Élő szimulációval támogatott tervezés

2018. február 27., kedd, 11:31

Címkék: ANSYS CAD/CAM/PLM CFD numerikus szimuláció szimuláció szimulációs szoftver tervezői szoftver

Forradalmi változások történnek a numerikus szimulációs világban, melyek kihatással lehetnek minden tervezői, fejlesztői tevékenységre

A szimuláció mindeddig az analízis szakemberek művészete volt. Koncepciótervezésben a numerikus modellek nem tudták hatékonyan segíteni a mérnöki munkát, holott a termék sikerességét leginkább az ebben a fázisban meghozott döntések befolyásolják. Ez a hiányosság három fő okra vezethető vissza: 1) szimulációs munkafolyamat komplexitása, 2) az elemzés időigénye és 3) a szoftverek ára. 

Úgy tűnik, hogy az ANSYS új, CAD szoftverbe integrált valós idejű szimulációs eszköze mindhárom problémára megoldás nyújt.

Az ANSYS 1970 óta foglalkozik numerikus szimulációs szoftverek fejlesztésével. A piacvezető pozíció a folyamatos kutató-fejlesztő munka eredménye.

A fejlesztők a videókártyák (GPU) fejlődésében rejlő lehetőségeket felismerve újfajta szimulációs eszközt alkottak, amely 2017 második felében már technical preview formájában elérhetővé vált az érdeklődő szakemberek számára. A teljes mértékben GPU-ra épülő szimuláció egyedülállóan hatékony parallelizációs képességek kialakítását és ennek érdekében, új numerikus motorok létrehozását igényelte.

A Discovery Live elnevezés arra utal, hogy bármely geometriai módosítás hatása azonnal láthatóvá válik a modelleredményeken, a háromdimenziós turbulens áramlások gomolygó szerkezete pedig a laborkísérletekhez hasonlóan, valós időben figyelhető meg. A megváltoztatott geometria függvényében azonnal látható az eredmény a szimulációs térben, ami újabb beavatkozást enged, egészen addig, amíg a módosítások kielégítő eredményt hoznak. Néhány kattintással módosíthatók a peremfeltételek (áramlási sebesség, hőfok, erőhatások, stb…), így különböző működési körülmények között vizsgálhatjuk a munkadarabot.

A megszokottnál jóval könnyebben kezelhető instant, interaktív szimulációs környezet lehetővé teszi a tervező számára, hogy kreatív módon „felfedezze” a konstrukció lehetséges útjait és azonnal ellenőrizze a működőképességet mechanikai, áramlástani és termodinamikai szempontból.

Sebesség szerint színezett áramvonalak egy szelep középsíkjában

Egyedülálló direkt 3D modellalkotás

A bármilyen mérnöki formátumban beolvasott tervből a SpaceClaim modul azonnal 3D modellt alkot, amely tetszés szerint módosítható, átalakítható. A paraméteres CAD rendszerekre jellemző szigorú műveleti sorrend igen hasznos a hasonló konstrukcióval rendelkező termékcsaládok kifejlesztésében és nagy mértékben segíti a gyártást, azonban „megölheti” a kreativitást a koncepcionális fejlesztés szakaszában. A SpaceClaim direkt modellező rendszerében tetszés szerint kijelölhetünk éleket, felületeket, komplett alkatrészeket, vagy ezek tetszés szerinti csoportját, és egyszerű egérmozdulatokkal módosíthatjuk azokat.

Hiányos, sérült geometriák, STL fájlok helyreállítása, lezárása, gyártáshoz való előkészítése a Discovery SpaceClaim segítségével a korábbi több órás küzdelem akár pár percre csökkenhet. Kiválóan alkalmas arra, hogy pontfelhőkből összefüggő felületeket, testeket hozzunk létre, majd ezeket szabadon módosítsuk. Kifejezetten alkalmas 3D nyomtatás és CNC megmunkálás támogatására.

Sebességmegoszlás egy mozgó tehergépjármű környezetében

A világon első és egyedüli instant szimuláció

A Discovery SpaceClaim által létrehozott 3D modellre néhány egyszerű egérkattintással kiválaszthatjuk a vizsgálandó fizikai folyamatot. Elvégezhetünk szilárdságtani, lengéstani, hőtani, belső- vagy külső áramlási szimulációkat. A peremfeltételek és az eredmények megjelenítésének módja néhány másodperc alatt beállíthatók, és a szimuláció azonnal futni kezd a szemünk láttára. Az olvasó itt talán felkapja a fejét, hiszen kihagytunk egy fáradságos, de elengedhetetlen munkafázist, a hálógenerálást. Nos, a numerikus felbontás kialakításába a szoftver a felhasználót nem vonja be. Egyszerűen „csak” futni kezd a szimuláció, melynek során egy csúszkával állíthatjuk be, hogy éppen a nagyobb sebességet, vagy a nagyobb felbontást szeretnénk előnyben részesíteni.

A szoftver a GPU magjait használja, így egy 4GB-os NVidia videókártya és 8GB RAM szerepel minimális hardver szükségletként, amely tapasztalataink szerint elég is az akadálytalan működéshez. A szimulációk során alkalmazott numerikus felbontás finomsága a GPU kapacitásától függ.

A vizsgált geometria többféle nézetben, változtatható metszősíkok, áramvonalak segítségével válik elemezhetővé. További, pontosabb vizsgálatok is végezhetők a felhasználó által kiválasztott pontokra, felületekre, testekre diagrammok, vagy mérési értékek megjelenítésével. Az így nyert tapasztalatok birtokában a szimuláció futása közben módosíthatjuk a geometriát. A módosításink következménye a szimulációs térben azonnal láthatóvá válik.

Egyenértékű feszültségek megoszlása egy tartószerkezetben

A részletesebb elemzéshez

A Discovery család harmadik tagja a 2015-ben már bemutatkozott, azóta újabb, hasznos funkciókkal bővített Discovery AIM, melybe akár SpaceClaim akár Live szoftverrel készített modellek beolvashatók. Nagy pontosságú, több fizikai hatást lefedő szimulációs elemzéseket tesz lehetővé, akár a szimulációban kevésbé jártas felhasználó részére is, is mindössze egy-két napos betanulás után. Vezetett, automatizált, személyre, termékre, munkafolyamatra szabható kezelőfelületével átjárást enged a mechanikai, hőtani, áramlástani, vagy elektromágneses jelenségek területei között, melyek akár kapcsolt szimulációként is futtathatók. Például az áramlási-hőtani- mechanikai, vagy elektromágneses-hőtani-áramlástani hatások együttes vizsgálatával komplex tervezési kérdésekre kaphatunk választ.

A Discovery Live által lehetővé tett „próbálgatós” módszer egy új tervezési stílus előfutára, mely a numerikus kísérletek kiaknázásával gyorsabbá, pontosabbá, merészebbé teszi a tervezés kezdeti fázisait, segítve a fizikai összefüggések minél gyorsabb megértését, a zsákutcák elkerülését és a lehetőségek feltárását.

A további előnyök és újdonságok széles körű megismertetése céljából ingyenes, csupán regisztrációhoz között workshopokat szervez a magyaroroszági forgalmazó, a CFD.HU Kft., ahova minden jelentkezőt szeretettel várunk.

Kálmán Károly

CFD.HU Kft.

Keresés
Bejelentkezés / Regisztráció
Média Partnerek