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ParaSim

Criação paramétrica da geometria, malha e setup de simulação física de problemas de ciclones e hidrociclones, gerenciamento das execuções serial, paralela ou distribuída em um ou mais clusters e pós-processamento dos dados de saída.



Objetivos

A simulação de um problema de CFD da forma que tradicionalmente é feita hoje denomina-se Design of Experiment (D.O.E).

Nesta forma de simulação, para valores bem definidos de um conjunto de parâmetros de simulação, um resultado único da simulação é obtido, apesar do sistema poder ter infinitas soluções. Ou seja, obtém-se uma 'foto' de uma condição única e bem-posta de projeto.

Para o projeto de um componente, no entanto, o que normalmente se possui é um conjunto de parâmetros que definem o problema, mas que podem, porém, variar dentro de um determinado intervalo de valores (de forma contínua ou discreta, dependendo do processo de fabricação do componente). Neste intervalo de valores, o objetivo normalmente é minimizar ou maximizar parâmetros de operação (valores de saída da simulação) em função dos parâmetros que definem o problema (valores de entrada da simulação).

Desta forma, para obter ou descobrir os pontos ótimos de operação através de uma simulação do tipo D.O.E, diversos ensaios são necessários, a fim de traçar-se todo o 'mapa' de resultados para os diversos valores dos parâmetros de entrada.

A simulação de cada experimento, no entanto, pode ser algo bastante trabalhoso, desde a criação da geometria, geração da malha, configuração do setup físico do problema até a obtenção de uma solução convergida do problema. Esta tarefa consome, além de tempo do operador nas operações manuais, muito tempo de execução das máquinas para a obtenção das soluções.

Desta forma, uma ferramenta que auxilie ou automatize ao máximo o processo acima descrito é de grande valia para o projetista e analista numérico. Este é o foco deste projeto. No decorrer do presente documento serão descritas as características do sistema concebido para auxiliar nesta tarefa.

Soluções

As tecnologias utilizadas no projeto podem ser classificadas da seguinte forma:

  • Aplicação: para a criação da aplicação serão utilizadas as linguagens de programação C++ para o 'baixo nível' da aplicação, onde a mesma requer alta performance, e Python para a parte de interface gráfica. A tecnologia XML será utilizada para a persistência dos dados em disco.
  • Geometria: para a criação das geometrias parametrizadas será utilizado o ICEM CFD Comak/MED.
  • Malha: para a criação das malhas hexagonais e tetraédricas será utilizada a aplicação ICEM CFD Hexa & Tetra.
  • Setup Físico e Simulação: para a criação do setup físico e de simulação serão utilizadas as aplicações CFX Pre & Solver.

Benefícios

As principais características do software ParaSim são as seguintes:

  • Gerenciamento hierárquico de projeto;
  • Controle paramétrico (Simples, Contínuo, Discreto);
  • Múltiplas configurações;
  • Lista de jobs de simulação;
  • Múltiplos stacks de jobs de simulação;
  • Execução serial, paralela ou distribuída;
  • Execução remota;
  • Controle de exceção na execução;
  • Malhas Hexa e Tetra;
  • Execução de scripts de pós-processamento;
  • Criação de novos parâmetros baseados em pós-processamento;
  • Cruzamento de parâmetros de setup e/ou pós-processamento;
  • Expansível para inserir novas configurações e modelos físicos.
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