COVID-19, simulación y dinámica de fluidos computacional

La pandemia del coronavirus 2020 (COVID-19) ha afectado a todos en el mundo, con ramificaciones en nuestra salud pública, prosperidad y más allá. Hay tantas lecciones que podemos extraer. Me centraré en dos: ciencia y simulación, por un lado, y comunidad y colaboración, por otro. Te daré mi perspectiva como profesional en una empresa de software.

Hagamos una simple matemática sobre la escala del crecimiento exponencial y las epidemias que se convierten en pandemias: si una persona con una infección contagiosa transmite la enfermedad a otra persona cada dos días, luego de solo 10 días, 32 personas se infectarán, es decir 2 elevado a 5. Pero si la tasa de propagación es uno por día, tienes 2 elevado a 10, es decir 1024. ¡Nuevamente, 32 contra 1024! Estas proporciones serán más drásticas según el número de reproducción, el período de incubación, la duración general de la pandemia, la población y otros factores, pero entiendes el punto sobre el crecimiento exponencial.

Esta fue una simple matemática para hacer un análisis. ¿Por qué es importante la simulación? Porque saber lo que puede pasar, en el caso de la pandemia, salva vidas y evita el colapso económico. En el desarrollo de productos, abogamos por la simulación todos los días, utilizando software y métodos sofisticados como el análisis de elementos finitos FEA y la dinámica de fluidos computacional (CFD) para ayudar a los diseñadores, ingenieros y analistas a encontrar mejores productos de forma más rápida, económica y eficiente, mejorando en última instancia. La calidad de vida.

En esta pandemia, los Centros para el Control de Enfermedades (CDC) de EE. UU. Están promoviendo el «distanciamiento social». La recomendación es mantenerse separados por lo menos seis pies, o dos metros, para evitar infecciones transmitidas. ¿Por qué es así? COVID-19 es una enfermedad infecciosa que se transmite de persona a persona principalmente a partir de gotitas cuando una persona infectada tose o estornuda. Entonces, la distancia correcta es una función del alcance del patógeno.

Puede ver este complicado fenómeno de los estornudos de forma experimental, utilizando imágenes en cámara lenta de cámaras con cuadros por segundo extremadamente altos. Científicamente, el estornudo es un fenómeno muy complicado, con nubes turbulentas multifase, fase gaseosa acoplada a gotitas. Una mascarilla puede crear la obstrucción o el cambio de dirección entre la persona que estornuda y la persona expuesta.

Con algunas aplicaciones, como el diseño de HVAC para un edificio, por ejemplo, múltiples pruebas físicas son muy costosas, requieren mucho tiempo y simplemente no son eficientes. Incluso para una aplicación simple como la caída de presión y el diseño de la válvula o la acumulación de calor en una caja de computadora, las pruebas virtuales son muy beneficiosas. CFD es extremadamente útil en estas aplicaciones y más allá, para flujo de gas y líquido, así como análisis térmico. Estas simulaciones son rápidas y rentables. Especialmente durante la fase inicial de diseño e ingeniería, permiten al ingeniero observar muchos escenarios hipotéticos, lo que mejora la eficiencia y la productividad y, por lo tanto, tienen el mayor impacto. Como vemos en esta pandemia, la prevención y la preparación temprana no solo son más inteligentes sino también más baratas que la mitigación tardía.

Otra lección aprendida de COVID-19 es el aspecto de comunidad y colaboración. Unidad en la diversidad, el mundo tiene interdependencias que no se pueden reprimir ni ignorar. En nuestra industria, para que un producto tenga éxito en el mercado, necesita la colaboración de múltiples partes interesadas, desde el desarrollo y diseño del producto hasta la simulación de ingeniería, fabricación, marketing, ventas y otros. Idealmente, interactuarían en un entorno interactivo colaborativo eficiente. Dassault Systemès 3DEXPERIENCE es una plataforma con esta filosofía en mente.

Por favor, consulte nuestro ABRIR COVID-19 comunidad global y en línea donde estamos aprovechando la inteligencia colectiva para obtener, calificar, diseñar, diseñar y fabricar soluciones rápidas durante esta pandemia.

Esta pandemia nos ha dado una nueva perspectiva: el valor de la vida, de nuestras familias y de todos nuestros seres queridos. Estamos juntos en esto y todos tenemos un papel que desempeñar. En mi profesión y en el campo de la simulación, la declaración de misión de la empresa para la que trabajo tiene más sentido hoy que nunca para mí: “Dassault Systèmes proporciona a las empresas y a las personas 3DEXPERIMENTA universos para imaginar innovaciones sostenibles capaces de armonizar producto, naturaleza y vida ”.