Economia de tempo de simulação através da otimização de malhas

A geração de malha sempre foi e ainda é um dos aspectos mais intangíveis para os fundidores que trabalham com simulação. No MAGMASOFT® temos ferramentas que tornam o seu processo de geração fácil e ágil.

O tamanho e a qualidade da malha são fatores decisivos para determinar o tempo de cálculo e a qualidade dos resultados na simulação do processo de fundição. Sendo possível, em alguns casos, com base em uma análise detalhada do sistema e com uma definição criativa de parâmetros otimizar a malha, realizando simulações de forma mais inteligente e eficiente, reduzindo o tempo de cálculo e mantendo a qualidade dos resultados.

Durante os treinamentos operacionais do MAGMASOFT® e no dia-a-dia, buscamos seguir algumas regras básicas para garantir a qualidade de malhas, sendo que no geral observamos um aumento no tempo de simulação com o aumento da malha, como representado de forma esquemática na figura 1.

 Figura 1: Esquema representativo da relação Tamanho de malha x Tempo de simulação x Qualidade dos resuldos.

Figura 1: Esquema representativo da relação Tamanho de malha x Tempo de simulação x Qualidade dos resuldos.

Entretanto,  algumas peças possuem geometrias complexas, para as quais a obtenção de resultados de qualidade, com tempos adequados de simulação, não é atingida apenas pela utilização dessas regras básicas. Por essa razão, a MAGMA Engenharia do Brasil oferece um programa de treinamento e suporte completo, através do qual os usuários tem a oportunidade de aprofundar seu conhecimento no tema malha, utilizando inclusive seus sistemas de fundição próprios.

A utilização de tais recursos permite que a relação descrita acima tenha mais níveis, como pode ser observado na figura 2.

Figura 2: Tamanho de malha x Tempo de simulação x Qualidade dos resultados considerando as diversas etapas de formação do usuário.

Figura 2: Tamanho de malha x Tempo de simulação x Qualidade dos resultados considerando as diversas etapas de formação do usuário.

Sempre que observamos tempos de simulação elevados, devemos analisar cuidadosamente a malha que geramos, e nos perguntar se o refinamento da malha atual é de fato necessária e se podemos utilizar simplificações para responder perguntas específicas para nosso sistema de fundição. Frequentemente é possível, com base em uma análise detalhada do sistema, com uma definição criativa de parâmetros de malha e possivelmente a distinção entre geometrias finas e espessas (por exemplo, separação entre o canal de distribuição e o canal de ataque), criar malhas mais eficientes e inteligentes.

Além disso, podemos combinar diferentes métodos de malha para otimizar diferentes seções do sistema, através do controle do tamanho de elementos e sua relação de tamanho com seus vizinhos – sendo o primeiro fator diretamente relacionado com o número total de elementos e o segundo importante para mantenimento da homogeneidade da malha, que por sua vez pode também ocasionar variações de 30% no tempo de simulação.

Abaixo, observa-se que os resultados de enchimento se mantêm extremamente semelhantes para uma roda simulada com duas malhas, sendo a a da direita 64% menor que a da esquerda, que ocasionou uma diminuição do tempo de simulação de 5h para pouco mais de 1h. Também pode ser ovservado que os resultados se mantém semelhantes entre as duas versões.

 Figura 3: Comparação da temperatura de enchimento com malhas de qualidade, porém com grande diferença em seu tamanho.

Figura 3: Comparação da temperatura de enchimento com malhas de qualidade, porém com grande diferença em seu tamanho.

A redução de malha nesse exemplo foi capaz de reduzir o tempo de simulação em 74%, permitindo rodar simulações 4 vezes mais rápidas através da otimização de malha. Foi possível tirar as mesmas conclusões sobre os resultados da simulação com ambas as malhas.

Uma explicação mais aprofundada e mais exemplos avançados de otimizações de malha, foram mostrados pela MAGMA Engenharia do Brasil em um webinar que ocorreu no dia 03 de setembro de 2020.

Nos exemplos demonstrados, foi possível alcançar tempos de simulação muito menores através da otimização de malhas, como pode ser observado na tabela abaixo.

Tabela 1: Comparação do tempo de simulação entre malhas excessivamente refinadas e malhas otimizadas, com qualidade semelhante e menor número de elementos. É possível reduzir consideravelmente o tempo de simulação através do estudo criterioso da malha.

Tabela 1: Comparação do tempo de simulação entre malhas excessivamente refinadas e malhas otimizadas, com qualidade semelhante e menor número de elementos. É possível reduzir consideravelmente o tempo de simulação através do estudo criterioso da malha.

Se você sente que é possível aprimorar sua utilização das funcionalidades do MAGMASOFT® através desta e de outras análises não perca a chance e assista os últimos webinars!

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