Acelerar el tiempo de respuesta de las simulaciones de CFD

Producto: Simcenter
Industria: Electrónica y semiconductores

Heraeus Noblelight GmbH ha estado desarrollando fuentes de luz especiales desde la invención de la lámpara de cristal de cuarzo en 1904. La luz, ya sea ultravioleta (UV), infrarroja (IR) o de onda media, está en el centro de todo lo que hacen. Ubicada en Alemania, la empresa ha aprovechado el poder de la luz para resolver una amplia gama de desafíos en las industrias de fabricación y procesos. También diseñan y fabrican productos de consumo como el purificador de aire Soluva®, para eliminar virus en el aire, incluida la enfermedad del coronavirus de 2019 (COVID-19), de entornos de atención médica, transporte público y aulas.

La simulación de ingeniería no solo se usa durante la fase de desarrollo del producto, sino también para comprender la mejor manera de implementar productos en el campo. “Usamos la simulación CFD para ayudar a nuestros clientes a comprender sus procesos y dónde ubicar nuestros emisores UV o IR para hacerlos más efectivos”, explica Dörte Eggers, ingeniero de simulación de Heraeus Noblelight. Eggers continúa, “a veces un cliente ya tiene un proceso en funcionamiento que no funciona de manera óptima, por lo que también usamos la simulación para solucionar problemas y encontrar formas de mejorarlo”.

Modelando la complejidad con CFD

Los productos Heraeus Noblelight se adaptan a una amplia gama de procesos industriales, desde el curado de pinturas y adhesivos mediante emisores IR de precisión, hasta equipos de desinfección de agua y aire mediante ultravioleta C (UV-C). Se requiere una variedad de técnicas de modelado para capturar los regímenes físicos predominantes en cada caso.

“Seleccionamos Simcenter STAR-CCM+ para el análisis CFD porque ofrece una amplia gama de opciones de modelado físico en un paquete flexible y fácil de usar”, dice la Dra. Larisa von Riewel, líder del grupo de ingeniería asistida por computadora (CAE). “Nuestra principal carga de trabajo es la simulación de gestión térmica. Sin embargo, a menudo necesitamos incluir física adicional como flujo multifásico y seguimiento de partículas”.

viendo lo invisible

Dado que muchos de sus productos funcionan fuera del espectro de luz visible, la simulación de dinámica de fluidos computacional (CFD) es una herramienta valiosa para verificar aplicaciones específicas, adaptadas al proceso de cada cliente. Por lo tanto, CFD se ha convertido en una parte rutinaria del proceso de ventas y requiere una respuesta rápida del trabajo de simulación. Esto brinda la confianza de que el equipo de construcción entregará un producto de alto rendimiento y agregará un valor significativo para los clientes.

Además de hacer visible la luz invisible, el uso del análisis CFD hace que lo no medible sea medible. “En algunos casos, realizar pruebas físicas es muy costoso y, a veces, imposible”, afirma von Riewel. “Tomando como ejemplo nuestros emisores IR, la simulación es esencial ya que nos permite estimar parámetros que no podemos medir físicamente. Comprender este comportamiento es fundamental para lograr la funcionalidad y la vida útil que necesitamos de los dispositivos”.

Comunicar los conocimientos obtenidos de la simulación a una variedad de partes interesadas también es una parte importante del proceso. “Cada nueva versión del software tiene características adicionales de posprocesamiento y las encontramos muy útiles para presentar datos de simulación a los clientes en el contexto de sus equipos y procesos”, dice von Riewel.

Más rápido con Simcenter Cloud HPC

Hoy en día, la mayor parte de la simulación CFD en Heraeus Noblelight se realiza internamente utilizando una gran estación de trabajo en las instalaciones. Sin embargo, durante los períodos de mucho trabajo, el equipo necesita aprovechar recursos adicionales subcontratando el trabajo de simulación. La necesidad de escalar hacia arriba y hacia abajo rápidamente dificulta la gestión de los costos de licencia para cubrir períodos cortos de uso y garantizar que los recursos se utilicen de manera eficiente.

En los últimos meses, Heraeus Noblelight ha sido un usuario de acceso anticipado al software Simcenter ™ Cloud HPC, un nuevo producto híbrido de software como servicio (SaaS), que permite ejecutar ejecuciones de simulación en la infraestructura de la nube directamente desde Simcenter STAR-CCM+. software ™. Estos son parte de la cartera Xcelerator, la cartera completa e integrada de software y servicios de Siemens Digital Industries Software. Al comprar hardware y software en la misma transacción y pagar solo por lo que se usa, Heraeus Noblelight ve potencial para ganar más eficiencia al poder acceder instantáneamente a recursos informáticos de alto rendimiento (HPC) desde cualquier lugar y en cualquier momento.

Accesible

“Cuando trabajamos con equipos de simulación remota, a menudo nos damos cuenta de que no tenemos los recursos de HPC donde los necesitamos”, continúa von Riewel. “Por lo tanto, Simcenter Cloud HPC nos permitiría acelerar los proyectos colaborativos. Tampoco tendríamos que preocuparnos de que los costos de la licencia se desperdicien si un proyecto finaliza antes de lo esperado”. El uso de la nube significa que todos los miembros del equipo pueden acceder fácilmente a los recursos de HPC. “Diría que la interfaz es fácil de usar e intuitiva, con varias opciones para monitorear las ejecuciones”, continúa von Riewel. “La transferencia de los archivos de simulación fue rápida y sencilla”.

Para von Riewel y Eggers, la simulación es una pequeña parte de su jornada laboral. Por lo tanto, no pueden dedicar tanto tiempo como les gustaría a investigar y probar nuevos modelos y características. Por lo tanto, confían en la experiencia del equipo de soporte al cliente de Simcenter y su ingeniero de soporte dedicado (DSE). “Siempre estamos bajo presión de tiempo. Cuando nos enfrentamos a nuevos desafíos, preferimos acudir a nuestro DSE, quien explica las nuevas funciones relevantes y cómo nos beneficiarán. Es un gran ahorro de tiempo”, explica von Riewel.

Flexible y escalable

Además de facilitar la colaboración con equipos remotos, Eggers también ve potencial para aprovechar los recursos de la nube para ejecutar simulaciones más ambiciosas o ampliar el alcance de los proyectos sin dejar de cumplir los plazos ajustados. “En algunos casos, necesitamos ejecutar modelos más grandes para capturar más detalles o ejecutar más simulaciones en la misma cantidad de tiempo. Simcenter Cloud HPC nos brinda esa flexibilidad”.

Seguro

Heraeus Noblelight trabaja con frecuencia en proyectos que involucran procesos y tecnologías propiedad del cliente, por lo que la privacidad y la seguridad de los datos son fundamentales para su negocio. “Cuando firmamos acuerdos con clientes, generalmente hay términos que restringen cómo y dónde almacenamos y trabajamos con sus datos”, explica von Riewel. “Por supuesto, todas las partes interesadas deben asegurarse de que sus datos estén seguros. Espero que las actitudes cambien gradualmente a medida que el mundo se adapta a esta nueva forma de trabajar”.

Simcenter Cloud HPC se basa en la infraestructura en la nube de Amazon Web Services (AWS) y sigue las mejores prácticas desarrolladas por AWS y Siemens para desarrollar y operar aplicaciones SaaS de múltiples inquilinos. Los usuarios tienen control total sobre la soberanía y retención de datos y el producto también pasará por la Organización Internacional para la Estandarización (ISO) 27001 y la certificación System and Organization Controls 2 (SOC2) Tipo 1.

“Estoy seguro de que Siemens es diligente en el mantenimiento de las políticas y certificaciones necesarias para satisfacernos a nosotros y, lo que es más importante, a nuestros clientes”, concluye von Riewel.

Mirando hacia el futuro

Cuando se le preguntó acerca de cómo la ejecución de simulaciones de CFD en la nube podría afectar su trabajo en el futuro, Heraeus Noblelight considera que la flexibilidad y la accesibilidad son beneficios clave. “Desde la pandemia, ha habido un gran cambio hacia el trabajo remoto, lo que significa que no siempre hay personas disponibles para acceder a las estaciones de trabajo en la oficina cuando algo sale mal”, dice von Riewel. “Poder trabajar en proyectos desde cualquier parte del mundo es un sueño y siento que este es el camino que debe seguir la humanidad”.

Von Riewel también ve la capacidad de escalar hacia arriba y hacia abajo instantáneamente como una futura ventaja competitiva. “El mundo continúa desarrollándose y todo está aumentando en complejidad. Los modelos son cada vez más precisos y necesitamos capturar más realismo físico. Puede garantizar que con frecuencia necesitaremos recursos de HPC más potentes en el futuro. Simcenter Cloud HPC ofrece esa agilidad, que se traduce en una oferta más competitiva para nuestros clientes”.

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