COMSOL Day Modena

Apprenderete il flusso di lavoro in COMSOL Multiphysics^®. Durante la presentazione saranno descritti tutti i passaggi fondamentali del processo di modellazione: creazione della geometria, impostazione delle fisiche, operazioni di discretizzazione, soluzione e postprocessing.

In questa sessione offriremo una panoramica sulle funzionalità dei prodotti dedicati all'elettromagnetismo e presenteremo in dettaglio le novità introdotte con l'ultima versione del software.

L'AC/DC Module introduce nuovi strumenti di layout per gli avvolgimenti dei motori e le matrici di magneti, estendendo le funzionalità di modellazione dei motori elettrici. Il modulo include ora anche una nuova interfaccia per la magneto-idrodinamica, che può essere usata per modellare il flusso in metalli fusi, fluidi ferromagnetici e plasmi soggetti a campi elettromagnetici. Un prodotto add-in per l'analisi dei circuiti elettrici consente inoltre di ridurre i modelli completi agli elementi finiti a semplici rappresentazioni di circuiti elettrici.

Nell'RF Module, una nuova funzionalità per gli impulsi predefiniti può essere usata per studiare le scariche elettriche e i fulmini. Inoltre, il modulo presenta un importante miglioramento nel flusso di lavoro: una funzionalità di anteprima della modalità della porta della guida d'onda. Per gli utenti del Wave Optics Module è disponibile una nuova funzione che consente di modellare rivestimenti antiriflesso e strati ottici sottili in generale. Sia con il Wave Optics Module che con l'RF Module è possibile simulare in modo efficiente le strutture periodiche, facilitando la modellazione dei metamateriali. Per gli utenti del Plasma Module è disponibile una nuova interfaccia multifisica per la modellazione di plasmi accoppiati induttivamente e capacitivamente.

Giovanni Betti Beneventi, Tetra Pak Packaging Solutions S.p.A.

Nel suo intervento, il dottor G. Betti Beneventi, ingegnere di sviluppo presso Tetra Pak Packaging Solutions, spiegherà come il software COMSOL Multiphysics^® viene usato per la modellazione e l'ottimizzazione dei componenti e dei processi di sigillatura a induzione.

La sigillatura a induzione è una tecnologia chiave usata nelle macchine di riempimento Tetra Pak® per sigillare i contenitori di alimenti liquidi, garantendo che le confezioni rimangano ermetiche ai microrganismi durante e dopo il riempimento. Il materiale Tetra Pak® è costituito principalmente da cartone, ma comprende anche un sottile foglio di alluminio e alcuni strati di plastica. Per sigillare la confezione, due interfacce di plastica adiacenti vengono saldate insieme riscaldando il materiale fino al suo punto di fusione. Nella sigillatura a induzione viene applicato un campo magnetico variabile nel tempo per indurre correnti parassite nel foglio di alluminio. Questo riscalda il foglio per effetto Joule, consentendo al calore di fluire agli strati di plastica adiacenti per conduzione. Grazie all'elevata densità di potenza ottenuta con le correnti parassite, la plastica può fondere in poche centinaia di millisecondi, consentendo alle macchine di riempimento Tetra Pak® di produrre decine di migliaia di confezioni all'ora.

Betti Beneventi parlerà di analisi di robustezza, di implementazione di leggi della fisica e dei materiali su misura e di app di simulazione. Inoltre, evidenzierà come le interfacce multifisiche completamente personalizzabili del software possano migliorare la collaborazione tra esperti di modellazione con background diversi.

La versione 6.3 di COMSOL Multiphysics® introduce una serie di nuove funzionalità e miglioramenti per le simulazioni elettrochimiche e per l'ingegneria delle reazioni chimiche. Per quanto riguarda la progettazione di batterie, un nuovo modello a due elettrodi e nuove opzioni per elettrodi a singola particella estendono le capacità di analisi delle prestazioni e del comportamento delle batterie con l'uso di modelli semplificati e lumped. Inoltre, una app dimostrativa per l'analisi dei cicli di prova delle batterie presenta nuove funzionalità per la creazione di modelli surrogati dipendenti dal tempo. Infine, in tutti i prodotti per la simulazione elettrochimica è ora disponibile la modellazione degli elettroliti concentrati nelle celle elettrochimiche.

Nell'ingegneria delle reazioni chimiche, le nuove funzionalità per la simulazione della precipitazione e della cristallizzazione consentono agli utenti di modellare la nucleazione e la crescita delle particelle tenendo conto delle distribuzioni dimensionali delle stesse. Un nuovo strumento per la generazione di modelli dipendenti dallo spazio semplifica l'impostazione delle simulazioni di flussi turbolenti in reazione, accoppiando automaticamente turbolenza, trasporto di specie chimiche e trasferimento di calore.

Durante questa sessione approfondiremo le novità sopra descritte e offriremo una panoramica delle potenzialità di COMSOL Multiphysics® nel settore dell'ingegneria chimica.

Offriremo una panoramica sull'uso del CFD Module per flussi laminari, turbolenti, non newtoniani e multifase. Parleremo del trasferimento di calore coniugato, con la combinazione di trasferimento di calore nei solidi e nei fluidi, compresi gli effetti dell’irraggiamento termico. Questi fenomeni possono anche essere accoppiati con la meccanica strutturale, le reazioni chimiche e il tracciamento delle particelle.

La descrizione e la previsione dei fenomeni di meccanica strutturale è stata a lungo supportata dalla modellazione matematica (spesso basata sugli elementi finiti). La modellazione dei fenomeni acustici è invece relativamente recente. Queste due tipologie di fenomeni richiedono un approccio simile alla modellazione, che verrà mostrato in questa sessione usando il software COMSOL®.

L'aggiunta a COMSOL Multiphysics® dell'Acustics Module, dello Structural Mechanics Module e di altri prodotti add-on dedicati alla meccanica strutturale consente di acquisire funzionalità di modellazione e simulazione utili per l'analisi di fenomeni di meccanica strutturale e di acustica. Le funzionalità integrate in questi moduli consentono di modellare e accoppiare fenomeni fisici come le sollecitazioni termiche, l'interazione fluido-struttura, la piezoelettricità, la poroelasticità, l'elettromeccanica, i dispositivi a ultrasuoni, la microacustica, gli altoparlanti, l'aeroacustica e il rumore indotto dal flusso. Per quanto riguarda l'acustica, è possibile simulare applicazioni basate sull'acustica della pressione, lavorare sulla qualità del suono e sulle prestazioni di riduzione del rumore, nonché sull'acustica di ambienti grandi o piccoli.

In questa sessione verrà offerta una panoramica delle capacità di modellazione dello Structural Mechanics Module e dell'Acoustics Module attraverso esempi e dimostrazioni.