Pourquoi utiliser le CFD ?

Les solutions CFD permettent aux développeurs de produits d'analyser et d'optimiser les conceptions dans un environnement virtuel en simulant avec précision l'écoulement des fluides et la dynamique thermique. Ces simulations reproduisent fidèlement les conditions réelles, permettant ainsi aux ingénieurs de créer des produits plus sûrs, plus durables et plus rentables. De plus, en limitant le recours à des prototypes physiques, le CFD accélère le processus de conception tout en réduisant les coûts de développement.

Vaste marché

Les microprocesseurs, les microcontrôleurs, les circuits intégrés et autres puces, combinés à divers capteurs, continuent de stimuler un marché des produits intelligents (comme les téléphones, les appareils électroménagers et les objets connectés portables) en forte croissance. L'engouement pour des dispositifs électroniques puissants n'est pas réservé au grand public. L'industrie a également adopté ces technologies dans les domaines de la fabrication (IIoT), de la santé (implants intelligents) et du transport (véhicules électriques), pour ne citer que quelques applications. Si cette augmentation de l'utilisation des appareils électroniques stimule l'innovation, elle implique également des défis en matière de gestion thermique.

Gestion de la chaleur

Lorsque les matériaux sont exposés à des températures élevées, leurs propriétés physiques peuvent changer de manière importante, ce qui entraîne une déformation qui nuit à l'intégrité, à la fonctionnalité et à la fiabilité structurelles ou à celles des signaux. La déformation des matériaux due à la chaleur est particulièrement problématique, car elle peut déboucher sur d'autres problèmes, tels qu'une perte d'efficacité aérodynamique, des défaillances mécaniques ou électroniques, voire des pannes catastrophiques du système.

Le CFD est un outil essentiel pour concevoir des produits durables et fiables destinés à l'industrie et au grand public. Il permet aux ingénieurs de prendre des décisions basées sur les données en validant virtuellement les hypothèses de conception, avec à la clé des résultats de meilleure qualité. Dès les premières étapes du développement, les simulations CFD fournissent des informations concrètes qui guident l'optimisation de la conception. Accessible aux ingénieurs quel que soit leur niveau d'expertise, le CFD permet d'améliorer les performances et la fiabilité tout en réduisant les coûts de développement, les réclamations au titre de la garantie et les délais de mise sur le marché. En intégrant le CFD dans le processus de conception, les fabricants peuvent garantir en toute confiance le respect systématique des normes de sécurité et de durabilité.

Le CFD est utilisé dans divers secteurs pour résoudre des problèmes complexes de dynamique des fluides et optimiser les conceptions. Les ingénieurs des domaines de l'aéronautique, de l'automobile, de l'énergie et de la fabrication s'appuient largement sur le CFD pour améliorer l'efficacité, la sécurité et les performances tout en limitant les coûts de prototypage.

Dans les secteurs de l'aérospatiale et de l'automobile, le CFD sert à optimiser l'aérodynamisme, à réduire les effets de traînée et à améliorer le rendement énergétique des aéronefs et des véhicules. Les ingénieurs HVAC utilisent le CFD pour concevoir des systèmes de climatisation et de ventilation qui garantissent une bonne circulation de l'air et répondent aux normes de qualité de l'air en intérieur.

Le CFD aide à la conception des machines tournantes, y compris les turbines, les compresseurs et les pompes, en simulant des chargements cycliques et en réduisant l'instabilité due aux forces dynamiques. En aidant les fabricants à gérer la chaleur dans les éléments tels que les processeurs et les processeurs graphiques afin d'éviter la surchauffe, il joue également un rôle essentiel dans le refroidissement des composants électroniques.

Le secteur de l'énergie utilise le CFD pour simuler les écoulements réactifs dans les moteurs à combustion et optimiser les turbomachines, ce qui augmente l'efficacité énergétique tout en réduisant les émissions. Les concepteurs de batteries utilisent le CFD pour visualiser les interactions thermiques et chimiques, améliorant ainsi les performances et la sécurité.

Le CFD permet également d'optimiser les tuyaux et les vannes pour les systèmes pétroliers, gaziers et hydrauliques, de traiter les matériaux à haute rhéologie et de prévenir la cavitation dans des systèmes tels que les hélices et les tuyères.