Последняя версия портфеля программ промышленного инженерного моделирования ANSYS15.0 объединяет новые возможности и усовершенствования, которые предлагают более комплексный подход и оптимизацию при разработке продукта.

Переосмысление комплексного моделирования

Программные продукты ANSYS 15.0 имеют тенденцию к большей сложности, расширению функциональности, появлению новых материалов (композиты), расчёту тепловых состояний радио-электронной аппаратуры (РЭА), управление расчётным процессов при мульти физических постановках задачи.

Релиз освящает возможности предварительной обработки, которые повышают автоматизацию и легкость настройки, усовершенствование высокопроизводительных вычислений, анализ больших моделей и сокращение времени работы.

ANSYS 15.0 обеспечивает основные достижения в решении мультифизичных задач.

Высокочастотный магнетизм в ANSYS 15

ANSYS 15.0 содержит полный пакет программных продуктов, обеспечивающих полный набор инструментов для моделирования высокочастотных устройств. Флагманом в решении электромагнитных задач является ANSYS HFSS - cтандартом для моделирования 3D ВЧ и СВЧ устройств с полно волновым решателем электромагнитного поля.

Улучшения сеточных технологий для Electrical CAD структур

ANSYS 15.0 улучшает ANSYS HFSS возможности 3-D моделирования слоистых структур (печатных плат) начатых в 2013. Пользовательские настройкиавтоматизируют процесс подготовки данных печатной платы , прямая связь с программами - разводчиками печатных плат, стандартных микросхем иэлектрических схем используя ANSYS HFSS . Это специализированнаясеточная технология оптимизирована для построения сеток кремниевыхподложек , слоёв в печатных платах, микросхем и электрических дорожекпечатной платы . " Phi mesher начальную 3D сетку с увеличением скорости в более чем 30 раз по сравнению с классическим сеточным генератором впредыдущем релизе.

Специальная сеточная технология ANSYS HFSS оптимизирована дляразбиения кремниевых подложек, распределённых слоёв,микросхем и печатных электрических плат.

Криволинейных элементов в ANSYS HFSS-IE

Многие современные стелс технологии строятся на комбинацииповерхностей, уменьшающих отражение электромагнитной волны обратно кисточнику и специального покрытия . Точное представление этихповерхностей является критичным при аккуратном анализе эффективнойплощади рассеяния, в тоже время быстрый и точный анализ электрическибольших структур становится важным. С ANSYS 15.0, инженеры имеютвозможность выбрать криволинейные типы элементов, которые обеспечиваютвысокую точность без последующего увеличения времени вычислений длямоделирования модели с смешанных поверхностей.

Криволинейные элементы для ANSYS HFSS-IE дают более точное иэффективное решение для анализа эффективной площади рассеяния иразмещения антенны, для моделей состоящих из смешанных поверхностей.

Поддержка входных характеристик ближнего поля (Near-Field Data) в ANSYS HFSS

Современная коммерческая электроника имеет строгие требования вотношении количества электромагнитной энергии генерируемого продуктом ичастот, на которых излучается электромагнитная энергия. Это создаетболее реалистичную и полную модель для оценки излучения (EMI / EMC) доизготовления опытных образцов.

Параметры ближнего поля - данные измерений или моделирования могутбыть импортированы в ANSYS HFSS и выступать в качестве граничногоусловия исходной падающей или излученной волны для анализа. Этопозволяет пользователям обмениваться экспериментальными данными илирезультатами моделирования.

Пространственно зависимые свойства композитов в ANSYS HFSS

Многие композитные материалы для достижения уникальных свойствсостоят из слоёв различных материалов, ориентированных вдоль различныхосей. Примером этого являются FR4 ламинаты участвующие в производстве печатных плат и композиты из углеродного волокна в конструкциях корпусасамолёта (для поглощения электромагнитной волны). Эти композиты в объёме представляют сложные пространственно зависимые распределенияспецифических материалов . Точное моделирование пространственногораспределения материала и свойств зависящих от направления являетсяключом к точному моделированию процессов.

В ANSYS HFSS инструменты для моделирования пространственногомоделирования анизотропных материалов и граничных условий позволяютинженеру моделировать поведение комплексных структур без значительногоувеличения времени вычисления и потери точности.

Мощь высокопроизводительных вычислений. HPC

Рынок требует от мобильных устройств увеличение функциональности при уменьшении размеров, как следствие - увеличение плотности электронныхкомпонент. Поскольку все больше мобильных устройств связи используютсяво всем мире , есть растущий спрос на большую пропускною способность иулучшение инфраструктуры связи. Как результат, размеры моделей длямоделирования стали экстремально увеличиваться. ANSYS HFSS с HPC врелизе 15.0 обеспечивают необходимую производительность имасштабируемость для удовлетворения вычислительных потребностей.

С ANSYS многоуровневой HPC инженер может использовать больше узловвычислительного кластера или облачной среды, ускорить проектныевычисления с помощью комбинированного распределения проектных параметров и частот. Распределённое прямое решение матриц позволяет инженерамиспользовать память компьютеров с помощью сети, что позволяет разрешатьболее сложные задачи.

Целостность сигнала

ANSYS 15.0 предлагает новые и улучшенные возможности, которые помогают инженерам определить целостность сигнала, помехи по питанию и электромагнитную совместимость в начале цикла разработки.

Достижения в конструкции высоко скоростной электроники

Инженерам высоко скоростных электронных устройств необходимо полное моделирование сложных микросхем, упаковок и анализа устройства для уменьшение и повышения анализа мобильных устройств связи. Новые возможности ANSYS 15.0 позволяют проводить полный системный анализ и ускорения процесса проектирования высоко скоростных устройств.

Инженер имеет возможность запускать решатель ANSYS Q3D Extractor непосредственно из ANSYS SIwave. Эта возможность упрощает создание RLCG матриц для микросхем, упаковок, печатных плат. Это улучшение идеально подходит разработчикам двухслойных печатных плат для автомобильной промышленности.

Падение напряжения в печатных платах

Спрос на бытовую технику заставляет производителей уменьшать размеры и потребление энергии, повышать функциональность. Уменьшение печатныхплат и увеличение плотности упаковки электронных компонент повышаюттребования к распределению напряжения по печатной плате дляпроектирования маломощных устройств. В релизе 15.0 ANSYS SIwave-DCпредставляет собой множество анализов для проектирования низковольтных, с высокой плотностью тока печатных плат и микросхем. С помощью ANSYSSIwave легко можно определить места с критическим распределениемнапряжения и плотности тока.

HPC для SI/PI анализа высоко скоростной электроники

Увеличение функциональности мобильной связи, потребительскихустройств на промышленных систем требует уменьшать время проектироватьбыстрее и решать вычислительно большие модели .

В тоже время, аппаратное обеспечение, используемое для вычислений,стремительно развивается. ANSYS 15.0 демонстрирует оптимизациютехнологии решения для современных компьютеров для точного и быстрогорешения чрезвычайно больших моделей.

In ANSYS SIwave SDM (спектральный решатель), распределение SIwave SYZ частотных точек на узлах кластера дало ускорение счёта в более чем 60раз.

ANSYS Q3D Extractor использует MPI для определения CG решателя (проводимости и ёмкости) и позволяет увеличить скорость вычисления вболее чем 20 раз.

Низкочастотный магнетизм. Эктромеханика в ANSYS 15.0

ANSYS 15.0 предоставляет комплексные методики для проектирования электрических машин, электроприводов и цифровых систем управления.

Точность в определении параметров электрической машины

Электрические двигатели потребляют почти половину всей мирового энергии, поэтому схемы управления двигателем должны быть очень эффективным. Поскольку затраты на материалы для постоянных магнитов, используемых в электрических машин растут, то выбор свойства постоянных магнитов, которые могут выдержать размагничивание, становится ключевой задачей. В результате, существует глобальный спрос на комплексную методологию проектирования эффективных, надежных и оптимизированных электрических машин, работающих с электроприводом и цифровой системой управления.

2-D/3-D Векторная модель гистерезиса

Эта возможность , применима для материалов от магнито мягких до магнито жестких, может быть использован для точного учета магнитного поведения ферромагнитных материалов в двигателях, трансформаторах, катушках индуктивности и соленоидов, когда поведение рабочая точка имеет значительное влияние на производительности таких устройств. Традиционно инженеры должны использовать эмпирические коэффициенты, основанные на экспериментальных данных, для точного определения потерь в машине . Эти сопутствующие коэффициенты не масштабируемым , поскольку этот метод зависит от конкретной конструкции корпуса и конкретного применения. Для других приложений, таких как гистерезисных двигателей и устройства магнитной записи , отсутствие гистерезиса моделирования делает метод конечных элементов непригодным для правильного проектирования эти устройства . 2-D/3-D модель векторного гистерезис даёт возможность моделирования в ANSYS Maxwell этих эффектов.

Не нулевые начальные условия

Из за размера сложных топологий и крупных размеров электрических машин и силовых цепей, вычисление установившегося состояния в 3D переходном процессе обычно занимает большое время. Требуется сократить затраты на вычисление переходного процесса и как можно быстрее прийти к установившемуся состоянию.

В ANSYS Maxwell 15.0 усовершенствованы алгоритмы, позволяющие минимум в 5 раз сэкономить время для достижения установившегося состояния электрических машин и других низкочастотных электромагнитных устройств.

Поддержка master/slave (symmetry) граничных условий в 2D переходной постановке. Эти возможности позволяют пользователям анализировать конструкции больших линейных электрических машин за счёт снижения размерности задачи.

Точное моделирование электрических трансформаторов

Для точного определения совокупных потерь в электрических трансформаторах, инженеры должны учитывать дополнительные потери мощности в элементах корпуса трансформатора. Тем не менее, включение в расчёт конструктива, сопутствующего самому трансформатору, резко увеличивает время вычислений. ANSYS Maxwell содержит граничное условие нелинейного импеданса, которое позволяет пользователям точно приблизить потери мощности в корпусе трансформатора без увеличения времени вычислений. Граничное условие нелинейного импеданса увеличивает возможности 3-D вихретокового решателя, позволяя инженерам трансформаторов ввести в расчет трансформатора потери мощности в корпусе трансформатора.

Связанный анализ

ANSYS Workbench позволяет инженерам использовать всю мощь связанного мультифизичного анализа - передать результаты электромагнитного анализа для определения теплового и анализа напряжённо-деформированного состояния, акустики и вибрации за счёт быстрого Фурье преобразования векторного пространства силы, полученной в переходной постановке в ANSYS Maxwell. Это обеспечивает качественный анализ вибрации и шума низковольтных электромагнитных устройств, таких как электродвигатели, трансформаторы и магнитные приводы.

ANSYS Workbench технологии расширяют процессы выполнения анализа прочности, вибрации и шума.

Расширение библиотек Automotive Power

Многие возможности в автомобильной промышленности, такие как блок инверторов , электронное зажигание, регуляторы напряжения, электронное управление двигателем и многое другое, стали доступны благодаря электронике. Для качественная работа электронных компонент не может быть рассмотрена отдельно от механической и электромагнитной составляющей. ANSYS Simlorer 15.0 содержит расширенную библиотеку VHDL-AMS посвящённой автомобильной промышленности. Мощные MOSFET и силовые диоды позволяют качественно моделировать силовую электронику. Инструменты ANSYS Simlorer позволяют напрямую использовать характеристики электронных компонент, предоставляемые производителем полупроводниковой техники.

Мехатроника. Использование ANSYS Simplorer и SCADE

ANSYS решает проблемы системного проектирования мехатронных устройств связью с SCADE (добавление в ANSYS от Esterel) с ANSYS Simplorer. Команды R & D могут практически проверить взаимодействие силовой электроники и мехатронных систем в процессе разработки, в том числе встроенного программного обеспечения. Возможности SCADE позволяют моделировать взаимодействие мультифизичных систем, включая электрические, механические и жидкостные смоделированные в ANSYS Simplorer.

Прочность

ANSYS 15.0 представляет новые возможности и усовершенствования в решении задач прочности, помогающие инженерам комфортнее и быстрее работать - автоматическая генерация сетки, анализ композитов, совместный анализ, усталостный анализ конструкций при сложном нагружении, HPC (возможности высокопроизводительных систем), развитие решателей для анализа вибрации и шума.

Распараллеливание генерирования сетки сборок

Всё больше и больше моделей включают в себя сборки, состояещие из десятков, сотен и даже тысяч компонентов. Последовательное генерирование сетки на каждой из компонент занимает много времени. С ANSYS 15.0пользователи могут генерировать сетки, используя все ядра своего компьютера. Ускорение до 27 раз. Скорость генерирования сетки на одном ядре. Пользователь может задать количество ядер, используемых сеточным генератором. Для возможности распараллеливания сеточного генератора не нужна лицензия HPC.

Параллельные вычисления снижают время построения сеток в сборках.

Автоматическое генерирование качественной гексаэдрической сетки

При решении задач прочности многим пользователям необходимо генерировать качественные гексаэдрические сетки, для верификации результата или сертификации решения. Обычно, создания высококачественных сеток требует большого количества времени, потраченного на разбиение геометрии на простые формы и вручную редактировать местоположений узлов. С ANSYS 15.0, многие умеренно сложные геометрии могут быть разбиты на качественные гексаэдрические элементы. Технология multi-zone была улучшена от 24% до 500% по сравнению с предыдущей версией и позволяет сэкономить время на ручной обработки геометрии. Автоматическое генерирование сетки позволяет экономить время на ручном разложении геометрии на простые элементы.

Работа с большими моделями

Пользователи должны иметь возможность быстро исследовать большие модели состоящие из множество компонентов - большое количество соединений, множество вариантов нагрузок и граничных условий. Список, как правило, слишком большой , чтобы поместиться на экране , и анализ содержимого списка отнимает много времени. С выпуском 15,0 , ANSYS расширяет способность сортировать содержимое модели , так что пользователи могут сосредоточиться на необходимом. Результаты могут быть представлены в виде таблицы - пользователь быстро получает обзор всех результатов . Пользователи могут сохранять часы работы , просмотрев все результаты сразу из таблицы , а не глядя по отдельности.
Фильтрация в дереве является полезным в работе с большими моделями с большим количеством компонентов . Теперь содержимое дерева может быть отфильтровано по граничным условиям, соединениям, командным объектам и результатов. Фильтрация может уменьшить отчет генерируемый только для выборки элементов.
Табличное представление всех результатов в дереве моделирования отображает текстовое резюме, которое может быть использовано для проверки сил реакции в общем, не просматривая в каждом отдельного объекте или узле.

Работа со свободными таблицами позволяет инженеру значительно экономить время.

Работа со сборками - повторное использование моделей

Иногда пользователи не необходимо использовать существующую модель FE, но геометрия уже недоступна, либо необходимо соединить компоненты модели для получения полной сборки. С ANSYS 15.0, пользователи получают возможность создавать сборки используя готовые сетки без геометрии. ANSYS Workbench предоставляет очень удобный способ описать комбинации сборок. Связь между частями назначается автоматически, как будто пользователь работает с геометрическими моделями.

Пользователь может собрать несколько моделей конечных элементов в сборку и использовать все механические функциональные возможности, включая обнаружение контактов. Он может импортировать сетки (типа Solid и Shell) из CDB файлов в Workbench с помощью инструмента Внешняя модель (External Model), масштабировать, вращать или перемещать. Обнаружение контакта происходит, как если бы система работала с геометрическими данными. Несколько проектов Workbench могут быть объединены в один. Геометрия, сетки и названия при этом сохраняются.

Возможности создания сборки позволяют объединить несколько сеток отдельных компонент в одну задачу

Создание одного проекта, используя несколько подмоделей

Технология субмоделирования доступна для композитов

Во многих случая допущения, которые сделаны для оболочек и композитов, не позволяют корректно решить задачу - требуется моделирование 3D задачи для моделирования состояния по толщине композита. Технология субмоделирования позволяет приложить нагрузки из большой композитной модели к локальной 3D, используя схему комбинаций на схеме проекта ANSYS Workbench инструментов моделирования ANSYS Composite PrepPost.

Метод субмоделирования приближает понимание композитных структур.

Передача внешних данных в связанных задачах

Для многих компаний, много дисциплинарное моделирование означает передача данных из одного физического решателя в другое, используя текстовые файлы с облаков точек и значений. Основная трудность для пользователей является эффективный перенос данных на текущие сетки. Иногда возникает несоответствие между системами единиц, координатными системами импортированных данных и фактической моделью. Сопоставление данных для шагов по времени или частотам может быть утомительным процессом. С ANSYS 15.0, инструмент отображения поддерживает частотные или зависящие от времени данные, а также сложные данные. Это может быть особенно полезно для акустических вычислений, для которых скорости из структурного расчета должны быть переданы в акустическую модель. С использованием автоматизированных средств отображения в ANSYS пользователи могут сэкономить часы работы и легко проверить качество преобразованных данных по сравнению с исходными значениями.

Proprietary Eigensolver for Eigenmodes & Frequencies

Модальный анализ обычно выполняется для полной сборки и должен выявить все потенциальные режимы в рабочем диапазоне частот. Производительность решателя имеет решающее значение для расчёта несколько вариантов конструкции в разумные сроки. Новый распределенный решатель в ANSYS 15,0 позволяет быстро вычислять собственные формы и частоты. Расчет на распределенной архитектуре даёт ускорение в три раза по сравнению с алгоритмом Ланцоша в режиме с общей памятью.

Модель суперпозиции для гармонического анализа

Для комплексного анализа моделей с циклической симметрей или некоторых классов взаимодействия жидкость-структура, вычисление гармонических результатов в диапазоне частот обычно выполняется на полной модели и, соответственно, занимает много времени. ANSYS 15.0 обеспечивает возможность использовать метода суперпозиции, что значительно ускоряет вычисление гармонических результатов. Способ также работает для несимметричных матриц, таких как, FSI. Уменьшение вычислительного времени может быть уменьшено от 40 до 50 раз, особенно когда требуется получить решения для большого количество частотных точек .

Использование метода суперпозиции ускоряет получение результатов гармонического анализа.

Анализ болтовых соединений

При моделировании болтовых соединений, точная геометрическая модель резьбы и желание получить точное распределение напряжений приводит к очень большому количеству элементов и огромным временным затратам. Более эффективно по ресурсам определить резьбу как область контакта с определёнными свойствами. С ANSYS 15.0, инженеры могут моделировать резьбу как особую область контакта, которая учитывает все характеристики резьбы. Время вычислений для получения напряжения в области резьбы уменьшается в десятки раз, по сравнению с моделью, с геометрически подробной резьбой. Эта возможность также доступна в ANSYS Workbench.

Анализ износа под действием трения

Почти все инженеры выполняют моделирование сборок, подразумевая движение контактов между частями. При движении компонентов с трением, становится важным анализ износа контактирующих поверхностей. ANSYS 15.0 вычисляет степень износа, связанное с фактической формой поверхности, что приводит к более точной оценки контактных давлений. Пользователи могут указать локальные последствия износа из модели Арчарда или с более общей закона задаваемого пользователем.

Нелинейное адаптивное перестроение сетки при больших деформациях

Нелинейное поведение материала наряду с большими деформациями делают процесс сходимости решения достаточно сложным. Примером очень больших деформаций является резиновое уплотнительное кольцо - наряду с нелинейным материалом, большие деформации делают процесс решения задачи весьма сложным.

В ANSYS 15.0 появилась возможность автоматически уточнить сетку резиновых деталей для обеспечения сходимости несмотря на большие деформации , что позволяет рассчитывать до 50 процентов больше деформаций, по сравнению с начальной оригинальной сеткой. Существующий алгоритм позволяет более надежно и точно обрабатывать сложные нелинейные неустойчивости.

Моделирование нелинейных явлений улучшено в:

• Адаптивное генерирование сетки: Сетка в областях с большой деформацией уточняются с помощью нового адаптивного алгоритма, который действует на каждом шаге расчёта. Решения для изменения сетки основаны на определенных пользователем критериях, таких как статус контакта или искажения сетки.
• Повышение надёжности анализа неустойчивости: алгоритм коррекции длины дуги в анализе устойчивости позволяет более точно рассчитывать коробление листа металла или локальную потерю устойчивости.

Нелинейное адаптивное перестроение сетки позволяет разрешать модели с большими деформациями.

Уточнение нелинейных алгоритмов позволяют разрешить локальную потерю устойчивости.

Расширенные модели материалов для анализа старения

Для понимания влияние старения или образования трещин в процессе работы изделия требуются расширенные модели материалов. Для точного моделирования циклического поведение металлических частей и прогнозирования времени жизни необходимо учитывать сочетание упрочнения/разупрочнения, а также циклические эффектов ползучести. ANSYS 15.0 представляет новые модели и инструменты, чтобы вычислить, как продукт будет вести себя в течение долгого времени, или момент возникновения трещины, обеспечивая анализ более глубокой модели поведения продукта.

Моделирование роста трещины на основе VCCT технологии реализуется в ANSYS Workbench, анализ роста трещины происходит на основании расслоения по заданной пользователем траектории.

• Т-стресс представляет собой напряжение, действующее параллельно граням трещин. Это помогает предсказать стабильность если трещина будет отклоняться от заданной плоскости.
• ANSYS 15.0 реализует решение, которое совмещает модель неявной ползучести с моделью кинематического упрочнения Чабоша (Chaboche). Доступен инструмент для определения параметров для модели кинематического упрочнения из экспериментальных кривых.

Гидро-газо-динамика

ANSYS 15.0 предлагает новые возможности и усовершенствование в гидродинамике, которые помогают инженерам лучше и быстрее оптимизировать свои задачи. Усовершенствования охватывают широкий диапазон и включают м связанные задачи, надёжность решателя, HPC, автоматическая генерация сеток, удобства и т.д.

Автоматическое генерирование гексагональных сеток для быстрого и устойчивого решения

Некоторые методики моделирования гидродинамических процессов требуют максимально возможной точности, в таких случаях пользователям необходима качественная гексаэдрическая сетка. При этом достигается лучшая сходимость и устойчивое решение. Обычно, создания высококачественных сеток требует большого количества времени, потраченного на разбиение геометрии на простые формы и вручную редактировать местоположений узлов. С ANSYS 15.0, многие умеренно сложные геометрии могут быть разбиты на качественные гексаэдрические элементы. Технология multi-zone была улучшена от 24% до 500% по сравнению с предыдущей версией и позволяет сэкономить время на ручной обработки геометрии. Автоматическое генерирование сетки позволяет экономить время на ручном разложении геометрии на простые элементы.

Multi-zone технология позволяет создавать высококачественные сетки.

Быстрое, качественное, автоматическое создание сеток в CFD

• Инженеры часто имеют дело с очень большой и сложной геометрией, представленной в CAD формате или stl поверхностями, которые могут иметь дефекты (отверстия или не сшивание поверхностей - должны быть разрешены до образования замкнутого объёма). Требования к вычислительному разрешению геометрии может привести к большому количеству вычислительных ячеек. Устранение всех дефектов геометрической модели в ручную может занимать большое время или зачастую оказаться не подъёмной задачей. При выпуске 15,0, ANSYS Fluent Meshing всеми инструментами для управления большими и сложными моделями.
• Диагностика геометрической модели и определение возможных дефектов - отверстия, зазоры между поверхностями, инструменты для исправления дефектов.
• Высококачественная технология wrapping, создающая сетку для текучей среды с учётом размеров геометрических деталей.
• Локальное перестроение поверхностной сетки для повышения качества.

Fluent meshing обеспечивает ключевые улучшения в автоматизации и скорости во всех областях, ведущих к созданию вычислительной сетки: импорт CAD , ремонт дефектов -отверстие и зазоры , высококачественный создание поверхности сетки и быстрое создание объемной сетки в режиме распараллеливания.

Быстрая графика и набор горячих клавиш реализуют быстрое взаимодействия с Fluent meshing.

С предыдущего выпуска, Fluent meshing был интегрирован во Fluent для использования возможностей HPC и масштабируемости. ANSYS 15.0 включает в себя распараллеливание процесса генерации сетки , что позволяет резко сократить время генерации. Например, для создания 42000000 ячеек, время генерации снижается в 1,8, 3,7 или даже в 7,4 раз , при использовании двух, четырех или восьми ядер соответственно. Распараллеливание сеточного генератора не требует лицензий HPC; это позволит пользователям создавать более крупные сетки быстрее без использования драгоценных HPC лицензий и без дополнительных лицензий.

Fluent meshing обеспечивает ключевые улучшения в автоматизации и скорости во всех областях, ведущих к созданию вычислительной сетки: импорт CAD, ремонт дефектов -отверстие и зазоры , высококачественный создание поверхности сетки и быстрое создание объемной сетки в режиме распараллеливания.

Fluent meshing имеет много преимуществ:

• Универсальность: Импортируется либо CAD модель либо stl поверхность.
• Простота использования: Критерии размера, которые "захватывают" элементы конструкции, могут быть отображены для обеспечения обратной связи и отражают адекватность "захваченных" элементов. Пользователь может сохранить критерии размера и использовать их повторно, когда это необходимо.
• Интеллектуальность: Перед генерацией объёмной сетки производится диагностика поверхностной сетки, определяются и устраняются дефекты - отверстия, зазоры, перекрывания поверхностных сеток, улучшается качество поверхностных сеток.
• Точность: Улучшены инструменты описания геометрии, разрешение особенностей геометрии; средства диагностики и определения, насколько хорошо особенности геометрии были разрешены. Широкий диапазон улучшения и разрешения особенностей геометрии.
• Скорость:
  • Инструменты для локального перестроения поверхностной сетки не требуют полного перестроения сеточной модели
  • Быстрое построение объёмной сетки (генерирование призматичных слоёв до 3 раз быстрее)
  • Отличная масштабируемость при распараллеливании сеточного генератора с использованием tetra/prism элементов (прирост в скорости зависит от типа задачи - при использовании восьми ядер на тетрагональной сетки получен прирост в скорости 92 %)

Быстрый решатель для сложной физики

За частую инженеры имеют дело со сложной физикой, много фазные течения, течения с реакциями. Как правило, чем сложнее физики, тем больше времени необходимо на моделировании. ANSYS CFD решения предназначены для реализации самых быстрых решателей (то есть уменьшение времени на моделирования).

Моделирование не смешивающихся поверхностей используя модель свободной поверхности (VOF) на 36% быстрее.

Постоянное совершенствование в скорости решателя на ядре позволяет инженерам увеличить скорость моделирования:

• Моделирование не смешивающихся поверхностей используя модель свободной поверхности (VOF) на 36% быстрее.
• Нестационарный мультифазный расчёт в Эйлеровой постановке ускорен, благодаря поддержке адаптивного шага по времени.
• Динмическое упрощения механизма горения позволяет увеличить скорость счёта в два раза (и до семи раз в моделях с большими механизмами по сравнению с прямым интегрированием). До 50 раз быстрее создание Flamelet библиотеки.
• В области горения, наличие диффузионной модели Flamelet generated manifold дополняет ранее выпущенную модель flamelet предварительного смешания для имитации большего спектра сгорания. Создание flamelet библиотеки был ускорен. Например, для 100 механизмов стационарно ламинарный диффузии библиотека flamelet вычисляется за 20 минут, вместо 24 часов с момента предыдущего выпуска.
• Сетевая модель реактора ускоряет сложную симуляцию 3 -D сгорания путем объединения элементов на основе близости химического состава в пространстве. Это позволяет сложной химии быть вычисленной только один раз в объединённых ячейках, а не для каждой ячейки. Фактически ускорение зависит от приложения и химии.

Скорость решателя в три раза быстрее

Инженеры всегда нуждается в более быстрых решателях и многие используют HPC технологии для повышения пропускной способности моделирования. Как увеличить количество процессоров, используемых в моделировании, часто достигаются барьер масштабируемости, при котором добавление дополнительных процессоров не ведёт к пропорциональному увеличению производительности. В ANSYS Fluent 15,0 особенно значительно улучшился решатель и эффективность распараллеливания при малом количестве ядер.

Демонстрация эффективности увеличение на 80% скорости при использовании 10 000 ячейках на ядро

Постоянное совершенствование масштабируемости HPC и надежности позволяет инженерам увеличить пропускную способность моделирования с помощью HPC ресурсов.

• Улучшение масштабируемости HPC: продемонстрировали улучшение эффективности более 80% при 10 000 клеток на вычислительном ядре. Это лучше в три раза по сравнению с предыдущим выпуском . Это означает, что задача 1М ячеек может теперь эффективно использовать 100 ядер в ANSYS 15.0, в то время как в предыдущем выпуске можно было использовать не более 30 ядер.
• Сокращение времени, необходимого для чтения расчётного файла и начала расчёта на HPC кластер , как для ANSYS Fluent так и ANSYS CFX . В некоторых случаях, запуск был сокращен с 30 минут до 30 секунд.
• Пользователи, моделирующие потоки с большим количеством частиц свидетельствуют об отличной масштабируемости (например, поток с 1,2 млн. частиц показывает 80 -процентное параллельную эффективность на 6000 ядер).
• Улучшение масштабируемости CFX на большом количестве процессорных ядер: Пользователи уже могут получить доступ к улучшениям путем настройки параметров. Реальная производительность варьируется в зависимости от специфики задачи; пример промышленного шести ступенчатого осевого компрессора показал, что достигается ускорение в пять и более раз.

ANSYS CFD поддерживает GPU

Инженерам всегда нужны быстрые решения и ANSYS исследует все технологии, которые помогут им в этом. ANSYS Fluent 15.0 поддерживает вычисления на GPU. Это может привести к ускорения до 2,5 раза.
GPU поддерживает 3-D-AMG coupled pressure-based решатель.

Устойчивость и надёжность решателя

Инженерам необходимо моделирования, результаты которого приводят к точным результам. ANSYS предоставляет точную, надежную технологию моделирования - инженеры могут сосредоточиться на разработке более качественных продуктов, а не на работе с численными вопросами для достижения сходимости решения.

Постоянное совершенствование в надежности решателя позволяет инженерам получить точные решения с минимальным количеством манипуляций в процессе решения.

• Если решатель работает на нескольких вычислительных ядрах останавливается с не фатальной ошибкой, расчёт может быть восстановлен.
• ANSYS 15.0 обеспечивает улучшенную надежность работы решателя в случаях движущихся и деформируемых сеток. Сглаживание по узлам является значительно более надежным, чем сглаживание по ячейкам и позволяет сгладить большие сеточные деформации, особенно для сеток с разрешением пограничного слоя или с элементами, имеющими большим соотношением сторон. Это является ключевым моментом для двигателей внутреннего сгорания и FSI взаимодействием.
• Улучшена надежность моделирования с участием подвижной геометрию в ANSYS CFX, как для турбинного так и общего применения - пользователю требуется регулировать значительно меньше численных параметров.
• Новая опция - функция линеаризации позволяет очень удобно отслеживать нахождение Лагранжевой частицы, разрешение которой достаточно трудно сходилось. В целом, скорость решателя и сходимость улучшается.
• Для приложений с испарением и конденсацией значительно улучшена точность моделирования фазового перехода.
• Граничное условие с коррекцией массового расхода для моделирования турбомашин означает, что пользователю больше не нужно регулировать настройки и параметры в зависимости от моделируемой рабочей точке, достигается оптимизации всего процесса моделирования и повышается надежность.

Теплопередача между жидкой средой и тонкостенной конструкцией

Для многих продуктов, явления переноса тепла между жидкостью и тонкой оболочкой имеет решающее значение в определении характеристик изделия. Одним из примеров является теплообмен между капотом автомобиля и потоком воздуха под капотом.

Есть много проблем:

• Объём воздуха может быть гораздо больше объёма твёрдотельной оболочки. Моделирование теплообмена межу двух объёмов с разной пространственной размерностью достаточно проблематичная задача.
• Оболочка может состоять из нескольких слоёв материалов с различными тепловыми характеристиками.
• Оболочка может представлять собой композитную конструкцию, тепловые характеристики которой могут представлять собой сложное пространственное распределение.

До сих пор, для моделирование такой задачи требовались объёмные сетки, которые отражали распределение материала и слоёв в тонком листе. Создание таких сеток занимает несколько часов, если не дней. С ANSYS 15.0, пользователям больше не нужно объемной сетки на тонких конструкциях.

Возможность моделировать многослойные оболочные структуры позволяет легко рассчитать тепловое взаимодействие композита и воздуха в подкапотном пространстве.

Имеются многочисленные новые возможности , направленные на моделирования сложных явлений теплопередачи между жидкости и сложными структурами.

• Моделирование теплопроводности многослойная оболочка позволяет отказаться от построения объёмных структур в тонкостенных оболочках. Это позволяет инженерам моделировать более сложные структуры материалов. Это значительно упрощает эти моделирования тепловых течений, одновременно ускорив рабочий процесс.
• Учёт анизотропных тепловых свойств при моделировании теплового состояния композитов.
• Модель излучения поверхность-поверхность (S2S) поддерживает некомфортные сеткиЭто даёт некоторую гибкость при построении сеток в жидкости и на оболочках.

Моделирование тонких плёнок. Точно и быстро

Инженерам часто требуются дополнительные возможности моделирования для имитации приложений со сложным многофазным поведением потока. Без постоянного улучшения возможностей моделирования, инженерам необходимо делать многочисленные упрощения на стадии моделирования, принимать допущения снижающие достоверность полученных результатов или продолжать полагаться на результаты физических испытаний для сложных проблем.

Улучшения в области моделирования пленки и испарения и конденсации:

• Сочетание пристеночной модели Эйлеровой пленки с движущейся стенкой, моделью движущейся координатной системы (важно для расчета турбомашин) и периодическими граничными условиями. Моделирование конденсации и испарения может быть совмещено с использованием Эйлеровой модели и модели многофазной смеси. Данные возможности применимы для моделирования процессов образования и таяния льда на элементах конструкции самолета, конденсации внутри кабины самолета, и запотевания лобовых стекол в автомобилях.
• Модели испарения и конденсации: сопряжение тепловой модели фазового перехода с моделью испарения/конденсации улучшает точность моделирования фазового перехода.

Флаттер лопаток и анализ отклика

Для продолжения процесса оптимизации лопаток и конструкции турбомашин необходим полный детальный анализ. Помимо моделирования течения с учетом все большей геометрической области и переходным процесса течения, важным становится анализ взаимодействия между движущейся средой и элементами конструкцией. Хотя это теоретически возможно с возможностями двустороннего FSI, предлагаемым ANSYS, разрозненные масштабы времени делают вычислительные затраты непомерными.

ANSYS предлагает альтернативу в решении двух ключевых задач: оценка флаттера лопаток (изменяющиеся во времени аэродинамические нагрузки вызывают или подавляют колебания лопаток) и анализ отклика (включая эффект нестационарных аэродинамических нагрузок в модальном анализе). Процесс решения для обоих задач был улучшен. Оба типа анализа используют передовые технологии в моделировании переходных процессов в лопатках, доступные в ANSYS CFX и позволяют резко сократить вычислительные затраты , связанные с необходимыми предсказаниях нестационарного потока. В итоге получается , что оба типа анализа может быть выполнена использую часть вычислительных затрат, необходимых ранее.

Анализ отклика позволяет пользователям напрямую экспортировать изменяющиеся во времени поля давлений, рассчитанные в нестационарной постановке, в форме необходимой для модального анализа в ANSYS Mechanical

ANSYS 15.0 расширяет и улучшает возможность практически оценить взаимодействие течения и элемента конструкции лопаточных турбомашин, учитывая анализ отклика, а также анализ флаттера лопаток.

• Анализ отклика позволяет пользователям напрямую экспортировать изменяющиеся во времени поля давлений, рассчитанные в нестационарной постановке, в форме необходимой для модального анализа в ANSYS Mechanical
• Анализ флаттера лопатки включает в себя способность вычислять и контролировать аэроупругое демпфирование, способность оценить тенденцию флаттера.

Полный двусторонний FSI тепло - прочность

Для получения точного понимания работы продукта, инженеры изучают продукт в полном объеме с учетом всех физических воздействий (а также их взаимодействия ) на продукт. Учёт этих взаимодействий может невозможен без передачи информации от одного анализа в другой и управления потоками данных. ANSYS обеспечивает уникальный подход к много дисциплинарным задачам моделирования через среду ANSYS Workbench, что позволяет инженерам визуально иметь результаты различных задач физики и автоматически обмениваться данными в режиме реального времени. Типичные области применения - электрические или электронные компоненты, которые могут быть деформироваться при тепловых нагрузках, замедляя и искажая картины течения охлаждающего течения.

ANSYS 15.0 предлагает полный набор инструментов для моделирования связанных задач:

• Двусторонний FSI тепло-тепло между ANSYS Fluent и ANSYS Mechanical через инструмент System Coupling
• Двусторонний FSI тепло-прочность между ANSYS Fluent и ANSYS Mechanical через инструмент System Coupling

Двусторонний FSI тепло-тепло между ANSYS Fluent и ANSYS Mechanical через инструмент System Coupling

К уже имеющемуся богатому функционалу продуктов ANSYS наличие двусторонних FSI позволяют увидеть полную картину работы изделия, оценить степень влияния на качество охлаждения деформации объекта, увидеть проблемные места.

Специальное приложения для ДВС бензиновых и дизельных

Моделирование двигателей внутреннего сгорания (ДВС) сложно в настройке и выполнении: Компаниям и инженерам необходимы инструменты, которые позволяют моделировать ДВС быстро и точно. В тоже время продукты общего назначения содержат полный пакет инструментов позволяющих моделировать все физические процессы, но настрой и работа модели будет чрезвычайно сложной и трудоёмкой. ANSYS разработал приложение, работающее в среде Workbench. Тем не менее в предыдущей версии, настройка модели происходила через файлы журналов, что было очень неудобно. С ANSYS 15.0 вся модель от физики сгорания, мониторинга и пост обработки бензиновых и дизельных ДВС настраивается с помощью графического интерфейса пользователя.

Полная подготовка модели ДВС и пост обработка теперь не требует файлов журнала.

Модель ДВС доступна в ANSYS Workbench со следующими улучшениями:

• Поддержка ключевых сеток: Эта возможность помогает в случаях, когда перестройка сетки движущейся геометрии может проблематична. Возможность включает в себя создание и сохранение сеток на ключевых угла поворота коленчатого вала. Во время пробега, исходная сетка изменяется до тех пор, моделирование не достигнет угла поворота коленчатого вала, где новая сетка ( ключевая сетка) доступна. В этом угле поворота коленчатого вала, решение от существующей сетки интерполируется на новую ключевую сетку автоматически. Моделирование затем продолжает работать на новую сетку до следующего ключевой сетки доступной на более больших угла поворота коленчатого вала. Это дает большую гибкость в использовании качественной сетку для решения данной физику в нужное время. Например, если для модели распыления необходима область со сгущением, эта сетка может быть создана и загружена в конкретный момент по углу и времени.
• Полная подготовка для моделирования процесса горения без необходимости создания фалов журнала. Эта функция доступна для различных вариантов - сектор, полный двигатель, привязка к положению впускного или выпускного клапана.
• Динамическое уменьшение механизма горения используя прямой метод графов (directed relation graph method) для быстрого расчёта химических процессов
• Улучшенная модель свечи зажигания: С предыдущего выпуска модель искры была чрезвычайно чувствительна к размера сетки, шагу по времени параметров свечи( начальный радиус, энергия искры, начальная турбулентность и т.д.). Этот вопрос был рассмотрен в ANSYS 15.0. Технология решает уравнение для радиуса пламени с меньшим разрешением ячеек, медленно наращивает горение в небольшом радиусе искры. Это гораздо более надежная стратегия и приводит к меньшей чувствительности, чем в предыдущей версии.

Оптимизация формы с помощью Mesh Morphing для очень больших моделей

Когда инженеры стремятся оптимизировать геометрию или форму изделия, они должны быстрый процесс оценки производительности различных конструкций. Как правило, процесс состоит в определении геометрии, создании сетки, выполнении анализа, интерпретировании результатов, изменить геометрию, создать новую сетку, выполните еще один анализ, и сравнить результаты для оценки того, что новый дизайн лучше или хуже, чем прежний дизайн. Помимо того, что очень много времени занимает процесс, который не масштабируется, он опирается на пользователя, чтобы определить различные формы, которые должны быть проверены. В результате, успех такой оптимизации опирается на опыт пользователя - или удачи - для вывода формы, которая после моделирования, покажет лучший результат. Кроме того, на каждое моделирование геометрии будет затрачено время, как и на предыдущий этап, ограничивая тем самым эффективность этого подхода.

ANSYS 15.0 объединяет возможности сопряжённого решателя (adjoint solver) с передовыми технологиями, используемыми в оптимизации формы , деформация и оптимизация сетки.

• Сопряженный решатель теперь поддерживает задачи до 30 млн. ячеек. Основные функциональные уравнения сопряженных энергий была реализованы таким образом, что целевая функция может быть определена как разница между интегралами теплового потока и температуры - в том числе средних и дисперсий.
• Для деформации и оптимизации сетки, выбор контрольных точек стал проще, позволяя определение с помощью мышки.

Adjoint solver supports поддерживает подели до 30 М ячеек.

Enhanced CFD Usability

Инженеры должны постоянно увеличивать свою производительность, чтобы быть первыми на рынке. Инструменты, используемые ими для разработки продукта, должны быть легким и интуитивно понятным в использовании, они должны иметь возможность интегрироваться в процессы разработки. Без таких решений, пользователи могут тратить слишком много времени на освоения программным обеспечения, а не моделируя поведение нового продукта.

В ANSYS 15.0, расширенные функции включают в себя мониторинг моделирования и управления, повышение производительности визуализации и более мощные средства инициализации решения.

• Упрощёна процедура отслеживания сходимости - усиление контроля решения, что позволяет пользователям отслеживать усреднённые значения сил, моментов, поверхностных и объёмных.
• Быстрее визуализация моделей, при вращении, перемещении и т.д. Для больших моделей, ускорение в визуализации может быть до 25 раз.
• Пост-обработка дискретных частиц позволяет хранить информацию на Эйлеровой сетке без необходимости трассировке.
• Улучшена визуализация результатов в аэроакустике - создание распределение в децибелах для определяемых пользователем диапазонах актавы.
• Значительно ускорилась пост-обработка с большим количеством выражений в ANSYS CFD -Post, что делает интерактивное общение почти мгновенно.
• Интерактивное создание графиков на нескольких объектах намного проще для всех пользователей CFD- Post.
• Возможность использовать предыдущие решения в качестве начальных условий позволяет эффективно назначать граничные условия для большой модели. Это особенно полезно для разработчиков турбомашин использующих ANSYS CFX.

Возможность использовать решение в качестве начальных условий позволяет быстро назначить граничные условия на большой модели.

Параметрическое моделирование с ANSYS Icepak

Инженерам, занимающимся вопросами теплового состояния радио электронной аппаратуры (РЭА), часто необходимо просчитать модели с различными компоновками элементов, таким образом они приходят к вопросам параметризации. В релизе 15.0, параметры могут быть назначены внутри среды ANSYS Workbench. Это гораздо более эффективно, чем ручные изменения параметров и позволяет подключение к инструментам оптимизации.

Параметры ANSYS Icepak могут быть объявлены в менеджере параметров ANSYS Workbench.

• Позволяет осуществлять параметризацию, планирование экспериментов и оптимизацию спри помощи ANSYS DesignXplorer
• С лицензией HPC parametric позволяется одновременный расчёт несколько расчётных точек

Параметры ANSYS Icepak объявляются в Workbench parameter manager.

Простое моделирование с ANSYS Icepak

Инженеры, занимающиеся тепловым состоянием РЭА должны быть в состоянии быстро настроить параметры анализ. Мастер подготовки задач предоставляет пользователю простой интерфейс для определения физики модели и навигации в панели настройки. Это экономит время для пользователей.
Параметры ANSYS Icepak могут быть опубликованы в менеджере параметров ANSYS Workbench.

Влажность и загрязнение при охлаждении РЭА

Инженеры, занимающиеся вопросами теплового состояния РЭА должны учитывать влажность охлаждающего воздуха. Для инженеров разрабатывающих комплекты авиационной электроники необходимо учитывать уровни выхлопных газов, влажность смесей. Поэтому они нуждаются в решениях для охлаждения, который могут отслеживать состояние и распределение многокомпонентных смесей.

Существуют несколько модели ANSYS Icepak смешивания и транспорта многокомпонентных смесей:

• Icepak решает уравнения сохранения, описывающие конвекции и диффузии для каждого компонента вида.
• Поддерживаются до 12 компонентов.
• Поддерживаются стационарная и нестационарная постановка.

ANSYS Icepak позволяет оценивать уровень влажности.

ANSYS Workbench

ANSYS 15.0 предлагает возможности повышающие производительность для ANSYS Workbench - гибкой платформы моделирования.

Управление потоком данных и выполнением

Выполнение большое количества параметрических вычислений часто требуется удаленных кластерных вычислительных ресурсов.
ANSYS 15.0 улучшает менеджер удаленных решений (RSM) в части многовариантных расчетов. При решении расчётных точек, с которыми связаны параметрические изменения геометрии, обновления геометрии выполняются локально; задачи ставятся в очередь по мере готовности геометрии; в предыдущих релизах, задача не ставилась на расчёт пока все изменения геометрии в расчётных точках не были произведены. Когда доступны результаты расчета, локальный проект ANSYS Workbench объединяет доступные результаты; в предыдущих версиях, результаты объединялись по готовности всех расчётных точек. Эти два усовершенствования значительно сокращают общее время вычисления проектных точек, особенно когда задачи решаются одновременно на кластере.

EKM упрощает удалённый доступ к центральному вычислительному ресурсу

Поскольку спрос на HPC инфраструктуры для поддержки моделирования продолжает расти, клиенты ANSYS создают все больше HPC в централизованных центрах обработки данных, или они объединяют региональные центры обработки данных в несколько глобальных ресурсов. При любом масштабе, конечные пользователи должны быть в состоянии грамотно управлять данными, иметь доступ к этим ресурсам, включая 3-D графику и интерактивный запуска инструментов через удаленный доступ.

Возможности удалённого доступа

ANSYS 15.0 расширяет управление процессами и обработкой данными по средством возможностей удалённого стола. Данная функция построена с использованием ANSYS EKM, который обеспечивает безопасность и управление доступом, распределенное управление данными для полного удалённого управления файлами, избегая ненужных передач файлов

Решение ANSYS 15.0 удаленное выполнение / визуализация позволяет эффективно использовать централизованной/ консолидированной инфраструктуры, позволяя конечного пользователям выполнять весь процесс моделирования, по средством удалённого стола.

Пользователи могут запустить несколько сеансов удаленного рабочего стола от ANSYS EKM (веб):

• Высокопроизводительный удаленный доступ к интерактивным 2D\3D программным приложениям
• Поддержка множества операционных систем (Windows, Linux) c использованием GPU

Инструменты управления задачами

ANSYS 15.0 имеет полный набор возможностей для включения пакетного/интерактивного управление заданиями. Это включает в себя интеграцию специализированных приложений и для подачи запуска, мониторинга и контроля. Конечный пользователь получает возможность контролировать и взаимодействовать с запускаемым приложением. Для ИТ-организации, эти инструменты могут помочь уменьшить время, потраченное на устранение неполадок и поддержку конечных пользователей.

Новый пользовательский интерфейс ANSYS EKM использует тесную интеграцию с технологией RSM для облегчения следующего:

• Легкий доступ к вычислительным ресурсам
• Упрощенное управление работой
• Определение, исполнение мониторинг, рабочие шаблоны