Компания ANSYS уже традиционно начинает год с выпуска новой версии программного обеспечения. Благодаря улучшению рабочих процессов в ANSYS 2019 R1 инженеры смогут ускорить разработку продуктов и расширить сферу применения технологий компьютерного моделирования на любые изделия самых разных отраслей.

В данной статье пойдёт речь о следующих нововведениях версии ANSYS 2019 R1:

• Новый продукт для расчёта динамики механизмов: ANSYS Motion.
• Улучшения в пользовательском интерфейсе ANSYS Fluent.
• Повышение производительности ANSYS Mechanical в параллельных вычислениях.
• Оптимизация технологических процессов аддитивного производства изделий из металлов.
• В продукте ANSYS Discovery Live добавлена топологическая оптимизация.
• Нововведения в области обеспечения надёжности электроники.
• Возможности ANSYS SCADE в автомобилестроении.
• Рабочие процессы для оценки функциональной безопасности авионики и систем летательных аппаратов.
• Возможности ANSYS Twin Builder с точки зрения внедрения стратегии опережающего технического обслуживания.
• Расчёты оптических систем для автомобильной отрасли.

Новый продукт в портфолио для расчёта динамики механизмов: ANSYS Motion

В версии ANSYS 2019 R1 появилась новая линейка продуктов – ANSYS Motion.

Эта линейка основана на динамическом MBD-решателе третьего поколения, который позволяет моделировать широкий спектр задач динамики механизмов, включающих как жесткие, так и деформируемые тела. В комплекте с ANSYS Motion поставляется множество специализированных инструментов для решения прикладных задач в различных отраслях. Создание ANSYS Motion стало результатом десятилетнего сотрудничества с южнокорейской компанией «Virtual Motion».

Подробнее об ANSYS Motion вы можете прочесть на странице официального сайта ANSYS, посвящённой выходу версии 2019R1 (на английском языке).

Улучшения в пользовательском интерфейсе ANSYS Fluent

В ANSYS 2019 R1 был существенно улучшен интерфейс ANSYS Fluent. Интуитивно понятный рабочий процесс расширяет сферу применения технологий CFD-моделирования и даёт инженерам возможность решать больше задач с меньшими временными затратами и при меньшей длительностью обучения.

Например, во Fluent реализована концепция единого окна, которое упрощает и ускоряет процесс моделирования от самого начала до конца. Разработчики ANSYS провели ряд работ с целью оптимизации рабочих процессов для таких этапов моделирования, как:

• импорт геометрии;
• построение расчётной сетки;
• задание граничных условий.

Например, инженеры получили возможность вводить уравнения при задании граничных условий без использования программирования или пользовательских функций (UDF – user-defined function).

Кроме этого, в качестве бета-опции поддерживается режим работы с моделями, содержащими неточности в геометрии (fault-tolerant workflow). Эта возможность позволяет строить сетку на геометрических моделях, в которых расчётная область не является идеально ограниченной геометрическими поверхностями.

Прочие улучшения во Fluent также были направлены на облегчение и ускорение процессов моделирования, например:

• Благодаря использованию распараллеливания построение сетки ускоряется до семи раз, и при этом оно не требует наличия лицензии для высокопроизводительных вычислений (HPC – high-performance computing).
• Добавлена настраиваемая обобщённая модель турбулентности k-omega (GEKO), которая может быть востребована в ряде специализированных задач.

Подробнее об ANSYS Fluent вы можете прочесть на странице официального сайта ANSYS, посвящённой выходу версии 2019R1 (на английском языке).

Улучшение производительности ANSYS Mechanical

Улучшения в ANSYS Mechanical версии 2019 R1 также направлены на ускорение процессов разработки изделий. Для расчёта больших сборочных моделей с распараллеливанием вычислений в ANSYS Mechanical была добавлена возможность автоматического разделения контактных пар для их параллельного расчёта на разных ядрах. Это значительно улучшило масштабируемость расчётов сложных моделей с большим количеством контактных взаимодействий.

Разделение контактных пар позволяет более равномерно распределять расчётную нагрузку между ядрами. Что касается оценки прироста производительности, расчёт с распараллеливанием на 256 ядер тестовой модели, имеющей 9,1 миллионов степеней свободы, показал, что в новой версии за один рабочий день можно посчитать 85,8 шагов, в то время как в старой версии – 46,3 шага. Следует отметить, что инженеры ощутят улучшения в области производительности и на более скромных задачах с меньшим количеством используемых ядер.

Что же касается расчётов очень больших моделей, главный менеджер по маркетингу продукта ANSYS Mechanical Ричард Митчелл (Richard Mitchell), отметил, что «теперь мы имеем возможность производить расчёты в ANSYS Mechanical на 3000 ядрах. Для обеспечения такого масштабирования, нам пришлось обеспечить высокую эффективность каждой строчки программного кода. Таким образом, проведенные изменения приведут к повышению производительности на всех задачах, так что все пользователи смогут ощутить прирост в скорости расчётов».

Также в ANSYS Mechanical 2019 R1 были введен ряд новых возможностей в области топологической оптимизации:

• Оптимизация оболочечных моделей.
• Оптимизация по величине теплового потока.

Подробнее об ANSYS Mechanical вы можете прочесть на странице официального сайта ANSYS, посвящённой выходу версии 2019R1 (на английском языке).

Оптимизация технологических процессов аддитивного производства изделий из металлов

В версии ANSYS 2019 R1 выпущен продукт ANSYS Additive Science, являющийся дополнением к ранее выпущенному пакету ANSYS Additive Suite. Эти инструменты позволяют инженерам определить оптимальные параметры процесса аддитивного производства металлических деталей. Например, можно провести параметрическое исследование для изучения влияния размера бассейна расплава на пористость детали.

При выполнении расчётов учитываются технологические параметры процесса печати, включая такие параметры, как:

• Марка материала.
• Температура базовой плиты.
• Толщина слоя.
• и др.

В Additive Suite также стало доступным построение тетраэдрической послойной сетки в рамках продукта ANSYS Workbench Additive. Такая сетка позволяет обеспечить более точное представление геометрии без увеличения количества конечных элементов. Это особенно актуально для тонкостенных элементов и узких каналов, характерных для деталей, изготавливаемых аддитивными методами.

Подробнее об ANSYS Additive Suite вы можете прочесть на странице официального сайта ANSYS, посвящённой выходу версии 2019R1 (на английском языке).

В ANSYS Discovery Live добавлена возможность проведения топологической оптимизации

Линейка продуктов ANSYS Discovery предлагает инженерам простые в освоении и поразительно быстрые инструменты для моделирования различных физических явлений. Использование Discovery ускоряет разработку продуктов и действительно расширяет сферу применения физического моделирования.

Из новых возможностей ANSYS Discovery версии 2019 R1 стоит упомянуть топологическую оптимизацию. Лёгкая деталь, оптимизированная согласно заданным критериям, может быть получена практически мгновенно после задания исходных данных.

После проведения автоматической оптимизации можно продолжить работу с моделью, используя, как и ранее, все преимущества Discovery Live по получению результатов расчёта в режиме реального времени.

Кроме этого, в ANSYS Discovery SpaceClaim был добавлен ряд бета-опций, направленных на ускорение моделирования и облегчающих создание и параметризацию моделей:

• Управление 3D-объектами на основе эскизов, использованных для их создания.
• Обновление моделей при изменении размеров в эскизах на основе окна для задания скриптов.

Наконец, в ANSYS Discovery AIM была добавлена возможность производить оценку конструкций при случайных вибрациях. На основании этих расчётов можно определить вероятность превышения заданного уровня перемещений или напряжений в условиях случайного нестационарного нагружения.

Подробнее о линейке ANSYS Discovery вы можете прочесть на странице официального сайта ANSYS, посвящённой выходу версии 2019R1 (на английском языке).

Продукты ANSYS для обеспечения надёжности электроники

Современные тенденции, такие как интернет вещей, автоматизация и автономные системы, заставляют инженеров внедрять всё больше электроники в их продукты. При этом крайне важным вопросом становится надёжность электронных устройств.

В ответ на современные запросы, в ANSYS 2019 R1 был добавлен шаблон расчёта электромиграции в ANSYS SIwave и модуль EMI Scanner, реализованный в рамках продукта ANSYS HFSS.

Модуль EMI Scanner позволяет за считанные секунды проверить плату на соответствие заданным требованиям к проектированию. С его помощью можно сократить время на ненужные расчёты вариантов платы, которые не соответствуют определённым критериям.

Шаблон для расчёта электромиграции позволяет инженерам рассчитывать среднюю наработку на отказ для микрочипов и сложных электронных сборок. Электроника становится всё компактнее, а вместе с этим возрастает и плотность тока, что повышает вероятность проявления негативных последствий электромиграции. Из-за неё медные проводники охрупчиваются со временем. Расчёт электромиграции позволяет удостовериться, что разрабатываемое электронное устройство будет функциональным в течение всего срока службы.

В версии ANSYS 2019 R1 также введен ряд улучшений, направленных на инженеров из автомобильной промышленности:

• Шаблон расчётов связанных задач для NVH-анализа шумов и вибраций (noise, vibration and harshness), облегчающий разработку электроприводов с повышенными требованиями к уровню шума в среде ANSYS Workbench;
• Шаблон для расчёта затенения антенн автомобильных радаров бамперами на основе продукта ANSYS HFSS SBR+.

Подробнее о продуктах ANSYS для расчёта электронных устройств читайте на странице официального сайта ANSYS, посвящённой выходу версии 2019R1 (на английском языке).

Новые возможности ANSYS SCADE в области автомобилестроения

В версии 2019 R1 продукты ANSYS в области разработки встраиваемого программного обеспечения (ПО) получили новый функционал, востребованный автомобильными инженерами. Реализованные улучшения позволят сократить время выпуска сертифицированного ПО для систем, критически важных с точки зрения безопасности.

В частности, в ANSYS SCADE стала возможной генерация сода для многоядерных чипов, включая Kalray’s Massively Parallel Processor Array (MPPA) и Infineon's AURIX. При этом генерация кода для параллельных вычислений возможна для любого ранее созданного проекта.

В числе улучшений ANSYS SCADE, направленных на другие отрасли промышленности, следует отметить следующее:

• Более быстрые и простые шаблоны для обеспечения соответствия требованиям стандарта AUTOSAR при разработке на основе системной модели.
• Инструмент для оценки покрытия программы тестирования на ошибки, реализованный согласно стандартам DO-178C и DO-331.

Подробнее об ANSYS SCADE вы можете прочесть на странице официального сайта ANSYS, посвящённой выходу версии 2019R1 (на английском языке).

Рабочие процессы для оценки функциональной безопасности авионики и систем гражданских летательных аппаратов

Инженеры, выполняющие разработки в области функциональной безопасности, также оценят нововведения версии 2019 R1. Так, в рамках продукта ANSYS medini analyze представлены шаблоны для оценки системных моделей согласно стандарту DO-178C с точки зрения функционирования систем самолёта, условий отказов и требований к безопасности.

Также в новой версии добавлен инструмент для оценки безопасности согласно требованиям стандарта ARP4761, регламентирующего процессы оценки безопасности для систем и оборудования гражданских летательных аппаратов.

Ещё одним нововведением стал редактор для расчёта и визуализации функциональных взаимосвязей.

Подробнее об ANSYS medini analyze вы можете прочесть на странице официального сайта ANSYS, посвящённой выходу версии 2019R1 (на английском языке).

Возможности ANSYS Twin Builder с точки зрения внедрения стратегии опережающего технического обслуживания

ANSYS Twin Builder – это продукт для создания, валидации и внедрения цифровых двойников реальных инженерных объектов.

Благодаря продукту Twin Builder можно оптимизировать характеристики продукта в процессе его эксплуатации. Для этого можно выполнять такие расчёты, как:

• Оценка причинно-следственных взаимосвязей.
• Проведение опережающего технического обслуживания.
• Анализ алгоритмов управления.

В последней версии Twin Builder поддерживается генерация модели в режиме реального времени. Эти возможности позволяют собирать, обрабатывать и интерпретировать данные в рамках промышленных платформ интернета вещей, таких как SAP Leonardo IoT, PTC ThingWorx и другие.

Кроме этого, в ANSYS 2019 R1 добавлен модуль для построения динамических моделей сокращённой размерности (ROM, reduced-order model). Благодаря этому модулю в Twin Builder можно импортировать облегчённые модели сложных динамических систем. Такой процесс упрощения позволяет значительно ускорить моделирование, сохраняя при этом ключевые особенности и точность сложных моделей.

Ещё одним нововведением Twin Builder стало шифрование по стандарту IEEE VHDL-2008, призванное усилить защиту интеллектуальной собственности. Теперь инженеры могут зашифровывать и расшифровывать модели, обеспечивая обмен данными без раскрытия внутренней структуры проекта.

Подробнее об ANSYS Twin Builder вы можете прочесть на странице официального сайта ANSYS, посвящённой выходу версии 2019R1 (на английском языке).

Расчёты оптических систем для автомобильной отрасли

В продукте ANSYS SPEOS 2019 R1также представлен ряд нововведений для автомобильной отрасли.

В частности, новый модуль SPEOS HUD (head-up display) позволяет инженерам оптимизировать наполнение панели приборов. Этот модуль также совместим с продуктом «ANSYS SPEOS for Siemens NX», благодаря чему проведение такой оптимизации возможно непосредственно в среде CAD-продукта.

В версии ANSYS SPEOS 2019 R1 была существенно улучшена модель человеческого зрения. При проведении оптических расчётов теперь учитывается изменение диаметра зрачка в условиях плохой освещённости. Такая модель позволяет автомобильным инженерам улучшить восприятие водителем интерьера, приборов и показаний дисплея на стекле (HUD – head-up display).

Подробнее об ANSYS SPEOS вы можете прочесть на странице официального сайта ANSYS, посвящённой выходу версии 2019R1 (на английском языке).

Источник: ansys.com