallado durante el movimiento del slido. Gran velocidad de clculo Permite generar movimiento en compuertas, vlvulas, etc. 25. Aplicaciones en Ingeniera Hidrulica Eventos catastrficos (rotura de presas, rotura de balsas) Presas, Aliviaderos Pasos de peces Municipal Hidrulica fluvial 26. Aplicaciones en Ingeniera Hidrulica Eventos catastrficos Rotura de presas Rotura de presas y efectos aguas abajo. Rotura de balsas de lodos Deslizamiento de tierras 27. Aplicaciones en Ingeniera Hidrulica Eventos catastrficos Aliviaderos 28. Aplicaciones en Ingeniera Hidrulica Paso de peces 29. Aplicaciones en Ingeniera Hidrulica Municipal Hidrulica municipal en saneamiento Dimensionado de tanques de tormenta. Combinacin de sistemas en carga y fluidos en superficie libre Estudio de rejillas, sumideros, entrada de aire. 30. Salidas especficas para hidrulica Trazadores de flujo y mezcla Tiempo de residencia del fluido Elevacin de la superficie libre Profundidad del fluido Nmero de Froude Intensidad turbulenta, viscosidad dinmica turbulenta, energa cintica turbulenta, disipacin de energa turbulenta, escala de longitud de mezcla turbulenta Distancia recorrida por el fluido Distance traveled by fluid packets Vorticidad Velocidad promediada en profundidad Velocidad a una altura ofseteada del fondo Energa hidrulica y altura total Esfuerzo cortante sobre superficies Concentracin de entrada de aire Concentracin de sedimentos en suspensin Cambio en la elevacin del fondo debido a la erosin y sedimentacin Concentracin de contaminantes, incluyendo densidad de mezcla local 31. Ms informacin: www.simulacionesyproyectos.com