Analisi FEM e CFD:

SALOME è una piattaforma CAE che integra soluzioni open source per la simulazione, meshing, il calcolo numerico sul modello (solving) e la visualizzazione ed analisi dei risultati (post-processing o visualization). È basata su una architettura aperta e flessibile ideata per il riutilizzo dei componenti. Le librerie software SALOME possono essere usate da sole oppure assieme ad applicativi di terze parti per l’intero ciclo di vita di gestione del modello CAD. È open source, rilasciata sotto la GNU Lesser General Public License; i componenti software, eseguibili e sorgenti, sono scaricabili dal sito ufficiale.

Code_Aster è un software libero di simulazione numerica dei materiali e delle strutture meccaniche, sviluppato principalmente dal dipartimento «Analyses Mécaniques et Acoustiques» del servizio Recherche et Développement (R&D; originariamente DER) di EDF – Électricité de France.

ASTER significa «Analyses des Structures et Thermo-mécanique pour des Études et des Recherches». È un software complesso, la cui realizzazione è cominciata nel 1989, per rispondere alle necessità interne di EDF. È stato reso disponibile sotto la licenza GNU GPL in ottobre 2001. Il core system è realizzato in Fortran, e molti add-on complementari sono scritti in Python. Ha più di un milione e mezzo di righe di codice, numerosi casi di test, oltre a una enorme documentazione, scritta principalmente in francese. Le versioni stabili vengono rese pubbliche circa due volte l’anno come pacchetto per la compilazione. Queste versioni possono essere aggiornate settimanalmente con l’ultima versione di sviluppo. È principalmente un finalizzatore (solver) basato sulla teoria della meccanica dei continui, che usa il metodo degli elementi finiti per risolvere diversi tipi di problemi meccanici, termici, acustici, sismici, ecc., sia lineari che non lineari.

 Analisi FEM distribuzione degli strass in una tramoggia in carpenteria metallica.
Analisi FEM di buckling di unastruttura in composito eseguita con code_aster.
Analisi fluido dinamica di uno scambiatore di calore eseguita con code_saturne.
Temperatura nel dominio fluido. CFD eseguita con code_saturne

Code Saturne

Code_Saturne è un software libero di simulazione numerica per lo studio della meccanica dei fluidi. È un software di fluidodinamica computazionale (CFD, Computational Fluid Dynamics), sviluppato a partire dal 1997 dal servizio R&D (Recherche et Développement, originariamente DER) di EDF – Électricité de France. È stato reso disponibile sotto la licenza GNU GPL nel marzo 2007.[1] È basato su un approccio a volume finito in grado di ospitare griglie di calcolo (mesh) di tutti i tipi : strutturati, strutturati per blocchi, non strutturati, ibridi, lineari, non lineari, e qualsiasi tipo di elemento : tetraedro, esaedro, piramide, qualsiasi poliedro.

 

 

Code Saturne permette di modellizzare flussi incomprimibili o espandibili, con o senza turbolenze o trasferimento di calore. Sono disponibili moduli dedicati per la fisica specifica come il trasferimento di calore per irraggiamento, la combustione : gas, carbone polverizzato, olio combustibile), la magneto-idrodinamica, i flussi comprimibili, i flussi polifasici (approccio Eulero/Lagrange con accoppiamento a due vie con la Teoria dei gruppi), oppure come estensioni per applicazioni specifiche (per esempio Mercure Saturne per la meteorologia). Code Saturne è incorporabile in SYRTHES, un codice software per lo studio termico dei solidi. Può inoltre essere associato al programma di simulazione numerica dei materiali e delle strutture meccaniche Code Aster, in particolare attraverso la piattaforma per la modellazione solida SALOME. SYRTHES e Code Aster sono stati sviluppati da EDF e distribuiti sotto licenza Gnu GPL. Funziona anche in parallelo su computer multiprocessore e a memoria distribuita.

SYRTHES

SYRTHES è un software dedicato alle simulazioni termiche transitorie in geometrie solide complesse. Viene sviluppato da EDF ed è stato reso disponibile sotto la licenza GNU GPL. SYRTHES è impiegato nella risoluzione di problemi di trasmissione termica transitoria in sistemi di coordinate 2D, 2D assialsimmetrico e 3D.  Le proprietà termiche dei solidi e le condizioni delle sorgenti termiche possono variare in funzione del tempo, spazio, temperatura etc etc. La conducibilità termica può avere un comportamento sia isotropo, ortotropo o anisotropo.

Condizioni al contorno classiche sono disponibili e possono variare rispetto al tempo, lo spazio e la temperatura. Per quanto riguarda la radiazione è possibile simulare la radiazione diffusa ed isotropica parete a parete (ovvero con mezzo non partecipante) con effetto ombra in sistemi di coordinate 2D, 2D assialsimmetrico e 3D. L’emissività può variare a seconda della lunghezza d’onda.

Andamento della temperatura nello scambiatore. Analisi effettuata con SYRTES.
Valutazione del valore di insertion loss di una barriera acustica mediante boundaty elements method. Eseguito con Octave.

GNU Octave

GNU Octave è un’applicazione software per l’analisi numerica in gran parte compatibile con MATLAB. Ha un insieme di funzionalità fornite per il calcolo matriciale come rango e determinante o specialistiche come decomposizione ai valori singolari (SVD), fattorizzazione LU; sebbene consenta di trovare la soluzione numerica di sistemi lineari non svolge calcolo simbolico o altre attività tipiche di un sistema di algebra computazionale. Octave viene da noi utilizzato sia nelle fasi postprocesso ed analisi dati, che per scrivere software di analisi dedicati, come nel caso dello studio del comportamento acustico di barriere antirumore riportato di seguito.

FreeCAD

FreeCAD è un programma libero di tipo CAD 3D generalista. Una delle principali attenzioni di FreeCAD è di fare pesante uso di altre librerie open-source: è infatti basato su Open CASCADE, una piattaforma di sviluppo software composta da librerie, componenti e servizi utilizzata per lo sviluppo della maggior parte dei programmi di CAD/CAE liberi, Coin3D (una creazione di Open Inventor), le librerie grafiche (GUI) Qt Framework, e Python, un popolare linguaggio di scripting/programmazione. Lo stesso FreeCAD a sua volta può inoltre essere usato come libreria software da altri programmi CAD/CAE.

CAD 3D carpenterie impianto pirolisi.
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