- DiffuDict
O módulo DiffuDict calcula o fator de tortuosidade e a difusividade efetiva dos meios porosos. [Mais]
A mídia porosa para os cálculos com o DiffuDict pode ser uma estrutura importada de um arquivo produzido por um dispositivo de imagem 3D (por exemplo, scanner CT ou MEV/FIB) ou uma mídia projetada gerada com o GeoDict. Dependendo do tamanho do poro, o fluido difusor pode ser considerado como um continuum ou como moléculas únicas, difundindo por reflexões nas paredes dos poros. O número de Knudsen (Kn), que descreve a relação entre o diâmetro dos poros e o comprimento médio do caminho característico das moléculas no fluido, determina qual dos dois modelos é dominante.
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- ConductoDict
O ConductoDict calcula a condutividade efetiva de materiais porosos e compostos através de dois submódulos: ThermoDict e ElectroDict.
O ThermoDict calcula a condutividade térmica efetiva. A condutividade térmica dos materiais constituintes e as direções de condução são definidas pelo usuário. Ao resolver uma equação diferencial parcial por direção de interesse, o ThermoDict calcula como a distribuição espacial dessas diferentes capacidades de condução de calor influencia a capacidade geral de condução de calor do material compósito na(s) direção(ões) especificada(s). Como saída, atribui um único tensor de condução de calor eficaz a todo o conjunto de dados.
O ElectroDict calcula a condutividade elétrica efetiva a partir da condutividade elétrica dos materiais constituintes.
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- FlowDict
O módulo FlowDict prevê propriedades efetivas do material (velocidade do fluxo, permeabilidade do fluxo e resistividade do fluxo) simulando experimentos de fluxo e pós-processando os resultados da simulação. Um experimento de fluxo no FlowDict requer a entrada de uma representação 3D de uma estrutura ou material, fluido newtoniano (gás ou líquido) com densidade constante (incompressível) e parâmetros experimentais do processo, como taxa de fluxo de massa, diferença de pressão e direção do fluxo.
O FlowDict pode executar três categorias de cálculos: Previsão da velocidade média do fluxo para uma determinada queda de pressão, Previsão da queda da pressão para uma determinada velocidade média do fluxo e Previsão do tensor de permeabilidade total ou parcial.
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- ElastoDict
Os materiais compósitos desempenham um papel crucial em aplicações leves, mas a análise de seu comportamento é desafiadora devido ao comportamento altamente anisotrópico e aos complexos mecanismos de dano que exibem. Os testes experimentais caros, demorados e muitas vezes impraticáveis para o estudo de compósitos podem ser complementados ou substituídos por simulação.
O módulo ElastoDict ajuda a caracterizar as propriedades mecânicas dos compósitos, a entender e otimizar o material usando simulações precisas na microestrutura 3D.
Por exemplo, é possível realizar simulações de rigidez anisotrópica, dano e falha do material, que também podem ser vistas diretamente nas imagens de CT ao examinar os materiais existentes.
As propriedades de novos designs de material podem ser calculadas em modelos estruturais 3D, que podem ser criados, por exemplo com FiberGeo. Os resultados exatos na escala da microestrutura podem ser usados para melhorar as simulações de componentes.
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- FilterDict-Media
O FilterDict-Media determina a eficiência do filtro e o tamanho de partícula mais penetrante de um meio filtrante, rastreando partículas através de uma estrutura de filtro 3D. A simulação do movimento de partículas pode incluir interceptação, impactação inercial, movimento browniano e atração eletrostática. Estão disponíveis vários modelos físicos para modelar o contato de uma partícula com o meio filtrante (capturado no primeiro toque, forças de Van der Waals/constante de Hamaker, peneirar) e permitir modelar diferentes regimes de filtragem. As funções definidas pelo usuário permitem o controle total desses parâmetros do modelo.
Usando os solucionadores de fluxo do módulo FlowDict, o FilterDict determina a queda de pressão inicial sobre a mídia do filtro. Altas taxas de fluxo são modeladas com o Navier-Stokes, enquanto baixas taxas de fluxo utilizam a equação de Stokes.
FilterDict também pode simular o entupimento de um filtro em um experimento de passagem única ou múltipla. Evolução da queda de pressão ao longo do tempo e a capacidade de retenção de poeira é determinada. A simulação abrange toda a gama, desde a profundidade até a formação de reboco.
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- FilterDict-Element
O módulo FilterDict®-Element pode determinar a vida útil e a capacidade de retenção de poeira de um elemento de filtro, como um filtro plissado.
O FilterDict®-Element pode simular o entupimento de um filtro em um experimento de passagem única em uma mídia não resolvida, como elementos de pregas únicos ou múltiplos, estruturas de filtro de partículas de diesel (DPF) etc.
O modelo de passagem é implementado, que considera a possibilidade de filtragem de cada tipo de partícula em diferentes tipos de meios porosos não resolvidos. A evolução da queda de pressão e a eficiência fracionária ao longo do tempo e o DHC são determinados.
A simulação abrange todo o regime de filtragem, desde a profundidade até a torta.
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- BatteryDict
BatteryDict é o módulo GeoDict para gerar modelos de material de eletrodo e simular a carga de baterias de íon de lítio.
A curva de carga na taxa de carregamento escolhida pelo usuário é obtida e comparada com a curva de equilíbrio correspondente a uma taxa de carregamento muito lenta. As curvas são exibidas no resumo do resultado da simulação. O BatteryDict também analisa a microestrutura dos materiais da bateria e mostra as regiões inativas no material e no eletrólito.
O módulo BatteryDict contém: BatteryDesigner, para modelagem de bateria; BESTmicro, para simulação de carregamento de bateria; BESTmicroFFT, para simulação de carregamento da bateria.
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- AddiDict
O módulo AddiDict rastreia o movimento de partículas por advecção e difusão.
Esse experimento rastreador em uma estrutura 3D começa colocando as partículas inicialmente e depois rastreando o movimento dessas partículas até que elas deixem o domínio computacional ou cheguem a uma superfície da estrutura que as coleciona.
A orientação é governada por uma queda de pressão externa e o campo de fluxo é calculado usando os solucionadores disponíveis no FlowDict. A difusão é modelada por um algoritmo de movimentos aleatórios que podem descrever o movimento browniano de partículas grandes em um fluido circundante ou o movimento difusivo das próprias moléculas.
No pós-processamento, o AddiDict calcula curvas de avanço e concentrações de partículas dependentes do tempo. Usando a biblioteca GeoLab, também é possível importar e analisar todas as trajetórias de partículas no Matlab.
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- SatuDict
O módulo SatuDict lida com a distribuição de duas fases fluidas distintas (gás ou líquido) em materiais porosos. A saturação com essas fases fluidas altera as propriedades dos meios porosos, como permeabilidade ao fluxo, difusividade, condutividade térmica e condutividade elétrica. Essas propriedades dependem da saturação da mídia e passam a ser consideradas como relativas. Dependendo da distribuição da fase, resultam propriedades dependentes da saturação. As propriedades relativas são obtidas dividindo as propriedades dependentes da saturação pelas propriedades de todo o espaço poroso (absoluto).
O módulo SatuDict calcula a distribuição de dois fluidos usando um algoritmo baseado em método de morfologia de poros conhecido como "esferas máximas inscritas". O resultado do método da morfologia dos poros é uma sequência de distribuições bifásicas quase estacionárias, usadas no SatuDict para calcular a curva de pressão capilar dependente da saturação.
Os métodos usados para outros módulos GeoDict são aplicados no SatuDict. Por exemplo, os métodos usados no FlowDict são aplicados para calcular a permeabilidade efetiva e a permeabilidade relativa; os do ConductoDict são usados para o cálculo da condutividade térmica relativa e do índice de resistividade; a difusividade relativa é calculada como é feito no DiffuDict.
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- AcoustoDict
O módulo AcoustoDict pode ser considerado um tubo de impedância digital, pois permite a simulação das propriedades acústicas de microestruturas porosas.
Com base em um modelo digital ou tomografia computadorizada, um conjunto de parâmetros que descrevem o comportamento acústico do material é calculado. Esses parâmetros podem ser usados como entrada para o modelo empírico de Delany-Bazley. Usando este modelo, o AcoustoDict prevê a curva de absorção acústica dependente da frequência.
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