CFD Studio

O CFD Studio é um software desenvolvido durante o projeto CFD SinFlow que permite a simulação numérica de problemas bidimensionais envolvendo escoamento e transferência de calor. Ele foi desenvolvido com propósitos educacionais e pode ser empregado como ferramenta auxiliar em cursos de transferência de calor, com enfoque em condução e convecção, e de mecânica dos fluidos. Assim, o CFD Studio possibilita a solução de três problemas físicos: Condução de calor, escoamento sem transferência de calor e escoamento com transferência de calor.

Neste aplicativo didático é possível configurar, através de um assistente, uma simulação completa em oito passos, passando pela definição do problema, dos parâmetros numéricos e finalizando na simulação propriamente dita. Através de uma sequência intuitiva de trabalho, o usuário pode realizar as três tarefas essenciais na simulação numérica: pré-processamento, processamento e pós-processamento, sem haver necessidade de utilização de aplicativos auxiliares.  

Principais características

O modelo numérico considerado no simulador do aplicativo utiliza-se da biblioteca computacional CSFL-Lib, desenvolvida em linguagem de programação C++ também durante o projeto CFD SinFlow, e possui as seguintes características:

• Emprego do método dos volumes finitos;
• Formulação totalmente implícita;
• Solução segregada das equações de Navier-Stokes usando os métodos SIMPLE e SIMPLEC;
• Problemas de mecânica dos fluidos acoplado a transferência de calor;
• Funções de interpolação CDS, UDS, WUDS;
• Aplicação de condições de contorno com o uso de volumes fictícios;
• Arranjo co-localizado das variáveis;
• Solução de sistema linear através de métodos Jacobi, Gauss-Seidel, TDMA, decomposição LU e Multigrid.

Características técnicas

    Através do Work-pad pode-se visualizar a cadeia de informações numéricas do problema, bem como todos os seus parâmetros. A exportação do arquivo do problema configurado é realizado em formato XML, independente do sistema operacional. Através deste, tem-se o controle total sobre o software e seus principais elementos: pré-processador, processador e pós-processador.

O pré-processador do CFD Studio conta com um gerador de malhas bidimensionais integrado (CFD Mesh) totalmente interativo e com manipulação gráfica através do mouse, que permite importação de geometrias de outros softwares. Todas as ferramentas, como editor de malhas, edição de parâmetros de entrada(condiçõe de contorno, parâmetros das equações, etc.) e visualização tridimensional, estão totalmente integradas. 

Através do processador realiza-se a simulação do problema configurado, nele pode-se observar de forma iterativa a variação dos resíduos das equações discretas ao longo do tempo. A exportação desses dados é permitido através de um formato de arquivo proprietário. 

O pós-processamento do CFD Studio conta com um módulo de visualização 3D integrado, onde pode-se visualizar os resultados da simulação com auxilio de diversas ferramentas, como plotagem de iso linhas, iso-superfícies, campos escalarres e vetorais com customização de cores e preferências. Ao final pode-se exportar os dados em um formato proprietário ouo mesmo em imagens.

Projeto CFD SinFlow

O software CFD Studio faz parte de um projeto realizado no SINMEC, denominado CFD SinFlow. Neste projeto, foram desenvolvidos 4 aplicativos e uma biblioteca computacional. Este projeto possui um site dedicado onde estão disponíveis manuais, tutoriais e download dos aplicativos. Para acessar clique aqui.  

Equipe de desenvolvimento 

• Prof. Clovis R. Maliska
• Prof. António F. C. da Silva
• Márcio Eduardo Régis Monteiro
• Marcelo Castro de Souza
• Rodrigo Ferraz de A. F. da Silva
• Rafael Mendes 

Documentação

• Gerson Luiz Bridi Filho
• Carlos N. Donatti
• Ewaldo Schubert Junior
• Rafael Gomes da Silva Damaso
• Vinícius Bastos Farias 

Período de desenvolvimento

• 1997-2003

Dúvidas, sugestões e comentários, favor encaminhar ao e-mail  cfdsinflow@sinmec.ufsc.br.