Simulazioni numeriche, prototipazione virtuale, CAE (Computer Aided Engineering) technologies, sono tanti sinonimi che denominano quelle tecniche che permettono di rappresentare mediante modelli matematici la realtà e di simularla al calcolatore al fine di conoscerne e comprenderne il funzionamento.

Queste metodologie sono utilizzate nelle prime fasi della progettazione di un prodotto per verificare la rispondenza alle specifiche, identificare eventuali problemi e correggere il progetto prima ancora di passare al test di laboratorio. Si evitano così costi di re-design e si riducono drasticamente i tempi di sviluppo prodotto consentendone un più rapido inserimento sul mercato.

Un altro grande vantaggio delle simulazioni risiede nella possibilità di ottenere informazioni più complete e dettagliate di quanto sia possibile mediante un test di laboratorio, sia perché si ha un maggior numero di punti di campionamento, sia perché permettono di analizzare anche fenomeni non riproducibili in laboratorio per i costi proibitivi o addirittura per la loro pericolosità (alte pressioni, temperature critiche).

 

       

 

Esistono diverse metodologie per la simulazione matematica e il calcolo numerico, che si differenziano in base al diverso tipo di fenomeno fisico analizzato:

  • Analisi strutturali: analizzano il comportamento di componenti solidi sottoposti a sforzo valutandone la deformazione risultante; sono comunemente svolte mediante metodologie FEM (Finite Elements Methods).
  • Analisi di dinamica veloce (crash test): sono analoghe alle analisi strutturali, ma utilizzano metodologie di calcolo diverse per poter simulare grandi deformazioni in tempi molto brevi.
  • Analisi fluidodinamiche: analizzano il comportamento dei fluidi, il loro moto e la loro interazione con l’ambiente in cui sono inseriti. Queste analisi vengono svolte nella maggioranza dei casi utilizzando metodologie FVM (Finite Volume Methods)
  • Ottimizzazione: sono algoritmi matematici che permettono di guidare le simulazioni verso una configurazione che risulta migliore di tutte in base a dei criteri definiti, al variare di parametri di progetto.