A PART OF MARELLI
A última década foi marcada pelo desenvolvimento e aperfeiçoamento contínuo das tecnologias de representação numérica dos processos físicos, mediante simulação numérica assistidas por computadores e avançadas técnicas para a representação gráfica tridimensional.
Isto tornou eficaz e confiável utilização de técnicas de cálculo avançado para projetos assistido por computador de componentes e sistemas, permitindo já na fase de elaboração conceitual, e sem a disponibilidade nenhuma de amostras físicas, a maioria dos testes de desempenho funcional de um produto da engenharia humana.
Assim, nasceram termos como "Prototipagem Virtual" e "Análise Virtual". Nesta área a Magneti Marelli sempre foi muito ativa e inovadora,porque utiliza as mais recentes tecnologias integrando-as com os seus conhecimentos especialistas com um back ground de experiências aplicativas de importância absoluta.
Em particular, no âmbito tridimensional, se fala em de Modelagem de Elementos Finitos (FEM) e Análise de Elementos Finitos (FEA) no campo prevalentemente estruturais, magnético, térmico de componentes sólidos e de Dinâmica dos Fluidos Computacional (CFD) no campo da mecânica dos fluidos .
O objetivo principal de todas essas análises é obter informações sobre a resposta dos sistemas físicos a algumas condições impostas, comumente referido a cargas e / ou condições de contorno.
Com o uso intensivo dessas ferramentas de análise previsional uma equipe de desenvolvimento é capaz de verificar se o projeto proposto será capaz de atender às especificações do cliente antes de ser construído um protótipo.
Na Magneti Marelli os modelos matemáticos são utilizados, tanto na concepção, definição do produto / projeto, como na sua certificação.
Normalmente, na fase de projeto são executa uma grande variedade de análise numérica. Os projetistas comparam e classificam projetos alternativos, de acordo com os objetivos do cliente. Na fase de certificação se verifica que o projeto final cumpre todos os requisitos definidos.
As análises mais comumente solicitadas e utilizadas são:
Análise Estrutural: permite estimar o nível de solicitação e deformação presente em um componente, estrutura ou mecanismo. Baseia-se em modelos de cálculo linear e modelos não-lineares.
Modelos lineares partem do pressuposto de que as deformações geométricas e deslocamentos são em pequena escala (linearidade "geométrica") e que o material não se deforma plasticamente (linearidade "Material").
Os modelos não-lineares consistem em ter em conta grandes deslocamentos / deformações e / ou de solicitar o material para além do seu limite elástico.
Análise Vibracional: permite estimar as características intrínsecas vibracionais de um componente ou estrutura (análise de "modal") e como ele vai responder a solicitação oscilatórias ou impulsivo (análise "harmônica").
Análise de transmissão de calor: permite identificar, dentro dos componentes ou estruturas, a distribuição de temperatura e a extensão e rotas de transmissão de calor quando estão na proximidade de fontes de calor. Podem ser análises estacionárias ou transientes, que representam situações estáveis ao longo do tempo ou descrevem a evolução do fenômeno enquanto este evolui.
Análise de conforto acústico e de vibração (NVH): é uma extensão da análise vibracionais no campos das variações de pressão transmitidos para os meios acústicos (ar). Permite representar o campo acústico presente na proximidade de um componente que está vibrando e de fornecer pormenores sobre a distribuição espacial, tanto em termos de intensidade como em termos de espectro (frequências presente). Essas análises são fundamentais para o projeto de componentes mecânicos que garantem uma acústica adequada e conforto vibracional.
Análise magnética: permite estimar a distribuição dos fluxos magnéticos e as forças a eles associados sobre um componente, a estrutura ou conjunto. Também pode basear-se em modelos de cálculo lineares e modelos não lineares, desta vez consideradas de um ponto de vista eletromagnética.
Análise Fluidodinâmica: permite estimar o campo de movimento espacial de fluido (velocidade, pressão, temperatura, etc ..), quando sujeitos a variações de pressão e temperatura. Pode ser "interna", específica aos movimentos que se desenvolvem em ambientes internos (volumes, dutos, etc ..), ou "externo", a análise orientada ao movimentos que se desenvolvem fora das estruturas (aerodinâmica de um veículo, o campo de fluxo de ar em torno de um aquecedor, etc ..)
Análise Acoplada: Uma análise deste tipo é substancialmente a análise contemporânea, que leva em consideração as interações recíprocas de dois ou mais tipos de análise. (Exemplo: interação fluido-estrutura (FSI), análise termo-estrutural, a análise do acoplamento magnético-térmico, etc.)
O uso extensivo deste tipo de análise é feita na análise de componentes para sistemas híbridos (HEC), para a detecção da transferência de calor e o fluxo de ar para dentro e em torno de um equipamento eletrônico, a partir de um único componente ou placa até o sistema completo.
Análise do motor: Existem três classes de modelos numéricos, que podem ser utilizadas na simulação da operação de um motor de combustão interna. Para um cálculo rápido do motor, são utilizados simples modelos zero-dimensional. Estes modelos não incluem qualquer resolução espacial e apenas descrevem os processos gerais, sem informações sobre fenômenos locais. São utilizados para o cálculo rápido do torque e potência obtidos a partir de um motor, com base em características macro, tais como diâmetro dos cilindros, curso dos pistões, as dimensões de máxima do circuito de aspiração e de descarga, etc ..
A segunda classe de modelos são os fenomenológicos, que consideram certos tipos de resolução quase espacial da câmara de combustão e a utilização de sub-modelos mais detalhados para a descrição dos relativos processos, tais como a formação da mistura, a ignição e combustão. Estes modelos fenomenológicos 1D podem ser usado para prever, com uma razoável precisão, os principais parâmetros do motor tais como: rendimento volumétrico, torque, potência, ruído de aspiração, etc.)
A terceira classe de modelos são modelos CFD tridimensionais. Nos códigos de CFD-3D, são usados modelos mais pormenorizados, e cada sub-processo de interesse podem ser resolvidos.
Por exemplo, numa análise minuciosa do interior do cilindro, no caso da formação da mistura, os sub-processos, tais como injeção, break-up e a evaporação das gotículas de líquido, e as relativas colisões e choques contra as paredes do cilindro, pode ser calculado ponto por ponto no interior da câmara de combustão representada na sua totalidade tridimensional. Esta classe de modelos é a mais sofisticadas das técnicas de solução empregada e a competência de engenharia necessário para os usuários, é a mais cara no que se refere à potência e ao tempo de cálculo necessário.
