¿Cómo se pueden optimizar las simulaciones CFD para reducir el tiempo?

1 Elija el solucionador adecuado

El primer paso para optimizar sus simulaciones CFD es elegir el solucionador adecuado para su problema. Los diferentes solucionadores tienen diferentes fortalezas y debilidades, según el tipo, la complejidad y la escala del flujo que esté modelando. Por ejemplo, si está simulando un flujo constante, laminar e incompresible, es posible que desee utilizar un solucionador basado en presión, que es más rápido y robusto que un solucionador basado en densidad. Por otro lado, si está simulando un flujo transitorio, turbulento y compresible, es posible que desee utilizar un solucionador basado en densidad, que es más preciso y estable que un solucionador basado en presión. También debe tener en cuenta los esquemas numéricos, los métodos de discretización y los criterios de convergencia del solucionador, y ajustarlos según sus necesidades y preferencias.

2 Simplifique la geometría

El segundo paso para optimizar sus simulaciones CFD es simplificar la geometría de su modelo tanto como sea posible, sin comprometer la precisión y relevancia de sus resultados. Una geometría más simple significa menos elementos de malla, lo que reduce el costo computacional y el tiempo de la simulación. Puede simplificar la geometría eliminando detalles innecesarios, como pequeños huecos, empalmes o agujeros, que no afectan significativamente al comportamiento del flujo. También puede utilizar condiciones de simetría o periodicidad para reducir el tamaño de su dominio, si corresponde. Sin embargo, debe tener cuidado de no simplificar demasiado la geometría, ya que esto podría introducir errores o artefactos en los resultados.

3 Refinar la malla

El tercer paso para optimizar sus simulaciones CFD es refinar la malla de su modelo, especialmente en regiones donde el flujo es complejo o crítico. Una malla más fina significa más resolución y precisión, lo que mejora la calidad y la fiabilidad de los resultados. Puede refinar la malla mediante técnicas de malla local o adaptativa, que le permiten aumentar la densidad de la malla donde sea necesario, como cerca de muros, límites u entidades. También puede utilizar diferentes tipos de elementos de malla, como tetraédricos, hexaédricos o híbridos, en función de la forma y la curvatura de la geometría. Sin embargo, debe tener cuidado de no refinar demasiado la malla, ya que esto podría aumentar el costo computacional y el tiempo de la simulación.

4 Paralelizar el cálculo

El cuarto paso para optimizar sus simulaciones CFD es paralelizar el cálculo de su modelo, si es posible. La computación paralela significa dividir la carga de trabajo entre varios procesadores o núcleos, lo que acelera la ejecución y el rendimiento de la simulación. Puede paralelizar el cálculo mediante diferentes métodos, como la descomposición de dominios, la multircuadrícula o el multithreading, en función del solucionador, la plataforma y el hardware que esté utilizando. También debe tener en cuenta los costos de comunicación y sincronización de la computación paralela, y equilibrarlos con los beneficios de la aceleración y la escalabilidad.

5 Validar y verificar los resultados

El quinto paso para optimizar sus simulaciones CFD es validar y verificar los resultados de su modelo, para asegurarse de que son correctos y significativos. La validación consiste en comparar los resultados con los datos experimentales o analíticos, para comprobar si se ajustan a la realidad. La verificación significa comprobar los resultados en busca de errores o incertidumbres, como errores numéricos, de modelado o de discretización. Puede validar y verificar los resultados mediante diferentes métodos, como la convergencia de cuadrículas, el análisis de sensibilidad o la cuantificación de la incertidumbre, en función de la disponibilidad y la calidad de los datos. También debe utilizar las herramientas de visualización y posprocesamiento adecuadas, como trazados de curvas de nivel, líneas de corriente o vectores, para analizar e interpretar los resultados.