Мировая практика показывает: ключом к решению этих задач становится CFD-моделирование (Computational Fluid Dynamics), встроенное в единый цифровой инженерный процесс.

Инженерный подход: от единичных расчётов — к системной оптимизации

Один из показательных промышленных кейсов — опыт европейского производителя электрических машин WITTENSTEIN, который внедрил автоматизированную CFD-цепочку для анализа и оптимизации систем охлаждения электродвигателей.

В рамках цифрового процесса были объединены:

• CFD-моделирование потоков и теплообмена,
• параметризация геометрии,
• автоматический перебор конструктивных вариантов,
• анализ температурных полей и потерь давления.

Результат — переход от разрозненных расчётов к системной оптимизации конструкции на ранних стадиях проектирования.

Практические эффекты от CFD-подхода

По итогам внедрения цифровой гидрогазодинамики разработчику удалось:

• снизить максимальные рабочие температуры ключевых узлов электродвигателя примерно на 10%;
• существенно уменьшить гидравлические потери в каналах охлаждения;
• ускорить цикл инженерной проработки за счёт автоматизации расчётов;
• сократить количество дорогостоящих натурных испытаний.

Важно, что все решения принимались до изготовления опытных образцов, на основе цифровых моделей.

Почему это актуально для промышленности Казахстана

Для предприятий Казахстана — особенно в энергетике, транспортном машиностроении, добывающем секторе и электротехнической промышленности — такие подходы имеют прямую прикладную ценность:

• растёт доля отечественной разработки и модернизации оборудования;
• повышаются требования к энергоэффективности и ресурсу техники;
• снижается допустимая цена ошибки на этапе проектирования.

CFD-моделирование позволяет:

• заранее выявлять тепловые и гидродинамические риски,
• оптимизировать конструкции без многократных переделок,
• обоснованно принимать инженерные решения на основе данных.

Роль цифрового моделирования и партнёрства

Как официальный партнёр ANSYS, КазахИнжиниринг рассматривает вычислительную гидрогазодинамику и тепловое моделирование как базовые инструменты современной инженерии, а не вспомогательные опции.

Такие технологии особенно востребованы:

• при разработке электрических машин и приводов,
• в энергетическом машиностроении,
• при модернизации существующих изделий под новые режимы работы.

Использование цифровых методов позволяет предприятиям быстрее выводить изделия на рынок, снижать риски и повышать конкурентоспособность.

КазахИнжиниринг продолжает развивать компетенции в области инженерного моделирования и сопровождать промышленные компании на всех этапах — от расчётной проработки до внедрения решений в производство.

Сообщение CFD-моделирование охлаждения электродвигателей: как цифровая гидродинамика ускоряет разработку и повышает надёжность техники появились сначала на ТОО «КазахИнжиниринг».

Этот релиз знаменует собой новый этап в развитии цифрового инжиниринга, предлагая еще более мощные и удобные инструменты для инженеров и проектных команд. Цифровое инжиниринг — это уже не просто модное явление, а ключевой путь к инновациям. С выходом Ansys 2025 R1 моделирование становится быстрее, интеллектуальнее и эффективнее. Новая версия включает революционные достижения в области ИИ-моделирования, GPU-ускорения, системного моделирования и облачных вычислений, открывая перед инженерами беспрецедентные возможности.

Ansys Digital Engineering: Ключ к проектированию сложных систем и продуктов нового поколения

Ansys — ваш технологический партнер в области цифрового инжиниринга. Наши передовые решения улучшают командную работу инженеров и обеспечивают глубокое понимание физического моделирования на ранних этапах разработки, ускоряя внедрение комплексных систем в ведущие продукты. Мы поддерживаем вашу цифровую трансформацию для воплощения сложных систем в реальность.

Решайте сложные системные задачи с помощью ведущих инструментов анализа

Ansys предлагает модельно-ориентированную среду системного проектирования, позволяющую инженерам справляться с новыми уровнями сложности. Интеграция мощных физических решателей в цифровые модели обеспечивает непревзойденную точность. Это дает командам уверенность в том, что их модели достоверно отражают реальность, снижая зависимость от физического прототипирования.

Гибкость для развития в ногу с технологическим прогрессом

Наша открытая экосистема позволяет предприятиям интегрировать необходимые технологии в процесс цифрового проектирования. Это создает новые возможности для ускорения моделирования и освоения новых направлений проектирования с помощью растущего спектра ИИ-приложений. Развивайтесь вместе с бизнесом, масштабируя облачное моделирование и высокопроизводительные вычисления.

Ansys 2025 R1 — наша новейшая версия, созданная для оснащения инженерных организаций передовыми инструментами цифрового проектирования и разработки реальных продуктов. В основе R1 лежат прорывные достижения в области физических расчетов, которые легко применимы во всех инженерных областях. Благодаря технологиям искусственного интеллекта, наши улучшенные решатели и платформенные инструменты позволяют эффективнее исследовать конструкции и глубже понимать проекты, что меняет подход команд к решению сложных задач.

3D Проектирование

Ansys Discovery 2025 R1 представляет новые мощные функции, улучшающие рабочий процесс проектирования и моделирования. Подготовка модели стала эффективнее благодаря определению возможности построения сетки с разверткой и созданию пользовательских балок. Моделирование охлаждения сложной электроники ускорено за счет автоматизированного зацепления на базе GPU и расширенных электромагнитных возможностей. Исследование конструкций выходит на новый уровень — теперь можно анализировать больше вариантов за меньшее время благодаря облачной выгрузке и решению тысяч симуляций за считанные минуты.

Подробнее об ANSYS Discovery

Аддитивные технологии

Мы рады объявить об интеграции передовых технологий моделирования Ansys в Materialise Magics — стратегическом партнерстве, призванном преобразить аддитивное производство металлов. Это сотрудничество повышает качество продукции, снижает затраты и стимулирует инновации, позволяя на ранней стадии прогнозировать и устранять деформации деталей и тепловые напряжения.

Моделирование автономных транспортных средств

Моделирование автономных транспортных средств с Ansys 2025 R1 сфокусировано на безопасности, эффективности и удобстве использования автономных систем. Ключевые особенности включают точное 3D-размещение датчиков, IP-защиту для камер и стандартизированные межсоединения для интерфейса радарных датчиков. Улучшенная совместимость с AVxcelerate Autonomy обеспечивает бесшовную интеграцию и адаптивность, продвигая автономную индустрию вперед с помощью надежных решений, отвечающих высоким стандартам безопасности.

Система Ansys Connect

Новая версия расширяет возможности цифрового инжиниринга: данные по материалам (Granta) и моделированию (Minerva) теперь проще интегрируются с CAD, CAE и PLM, а улучшенный интерфейс упрощает поиск и экспорт. Поддержка MBSE следующего поколения обеспечивается расширенной поддержкой SysML v2 и управлением моделями в Ansys System Architecture Modeler с углубленной интеграцией с Ansys ModelCenter. Ansys optiSLang™ расширяет функционал за счет новых опций распределенных вычислений и усовершенствованных алгоритмов, повышая гибкость и производительность инженерного процесса.

Digital Mission Engineering

Ansys Digital Mission Engineering представляет значительные обновления в версии 2025 R1, позволяющие пользователям эффективнее решать задачи проектирования миссий. Эти усовершенствования расширяют возможности проектирования и анализа миссий, радиочастотного моделирования и системной инженерной интеграции для поддержки возрастающей сложности современных аэрокосмических и оборонных систем.

Цифровой двойник

Ansys 2025 R1 расширяет возможности цифрового двойника благодаря гибридной аналитике, масштабируемому развертыванию и новым функциям, повышающим гибкость и удобство использования. Ключевые обновления включают унифицированный установщик Ansys, скриптовый интерфейс Python для моделей уменьшенного порядка (ROM) и улучшенную постобработку гибридной аналитики. Ansys TwinAI™ теперь поддерживает экспорт фрагментов SysML v2, контекстную справку, расширенный экспорт файлов и новые примеры для PyAEDT и PyTwin, упрощающие разработку.

Электроника

Новые возможности повышают скорость и точность моделирования, улучшают удобство работы и ускоряют выход продукта на рынок. Шаблон машины с осевым потоком улучшает точность и скорость построения сетки для электрических машин. Оптимизированный импорт TZR и усовершенствованные рабочие процессы упрощают 3D-IC-моделирование. Появился более быстрый решатель вихревых токов A-Phi для анализа частотной области с постоянным током, оптимизированный для силовой электроники. Доступны улучшенное системное моделирование, ускоренная оценка конструкции ИС, упрощенные процессы PI-анализа и прогнозы времени и памяти на основе AI/ML для оптимизации производительности.

Подробнее о решениях ANSYS для электроники

Встроенное программное обеспечение

Развивая успех предыдущей версии, Ansys Embedded Software 2025 R1 делает значительный шаг вперед. Сохраняя приоритет на сертификации безопасности программного обеспечения, новая версия Ansys SCADE предлагает улучшенную генерацию сертифицированного/квалифицированного кода по стандартам DO178C и ISO 26262. Продукт остается лидером в области сертификации для автомобильной и аэрокосмической отраслей. Последняя версия Scade One представляет полный процесс тестирования и включает PyScadeOne.

Гидрогазодинамика

В Ansys Fluids 2025 R1 внедрены важные усовершенствования для повышения производительности и продуктивности. Решатель Fluent на GPU теперь поддерживает расширенные физические параметры: модель горения FGM, моделирование частиц и капель с помощью дискретной фазовой модели (DPM), излучение от поверхности к поверхности и другие функции. В Thermal Desktop, Rocky и CFX также улучшена производительность, добавлены новые многофизические интеграции и расширены возможности оптимизации.

Подробнее об ANSYS для гидрогазодинамики

Материалы

Ansys Granta 2025 R1 предлагает множество улучшений, обеспечивая единый пользовательский опыт для Ansys Granta MI на платформах CAD, CAE и PLM. Значительно улучшен поиск и добавлены новые данные в библиотеки полимеров, электромагнетики и устойчивости. Это позволяет инженерам и конструкторам работать эффективнее, не покидая привычную среду разработки.

Оптика

В Ansys Optics 2025 R1 основной акцент сделан на унифицированный мультифизический анализ, упрощенные рабочие процессы и улучшенный пользовательский опыт. Ключевые обновления включают: двулучепреломление под напряжением в STAR, проектирование для производства — механические поворотные точки (MPVT), Pervasive Insights с темной темой, поддержку X-Rite AxF, API на базе Python, улучшенный дизайн оптических линз для фар, повышенную производительность и оптимизацию сеток на нескольких GPU, а также обновленный интерфейс Lumerical FDTD. Эти улучшения направлены на совершенствование моделирования, точности и совместной работы, укрепляя позиции Ansys Optics как лидера в оптическом моделировании и проектировании. Обновленное ПО доступно на GitHub для простой интеграции в процессы моделирования и разработки интерфейсов.

Анализ безопасности

В версии 2025 R1 обновлен пользовательский интерфейс продуктов Ansys Safety Analysis, что повысило удобство работы и эффективность. В ответ на растущую сложность проектов по безопасности наши решения развиваются вместе с потребностями клиентов. Решение по безопасности на основе моделей позволяет быстрее и эффективнее проводить FMEA благодаря улучшенной навигации, обеспечивающей оперативное обновление анализа при изменении оборудования.
Платформа Digital Safety Manager (DSM) теперь предлагает настраиваемые KPI по безопасности на основе данных Ansys medini в реальном времени, что помогает наладить взаимодействие между инженером по безопасности и менеджером. Сделайте анализ безопасности неотъемлемой частью процесса разработки продукта.

Полупроводники

Версия 2025 R1 значительно ускоряет работу практически всех продуктов из линейки для анализа полупроводников. PowerArtist™ представляет новую эффективную методику анализа и устранения ошибок. PowerX™ — это новый программный продукт для отладки паразитных эффектов в полупроводниковых силовых устройствах. RedHawk-SC Security™ в партнерстве с eShard™ расширяет возможности анализа безопасности побочных каналов. RedHawk-SC Electrothermal™ совместно с TSMC™ разрабатывает процесс оценки тепловых производственных напряжений в 3D-ИС.

Механика твердых тел

Версия 2025 R1 Ansys Structures включает новые функции, сгруппированные по продуктам и направленные на улучшение работы наших клиентов. Ansys Mechanical совершенствует возможности решателя, предлагает комплексную интеграцию для анализа NVH (шум, вибрация и жесткость), а также передовые инструменты для исследования материалов и роста трещин. Благодаря этим улучшениям инженеры могут эффективнее работать с масштабными и сложными моделями, достигая высокой точности и надежности в разных отраслях. Ansys LS-DYNA внедряет новые решатели и методы для точного моделирования реальных процессов: от газовых потоков до работы клеев и батарей. Ansys Sherlock добавляет функции для прогнозирования срока службы BGA-корпусов с помощью Thermal-Mech, а также обновляет PySherlock, предлагая новые API и автоматизацию специализированных рабочих процессов.

Подробнее об ANSYS для механики

Сообщение ANSYS 2025 R1. Новые и обновленные продукты появились сначала на ТОО «КазахИнжиниринг».

Ansys Fluent® – пакет для численного моделирования, обладающий не только мощным функционалом, но и удобным интерфейсом, который демократизует решение сложных комплексных задач для рядового инженера. Большинство настроек для не типовых задач, может быть сделано в графическом интерфейсе без использования специфических пользовательских функций или текстовых команд, но есть исключения, для которых без них не обойтись. В данной публикации речь пойдет именно о таком случае.

Первый пример и метод его решения

В качестве примера рассмотрим задачу срабатывания клапана при достижении порогового давления в рабочем объеме цилиндра, сжимаемого во время поступательного движения поршня. Её общий вид и пояснения к расчетной области представлены на Рисунке 1.

Для описания движения поршня использована динамическая сетка, рабочая область заполнена идеальным сжимаемым газом, выходное граничное условие – pressure outlet, постановка нестационарная плоская.

Поскольку дальше речь пойдет о методе решения, а не о решении конкретной задачи, то её геометрические параметры, исследуемое вещество, скорость движения поршня и давление открытия клапана могут быть выбраны произвольно.

Рисунок 1. Двухмерная геометрическая модель рассматриваемой задачи

Основной подход к моделированию клапана, который наиболее часто встречается в рекомендациях и учебных материалах, связан с применением динамической сетки и использовании пользовательской функции для учёта баланса сил, действующих на его затвор, чтобы смоделировать процесс постепенного открытия в нестационарной постановке (Рис. 2).

Рисунок 2. Результаты моделирования течения по полям скорости потока для затвора клапана в положении
закрыт/открыт

Этот метод позволяет получить наиболее точный результат, но требует значительных временных и вычислительных затрат, связанных с изменением геометрии модели, пересчетом величин в пользовательской функции и использовании малого временного шага для лучшей сходимости.

Поэтому, был предложен способ, основанный на замене типа граничного условия затвора клапана с Wall на Interior при достижении порогового уровня давления. Данный подход позволит сократить вычислительные затраты, сохранив приемлемый уровень точности при допущении, что время срабатывания клапана пренебрежимо мало.

Для его реализации, необходимо перейти во вкладку Execute Commands и написать команду с использованием Text User Interface (TUI) и языка программирования Scheme, доступных с ранних версий Ansys Fluent.  Получившийся текст приведен на Рисунке 3. Давайте рассмотрим его подробнее.

Рисунок 3. Команды для контроля давления и срабатывания клапана

Код состоит из двух строк, первая записана на языке Scheme и имеет вид:

(define pressure-check (pick-a-real «report/surface-integrals/facet-max cylinder_body () pressure no»)).

Она используется для определения максимального давления в рабочем объеме цилиндра с последующим присвоением этого значения переменной с именем “pressure-check”.

Для получения самой величины давления используется код

(pick-a-real «report/surface-integrals/facet-max cylinder_body () pressure no»),

который содержит в себе как язык Scheme, так и команду TUI: pick-a-real – функция, которая выполняет команду TUI и сохраняет полученное значение в формате Real;

«report/surface-integrals/facet-max cylinder_body () pressure no» – команда TUI, которая позволяет определить максимальное значение давления на поверхности (facet-max), соответствующей области рабочего объема цилиндра с названием cylinder_body. Этапы срабатывания команды представлены на Рисунке 4.

Рисунок 4. Выполнение команды TUI для определения максимального значения давления на поверхности “cylinder -body”, соответствующей рабочему объему цилиндра, в консоли Ansys Fluent

Вторая часть кода построена на логическом операторе if, который в языке Scheme имеет следующий вид:

(if test true_value false_value) (Рисунок 5).

Рисунок 5. Элементы оператора if в рассматриваемом коде

В качестве Test выступает сравнение величин давления в рабочей зоне цилиндра (переменная “pressure-check”) и значения срабатывания, равного 3000 Па (величина выбрана для демонстрации, пользователь может задать любое значение), где первая величина должна быть меньше второй (< x y) => (x < y).

При выполнении условия неравенства, срабатывает True_value команда (pick «define/boundary-conditions/modify-zones/zone-type/ valve interior»), которая также состоит из двух частей:

Pick – функция на языке Scheme для выполнения команды TUI, без сохранения результата;

«define/boundary-conditions/modify-zones/zone-type/ valve interior» – изменение типа граничного условия на Interior (Рисунок 6).

Рисунок 6. Выполнение команды TUI для изменения типа граничного условия клапана с Wall на Interior в консоли Ansys Fluent

Используемый код достаточно простой и может быть адаптирован для большого количества разнообразных задач, где требуется отслеживать один параметр и выполняется одно действие.

Результаты

Визуализация смены типа граничного условия при достижении требуемого значения давления в рабочем объеме цилиндра представлена на Рисунке 7.

Рисунок 7. Распределение поля давления и векторов скорости потока на нулевом шаге (а),
до смены типа граничного условия (б) и сразу после смены (в)

Второй пример и метод его решения

Рассмотрим следующий случай, в котором поршень и клапан находятся на одной внутренней поверхности, которая сжимает исследуемую среду в левой части модели. Как можно видеть на Рисунке 8, её внешний вид остался прежним, изменилось лишь расположение поршня и стрелка, указывающей направление его движения.

Настройки задачи практически полностью совпадают с предыдущим примером. Отличия есть только в узле динамической сетки, где подвижными являются грани клапана Valve и Valve-shadow.

В Ansys Fluent, при применении к какой-либо внутренней грани условия Wall, автоматически создается ее «тень» с припиской «-shadow», которая совпадает с ней, но относится к соседнему домену, определяя его граничное условие. Таким образом, обе этих грани нужно добавить в динамическую сетку, иначе может возникнуть ситуация, при которой одна движется, другая остается на месте и между ними образуется разрыв без расчетной области.

Рисунок 8. Двухмерная геометрическая модель второй рассматриваемой задачи

Таким образом, в дальнейшем будет необходимо менять не только тип граничного условия грани клапана, но и выполнять ряд других действий, связанных со спецификой работы Ansys Fluent. Получившийся код представлен на Рисунке 9, рассмотрим его подробнее.

Рисунок 9. Команды для контроля давления и срабатывания подвижного клапана

Изначально все команды связаны общим оператором if, который отслеживает состояние границы “valve-shadow” с помощью кода на языке Scheme

(zone-name->id name “valve-shadow”).

Такой подход связан с тем, что при изменении типа ГУ у грани valve, грань valve-shadow будет автоматически удалена, таким образом, это позволяет экономить время на каждом расчетном шаге, так как определение типа граничного условия происходит быстрее, чем определение максимального значения давления в области.

Чтобы выполнить несколько команд внутри оператора if, используется конструкция

(begin (Command 1) (Command 2) … (Command n)),

в которую записываются строки кода и команд из предыдущего примера. Причем, стоит обратить внимание, что может быть использовано несколько вложенных операторов if и несколько вложенных конструкций begin, для которых главное – не забыть про закрывающие скобки.

Основное отличие – наличие строки (pick «/define/dynamic-mesh/zones/delete valve-shadow»), которая нужна для того, чтобы не возникла критическая ошибка при смене типа ГУ для “valve”, после которого “valve-shadow” будет автоматически удалена из списка граней, но не из набора зон с динамической сеткой. Поэтому приходится делать это вручную (Рис. 10).

Рисунок 10. Выполнение команды TUI для удаления грани Valve-shadow из набора зон с динамической сеткой

Результаты

Как и в предыдущем примере, просто будет продемонстрирована визуализация изменений в течении после смены граничного условия при достижении требуемого давления (Рис. 11).

Рисунок 11. Распределение поля давления и векторов скорости потока на нулевом шаге (а),
до смены типа граничного условия (б) и сразу после смены (в)

Заключение

В данной публикации было рассмотрено несколько примеров использования кода с применением языка Scheme и команд Text User Interface, который позволил изменить тип граничного условия при достижении определенного значения ключевого параметра. Данный подход имеет ряд достоинств, связанных с экономией вычислительных мощностей при сохранении точности результатов для задач, в которых временем открытия затвора клапана можно пренебречь.

Сообщение Ansys Fluent. Изменение типа граничного условия для задачи с подвижным клапаном появились сначала на ТОО «КазахИнжиниринг».

Сообщение PyAnsys – обзор продукта, CFD возможности и пример применения появились сначала на ТОО «КазахИнжиниринг».

$SAR=\sigma \frac{\left|\mathrm{lEl}\right|²}{\rho }$

Где SAR — удельный коэффициент поглощения ЭМ излучения, |E| — среднеквадратическая норма электрического поля, σ – электропроводность биологической ткани, ρ – плотность биологической ткани.

Именно данная характеристика учитывается разработчиками устройств для соблюдения требований по безопасности. Однако, реализация экспериментальных техник для проведения количественных тестов оказывается не простой и дорогостоящей операцией. Данную проблему практически полностью позволяют решить численные методы моделирования, реализованные в Ansys HFSS. Используя инструменты HFSS вы можете без труда рассчитать источник ВЧ-излучения а также автоматически получить SAR для помещенного в модель биологического объекта. Добавление в модель температурной связки с модулем Icepak позволяет также смоделировать нагрев таких биологических тканей при поглощении излучения.

С целью демонстрации возможности реализации подобной мультифизической задачи была подготовлена некоторая учебная модель реалистичной головы человека и плоской Wi-Fi антенны находящейся в непосредственной близости.

На рисунке 1 представлен внешний вид модели такой головы, состоящей из различных частей таких как глаза, серое вещество, артерии, череп и т.д. Для всех данных элементов заданы уникальные электромагнитные и термические свойства, позволяющих достаточно точно рассчитать SAR.

На первом этапе в модель добавлялась плоская патч-антенна в близи головы с левой стороны, состоящая из идеального электрического проводника (PEC) и питаемая с сосредоточенного порта (Lumped port) c сопротивлением 50 Ом. Данная антенна работает на частоте 2.4 ГГц. Для HFSS модели на внешнюю границу также накладывается условие Absorption boundary condition – для поглощения всего излучения на внешних границах модели с целью исключения внутренних отражений сигнала. Результаты HFSS расчета представлены на рисунке 2. Данный рисунок иллюстрирует достаточно сильное поглощение ЭМ-излучения тканями головы, однако не стоит обращать внимание на количественные характеристики, так как это учебная модель и питание антенны было специально усилено для более яркой картины. Подобное построение можно легко получить, определив характеристики расчета SAR и затем построив его через узел «Field overlays» в окне Project Manager.

На первом этапе в модель добавлялась плоская патч-антенна в близи головы с левой стороны, состоящая из идеального электрического проводника (PEC) и питаемая с сосредоточенного порта (Lumped port) c сопротивлением 50 Ом. Данная антенна работает на частоте 2.4 ГГц. Для HFSS модели на внешнюю границу также накладывается условие Absorption boundary condition – для поглощения всего излучения на внешних границах модели с целью исключения внутренних отражений сигнала. Результаты HFSS расчета представлены на рисунке 2. Данный рисунок иллюстрирует достаточно сильное поглощение ЭМ-излучения тканями головы, однако не стоит обращать внимание на количественные характеристики, так как это учебная модель и питание антенны было специально усилено для более яркой картины. Подобное построение можно легко получить, определив характеристики расчета SAR и затем построив его через узел «Field overlays» в окне Project Manager.

Осталось учесть результирующий разогрев тканей в следствии данного поглощения. Для этого использовался модуль Icepak и динамическая ссылка электромагнитных потерь из HFSS. Кроме того, для учета течения крови внутри головы и внутреннего метаболизма использовался инструмент Bio_heat source позволяющий учесть данные особенности. Настройки данного инструмента показаны на рисунке 3.

На рисунке 4 приведен пример распределения температуры внутри модели головы при использовании данного инструмента, но, пока без учета влияния ЭМ-нагрева.

Как можно видеть, использование инструмента Bio_heat source дает вполне правдоподобную картину. Наконец учитывая электромагнитный нагрев через динамическую ссылку можно наглядно наблюдать локальный разогрев учитывая SAR. Стоит еще раз напомнить, что данная модель является учебной и не рассматривает реальный параметры Wi-Fi антенны в мобильном телефоне. Значения мощности антенны выбирались для наглядной демонстрации возможности учета SAR в мультифизической задаче.  Как можно видеть из рисунка 5 в течение получаса происходит достаточно сильный разогрев в районе левого уха, что коррелирует с распределением SAR.

Подводя итоги, можно сказать что в Ansys присутствует широкий ряд инструментов для точного и качественного моделирования задач разогрева биологических тканей в следствии поглощения ЭМ-излучения. Конечно, зачастую для наиболее точного моделирования необходимы широкие базы данных материальных свойств и непосредственно сами геометрические модели. В Ansys Store например продается огромное количество таких моделей и компонент, которые могут быть весьма полезны под ваши задачи. Также источником актуальной и точной информации по материальным свойствам могут являться научные статьи в рецензируемых журналах.  Рассмотренный функционал Ansys полезен как для разработчиков при разработке безопасных технических устройств, так и просто для удовлетворения вашего любопытства как окружающие нас ВЧ-девайсы могут влиять на наше здоровье.

Сообщение Использование Ansys HFSS для определения удельного коэффициента поглощения появились сначала на ТОО «КазахИнжиниринг».

Сообщение UDF и PyAnsys: сравнение областей применения и возможностей появились сначала на ТОО «КазахИнжиниринг».

В этой статье рассмотрим нововведения в Ansys Mechanical 2024 R1, коих не мало

Работа с Mechanical

Сначала о косметике. Теперь в Mechanical есть две новые темы: темная и светлая темы Ansys Design Language. При первом открытии приложение встретит пользователя приветствием и возможностью выбора темы во всплывающем окне, изменить же свое решение можно в настройках: Options > Mechanical > Color Theme. Кроме того, есть возможность выбрать применять ли тему к окну геометрии.

Рис. 1 — Темная тема Ansys Design Language

Рис. 2 — Светлая тема Ansys Design Language

Рис. 3 — Настройки темы

Продолжаем тему интерфейса. Теперь Mechanical может работать независимо от Workbench.

Рис. 4 — Независимый запуск Mechanical

Функционально он идентичен вне зависимости от метода запуска, но есть некоторые отличия и ограничения при запуске в режиме Stand-alone. Роль передачи результатов из Workbench, например, берут на себя новые объекты Imported Load External Data и Fluids Results File, а передачу модели — Model Import.

Рис. 5 и  Рис. 6 — External Data; Fluid Results File

Рис. 7 — Model Import

У последнего, впрочем, есть ряд ограничений, которые подлежат снятию в следующих релизах:

1. Только один объект Model Import на проект;
2. Объект Model Import не может сосуществовать с объектом Geometry Import;
3. Поддерживаются только файлы .cbd;
4. Разрешена частичная запись для скриптования.

Кроме того, к настройке проекта были добавлены новые ветви Boundary Conditions и Tables. Первая дает возможность добавить Bolt Pretension и Pressure(β) в модель, с последующим выбором расчетов, в которых эти ГУ будут принимать участие, с помощью Analysis Selection Worksheet.

Рис. 8 — Ветвь Boundary Conditions и таблица выбора ГУ

Ветвь Tables, как ясно из названия, содержит таблицы, но не простые, а имеющие поддержку нескольких переменных. Задаются они на уровне модели, поддерживают импорт и имеют на выбор несколько независимых переменных: время, температуру и пространственное расположение по координатам. Данные таблицы можно использовать для задания нескольких граничных условий: давления (Pressure), термического условия (Thermal Condition) и температуры (Temperature).

Рис. 9 — Применение таблиц с несколькими переменными

На этом закончим обзор нововведений интерфейса и поговорим о сетке.

Сетка

Первой на очереди стоит новая (для Mechanical) парадигма работы с сетками — заготовленный процесс (Workflow). Новая ветка модели на данный момент поддерживает выбор предварительно заготовленных процессов для FEM и BEM акустических расчетов, сетки методом Stacker(β) и создания своего процесса(β). Проиллюстрируем на примере процесса для NVH, увидевшего свой полный релиз в 2024R1:

Рис. 10 — Процесс (Workflow) создания сетки для NVH

Не отходя от темы, стоит упомянуть про новый объект Morphing Region, позволяющий определить область сетки, подлежащую изменению в целях адаптации для широкого спектра частот при расчетах внешней акустики. Сетка изменяется решателем в процессе и обновляется для постобработки

Рис. 11 — Процесс адаптации сетки для акустических расчетов.

Что касается сеток для остальных видов расчетов, и тут не обошлось без перемен.

Метод Patch Conforming Tetrahedrons получил настройку автоматических сдвижек узлов. В разделе Advanced Improve Options данного метода можно выбрать одно из значений опции Automatic Node Movement:

• Off;
• Program Controlled;
• Conservative — позволяет лишь сдвижки по поверхности геометрии;
• Aggressive — разрешает движки без учета геометрии;
• Custom — ручная настройка.

Рис. 12 — Автоматическая сдвижка узлов метода PC Tet

Локальные приграничные слои (Inflation Control) теперь могут быть выстланы из тетраэдров. Новая опция в настройках позволяет выбрать тип элементов для слоя. Тетраэдры выбираются по умолчанию для явной динамики (Explicit).

Рис. 13 — Выбор элементов для приграничного слоя

Метод MultiZone, кроме традиционных улучшений надежности и порядка декомпозиции геометрии на блоки, получил поддержку протягивания (Sweep) в режиме «Много-к-Одному» (Рис. 14), неструктурированной сетки (Mapped Mesh = No) и настройки типа перехода(β). Для последнего есть опции половины (Рис. 15) и четверти круга.

Рис. 14 и 15— Разделенная источниковая грань для MZ; Переход полукругом для MZ(β)

Метод осесимметричного протягивания (Axisymmetric Sweep) теперь поддерживает сгущение в осевом направлении (Рис. 16) с помощью размеров на ребрах и разбивку многотельных деталей с общей топологией (Рис. 17). Кроме того, значительно улучшилось качество сетки вне области ядра профиля (Рис. 18).

Рис. 16 и 17— Осевое сгущение;  Осесимметричное вытягивание многотельной детали

Рис. 18 — Улучшение сетки вне ядра профиля

Копирование сетки (Mesh Copy) получило настройку допуска слияния узлов. Теперь допуск можно задать как абсолютный, так и в долях от размера элементов, что особенно полезно для тел с общей топологией.

Рис. 19 — Настройка допуска слияния узлов для Mesh Copy

В спецификации критериев качества сетки (Mesh Quality Worksheet) появились действия в контекстном меню (ПКМ на критерии), позволяющие:

• Создать именованный набор неудачных элементов;
• Создано именованный набор элементов с предупреждениями;
• Показать эпюру по критерию;
• Показать гистограмму по критерию;
• Изолировать тела с неудавшимися элементами.

Восстанавливать критерии по умолчанию теперь можно для каждой строки, а не только по всей таблице. Для этого нужно вписать 0 в значении критерия.

Рис. 20 — Контекстное меню для критериев качества сетки

Сетка для тел-оболочек так же не осталась без внимания.

Выпущен метод Automatic (PrimeMesh). Метод опционально может использоваться с сеточным соединением (Connect) и сваркой (Weld), кроме того, позволяет охватывать объемные тела для связи их с оболочками на основе сварки.

Сеточная сварка (Weld) получила некоторые обновления. Слои зоны термического влияния (HAZ) получили возможность определения характеристик для свариваемых оболочек по-отдельности, а так же опцию задания общего размера зон. Шов моделируемый независимо от сетки (Mesh Independent) теперь поддерживает прерывистый тип (Intermittent).

Локальная настройка Washer теперь стала типом настройки Quad Layer, так как появился тип Edge Loop, позволяющий создавать приграничные слои вокруг некруглых отверстий оболочек.

Рис. 21 — Тип Edge Loop для Quad Layer

Что касается бета-опций для сеток, тут интересного тоже хватает. Сейчас будет много знаков (β).

Добавлены эпюра отклонения от геометрии (β) и опции отображения защищенной, подавленной или попавшей под defeaturing геометрии(β). Данные функции полезны для проверки сетки на проблемные мета, улучшить которые можно с помощью, например, локальной настройки Geometry Fidelity(β).

Рис. 22 и 23 — Эпюра отклонений от геометрии; Опции отображения геометрии обработанной в особом порядке

Добавлена опция построения полуструктурированной сетки(β) для метода MZ.

Рис. 24 — Полуструктурированная (слева) и стандартно структурированная (справа) MZ сетки.

В общих настройках сетки появилась опция выбора перехода Hex-Tet(β). Значение по умолчанию для Hex to Tet Transition(β) — Pyramid, однако новая опция (Hanging-Edge), позволит получить конформную по узлам сетку на гранях с общей топологией без пирамид. Опция задействует концепт «висячего» ребра и будет влиять на все грани с общей топологией, но не избавит от внутренних пирамид методов, подобных Hex Dominant.

Рис. 25 — Hex-Tet переход с «висячими» ребрами

PC Tet метод получил настройки сгущения на узких участках (β). Опция Refine at Thin Sections(β) и подчиненные ей опции позволяют настроить так, чтобы даже при грубой сетке на узких участках было как минимум два элемента.

Метод частиц (Particle) получил ручную настройку зазора между частицами (β), а так же возможность выбора направления и доли заполнения модели (β).

Рис. 26 — Настройка заполнения модели частицами

Метод построения декартовой сетки (Cartesian) получил опцию, допускающую использование клиновидных элементов (β), что позволит успешно получить сетку в большем количестве различных моделей.

Рис. 27 — Декартовая сетка с клиновидными элементами

Метод Automatic (PrimeMesh) получил опцию создания декартовой сетки с поворотом направления на 45°(β). Для этого необходимо в настройках метода выбрать значение Global Cartesian 45 degrees для опции Mesh Flow Control(β).

Рис. 28 — Сетка с поворотом направления на 45 градусов

Метод Axisymmetric Sweep получил возможность «отката» (β). Пользователь может выбрать «аварийный метод» (Fall-Back Mesh Type(β)), которым будет разбита сетка в случае ошибки. Предупреждение укажет на геометрию разбитую запасным методом.

Метод Stacker(β) получил, кроме всяческих улучшений качества работы, поддержку оболочечных элементов и опцию Mesh Flow Control(β), позволяющую выровнять «течение сетки» по глобальным осям. Рекомендации по использованию:

• Отверстия должны быть хорошо разрешены сеткой. Предпочтительно четное количество делений;
• Использовать параметр Triangle Reduction = Conservative;
• Использовать с глобальными настройками размеров сетки. При локальных сгущениях размеры не должны быть менее половины глобальных.

Рис. 29 — Использование опции Mesh Flow Control с методом Stacker

Постобработка

Теперь немного о нововведениях в постобработке.

В настройках предпочтений теперь можно запросить отображение в пробах (Min, Max и Interactive) номера элемента, к которому принадлежат значения.
Линеаризованные напряжения теперь доступны для циклических и многоступенчатых расчетов. При том путь линеаризации может пересекать как исходную сетку, как и циклически развернутую.

Рис. 30 — Линеаризованные напряжения в многоступенчатом расчете

Так же, для циклических и многоступенчатых моделей доступен просмотр результатов на поверхностях (β).

Рис. 31 — Просмотр результата на поверхности многоступенчатой модели

Для графика Line Chart теперь доступен множественный выбор, позволяющий отобразить на одном графике несколько поддерживаемых результатов, к которым относятся:

• Обычные результаты
• Определенные пользователем результаты
• Трекеры
• Графики результатов (Chart)
• Другие графики Line Chart
• Объект Solution Information Tool

Кроме того, Line Chart теперь будет отображать и соответствующую табличную информацию. Объект доступен для LS-DYNA в релизе 2024R1, а так же в других типах расчетов (β).

Рис. 32 — График Line Chart с множественным выбором

Появилась возможность в окне просмотра отображать оверлей графика путем нажатия G, ПКМ > Display Graph или нажатием соответствующей кнопки в панели инструментов. Оверлей является масштабируемым и будет привязан к данному окну просмотра с сохранением позиции даже при включении нескольких окон.

Рис. 33 — Оверлей графика

Материалы

В области материалов одним из крупных нововведений является введение расчета пластического повреждения (Ductile Damage). Метод объединяет изотропные повреждения и пластичность малых деформаций, включает:

• Модель фон Мизеса и расширенную модель Друкера-Прагера для пластичности;
• Критерий начала повреждения определяет критический уровень деформаций, как функцию от напряжений в трех осевых направлениях;
• Линейное и экспоненциальное развитие повреждений;
• Локальную формулировку напряжений без необходимости в дополнительных DOF’ах;
• Поддержку элементов семейства 18х;
• Автоматическую регуляризацию с учетом размера элементов;
• Опциональную регуляризацию по вязкости;
• Поддержку объемного, плоского деформирования, плоского напряжения и осесимметричных условий.

Рис. 34 — Эпюра пластического повреждения

И композитные материалы не остались без внимания.

Для быстрой подготовки простых осесимметричных моделей из витых композитных волокон в ACP был добавлен «Мастер Витья» (Winding Wizard). Мастер обладает простым интуитивным интерфейсом и создает модель предполагая, что лини витков геодезичны. Данный инструмент не заменит CADWIND, CADFIL или µWind и рекомендуется только для простых моделей. Вызвать его можно через меню Tools > Winding Wizard…

Рис. 35 — Winding Wizard

Функция структурирования укладки (Lay-up Mapping) для твердотельных моделей теперь поддерживает «размазанные» армирующие элементы. Это позволяет размечать укладку на твердотельных сетках из любых элементов для моделирования сложных трехмерных композитных структур без выравнивания сетки по слоям. Такая модель может быть передана в APDL путем связи ACP Pre — APDL или с помощью экспорта CBD. Передача в Mechanical пока не поддерживается.

Рис. 36 — Разметка укладки композитных слоев на твердотельной сетке

База данных композитных материалов Workbench пополнилась композитами с распространенными характеристиками, предназначенными для применения в LS-DYNA. Примеры включают в себя MAT_054, MAT_058, MAT_059 для оболочек и MAT_059 для твердых тел.

Завершая секцию о композитах, стоит упомянуть, что пора постепенно прощаться с ACP Post. Модуль сейчас находится в режиме содержания и планируется к удалению, начиная с версии 2025R1. Mechanical уже взял на себя инструменты постобработки композитов, уже поддерживаются Composite Failure Tool, Sampling Point Tool и Envelope Solution. Для скриптования стоит начать использовать ansys-dpf-composites.

Контакты и шарниры

В плане контактов и шарниров, улучшения касались в основном производительности.

Так, к примеру, функция точечной сварки (Spot Weld/SWGEN) получила прирост в производительности в общем в 6 раз (по заявлениям Ansys). Теперь APDL предварительно собирает все определенные в расчете данные для SWGEN и создает элементы сварки в один заход. Кроме того, для точечной сварки теперь доступен тип ограничения — жесткая поверхность (Constraint Type — Rigid Surface).

Добавлена поддержка MPC Bonded контакта между 2/2.5D и 3D телами. Более для подобной связи не требуется использование уравнений связи и структурированной сетки. Новый контакт не зависит от сетки и решает проблему возникновения сингулярностей в местах приложения уравнений связи.

Рис. 37 — Применение MPC Bonded контакта для соединения 2D осесимметричного тела с 3D телом

Для расчетов износа от циклической нагрузки переменной во времени добавлена опция обновления коэффициента износа в конце каждого цикла нагружения.

Для увеличения производительности при DMP к NLAD добавлена поддержка разбиения контакта (Contact Splitting), что позволяет перераспределять нагрузку во время каждого цикла адаптации сетки, увеличивая производительность, особенно при нескольких адаптациях.

Технология элементов

Нововведений в элементах не много, но они достаточно интересны.

Элементы PLANE222/223, SOLID225/226/227 получили возможность обновления коэффициента видимости (View Factor) в процессе шага нагружения с помощью команды VFUP. В предыдущих версиях коэффициент рассчитывался в начале шага и предполагался постоянным в процессе. Теперь возможно точно симулировать лучистый теплообмен между движущимися или сильно деформирующимися телами.

Новая команда NSMASS позволяет добавить в модель неструктурную массу, автоматически распределяемую напрямую по элементам, на которые она действует, как форма плотности. Применима к элементам современной технологии и сильно удобнее в использовании, чем предыдущие методы.

Процесс прямого включения элементов связи в структуру (Direct Embedding) теперь поддерживает элементы высокого порядка LINK228.

Для прокладочных элементов (Gasket) INTER194 и INTER195 теперь доступна опция использования их в качестве тонких твердотельных элементов (Thin Solid) с линейно эластичными материалами. Данные элементы имеют эффективные схемы интегрирования и встроенную стабилизацию от «песочных часов» (Hourglass). Для активации Thin Solid поведения: KEYOPT(2) = 2 для трех компонентов напряжения и 3 — для шести, и KEYOPT(7) для включения определяемой пользователем толщины.

Нестационарный междисциплинарный расчет (Coupled Field Transient) теперь поддерживает сопряжение электростатической силой (Electrostatic Force Coupling). Данное сопряжение так же может использоваться в сочетании с расчетом акустических и пьезоэлектрических эффектов.

Контакты

Теперь стоит немного поговорить о контактах. Обновления в них связаны в основном с MPC и всем из этого вытекающим.

Первое, что стоит отметить — MPC теперь является формулировкой по умолчанию для Bonded контактов между объемными телами. Причинами для такого изменения стали более точные результаты с наличием зазора в контакте, лучшая сходимость и отсутствие проникновения в контакте при применении MPC формулировки. Кроме того, MPC помогает решить проблему с тем, что первые формы колебаний при расчетах свободных вибраций были не твердотельными, как это можно наблюдать с формулировкой Augmented Lagrange. Так же, данная формулировка контакта дает более равномерное распределение напряжений.

Рис. 38 — Распределение напряжений при использовании MPC формулировки контакта в сравнении с Augmented Lagrange

Однако у данного умолчания есть ограничения. Для Program Controlled все еще будет внутренне выбрана формулировка Augmented Lagrange, если расчет:

• Не 3D Structural;
• Включает объект циклической симметрии;
• Является генерацией суперэлемента (Substructure Generation);
• Является структурной оптимизацией (Structural Optimization);
• Имеет контакт привязанный к тому же телу, что и объект общей осевой симметрии (General Axisymmetric).

Кроме того, действуют стандартные ограничения MPC формулировки: результаты Contact Tool’а, некоторых трекеров и реакция на контактирующей стороне будут равны нулю. Что касается проблемы избыточного ограничения (Overconstraint) с MPC контактами, когда между ними есть общая геометрия — при использовании опции Program Controlled Mechanical автоматически определит возможное наложение закреплений и заменит один из соседствующих контактов на Augmented Lagrange. В связи с этим в таблице Contact Tool Initial Information появилась новая колонка Possible Overconstraint, для индикации контактов с возможной проблемой.

Так же, появился новый тип для трекера с одноименным названием — Possible Overconstraint. Отрицательное значение трекера говорит о наложении контакта на области граничных условий или других контактов.

Линейная и нелинейная динамика

Изменений в области динамики тоже не мало, рассмотрим некоторые из них.

Расчет вынужденных колебаний теперь доступен для многоступенчатой циклической симметрии в MAPDL и WB Mechanical(β) [Tools > Options > Mechanical > Multistage Harmonic] и он включает:

• Гармонический отклик в полном объеме;
• Гармонический отклик с линейным возмущением в полном объеме;
• Гармонический отклик методом суперпозиции форм с линейным возмущением.

Результаты можно просматривать на сетке или в виде графиков частотного отклика. Частотный ответ секторов может быть получен с помощью команд, используемых в примерах в документации.

Расширена поддержка гармонических нагрузок, основывающихся на гармоническом индексе. Теперь таблицы будут обрабатываться для приложения к модели возмущения бегущей волной. Направление движения волны будет зависеть от знака гармонического индекса в таблице.

К постобработке циклической симметрии добавлен новый результат — Mode Maximum (MAXCYCMODE). Данный результат позволяет вычислить совместный максимум двух выбранных форм колебаний по всем фазам.

Добавлена поддержка итеративного решателя в гармоническом расчете(β).

При решении гармонической задачи методом Крылова теперь есть возможность отобразить в результатах график L2-нормы невязок, вычисленных по диапазону частот(β).

Добавлена фильтрация эквивалентной излучаемой мощности на основе кривых представляющих чувствительность человеческого слуха по международным стандартам IEC.

Рис. 39 — Кривые эквивалентной громкости, используемые для взвешивания акустических результатов относительно человеческого слуха

Внесена возможность решения по порядкам. Теперь, возможно в гармоническом расчете решать только относительно порядков RPM, вместо всего диапазона частот. Включается значением Step Frequency Spacing = Order Based в настройках решения. Частоты для расчета определяются следующих образом: Частота = порядок × RPM/60.
Добавлена поддержка разметки нагрузок (Load Mapping) с помощью Data Processing Framework (DPF). У объекта Imported Velocity, используемого для передачи данных из расчета гармонического отклика в акустический, появилась опция выбора режима записи размеченной нагрузки — Mapped Data — To Input file/To Binary File. Опция To input File — старый метод записи. Режим To Binary File записывает данные в бинарный .h5 файл и файл процесса решения .sfw. Применение бинарного файла вместо записи нагрузки в файл для решателя позволяет существенно сократить время разметки и объем файла решателя. Далее приведена таблица сравнения производительности опций. Кроме того, теперь еще и можно назначить несколько RPM’ов или порядков в одном объекте Imported Velocity.


Рис. 40 — Назначение нескольких порядков для Imported Velocity

Появилась поддержка 2D акустического анализа(β). Поддерживается в нескольких расчетах, включая сопряженные. Использует новые элементы: FLUID243, FLUID244 и FLUID129. Имеет поддержку 2D осесимметричных и PML моделей.
Расширилась поддержка нестационарных сопряженных виброакустических расчетов(β).

Рис. 41 — Схема поддерживаемых нестационарных сопряженных вибироакустических расчетов

Суперэлементы

Оптимизация не обошла и суперэлементы (Substructures). Изменений не много, потому кратко.
Добавлена возможность добавлять геометрию как интерфейс напрямую в определение элемента. Для этого нужно выделить интересующую геометрию и в контекстном меню ПКМ выбрать Create Selection and Add Interface. Эта опция, как ясно из названия, создаст именованный набор и сразу создаст на его основе интерфейс в определении суперэлемента.
Добавлена возможность назначать нагрузкам номер вектора нагрузки (Load Vector Assignment). Смысл тут в том, что, при назначении общего номера нескольким нагрузкам, из них будет высчитан общий вектор, что сократит затраты на вычисления позже. По умолчанию (Program Controlled), каждой нагрузке назначается собственный номер. Стоит быть внимательными — номер 1 зарезервирован, а для пропущенных номеров будет запущен расчет-пустышка. Так же, есть возможность группировать нагрузки в дереве по их вектору нагрузки: ПКМ на Substructure Generation > Group > Loads by Load Vector.

Структурная оптимизация

Теперь немного о структурной оптимизации.
Структурная оптимизация теперь поддерживает суперэлементы (Condensed Geometry). Методика совместима с методами mix-SIMP, Level-set, Shape Optimization и Topography.

Для методов Level-set, Shape Optimization и Topography доступна связка оптимизации с гармоническим анализом. Оптимизация может базироваться на нескольких результатах: перемещениях, скорости и ускорении. Кроме улучшения производительности существующих методов был разработан новый оптимизатор — C-MFD — который станет новым умолчанием для Level-set, Shape Optimization, Topography и Discovery Topology.

Метод Mixable Density получил новый критерий, основанный на напряжениях(β). Поддерживаются все критерии напряжений: эквивалентные по теории фон Мизеса, максимальные главные напряжения, локальная энергия деформации.

Метод Shape Optimization новый инструмент — ограничение выдавливания (Extrusion Constraint)(β). Данное ограничение позволяет смещать узлы только в плоскости нормальной к выбранной оси.

Motion

Появилась возможность выстраивать одностороннее сопряжение между Motion и акустическим расчетом. Полученные скорости проходят преобразование Фурье и размечаются на акустической сетке.

Выражения функций (Function Expression) теперь поддерживают синтаксис Python’а. Добавлен набор новых контактных функций (Contact Functions), позволяющих получить различные результаты, возвращаемые объектом Contact Region.

Fracture

Теперь коротко об основных обновлениях в механике разрушения.
Добавлены новые аналитические формы трещин, поддерживаемых тетраэдральным сеточным методом:

• Угловая трещина — Corner Crack;
• Трещина по ребру — Edge Crack;
• Сквозная трещина — Through Crack;
• Цилиндрическая трещина — Cylindrical Crack.

Кольцевая и эллиптическая трещины теперь могут пересекать свободные поверхности тела.
Алгоритм роста трещин SMART получил ряд новых критериев остановки:

• Свободная граница — Free Boundary;
• Предельный коэффициент интенсивности напряжений — Max Stress Intensity Factor;
• Максимальное общее число циклов — Max Total Number of Cycles.

Так же, SMART теперь позволяет настраивать сложную непропорциональную циклическую нагрузку и дает пользователю больше контроля над числом циклов. Данное нововведение предоставляет идеальную схему для применения метода «дождя» для подсчета циклов.
Кроме того, SMART обзавелся продвинутыми настройками перезапуска. Снова запустить расчет теперь можно в различных случаях, включая:

• Перезапуск после изменения управляющих параметров;
• Продолжение после того, как удовлетворен критерий остановки;
• Перезапуск после ошибки перестроения сетки;
• Продолжение после прерывания пользователем.

Добавлена поддержка К3 эффекта в расчет коэффициента интенсивности эквивалентных напряжений и предсказание угла отклонения трещины. Эффект имплементирован с помощью трех методов: Richard, Pook и EMPS.

Вычислительные технологии

В области вычислительных технологий нас тоже не оставили без обновлений.
Для удаленных вычислений теперь поддерживается служба платформы высокопроизводительных вычислений (HPC Platform Service). Поддерживается просмотр изменения предыдущих распределенных вычислений (DCS).
Улучшена функция предсказания вычислительных затрат. Функция теперь доступна и для гармонического анализа(β). Кроме того, теперь вычисляется и предположительное занимаемое на диске место, а посмотреть предполагаемые ресурсы можно еще и в Solution Information вовремя записи файла ввода для решателя или, непосредственно, решения.

Рис. 42 — Окно Resource Prediction

PCG решатель получил крупное обновление:

• Теперь поддерживаются операции с несимметричными матрицами;
• Поддерживаются стационарные и нестационарные расчеты, использующие метод FULL;
• Поддерживает любой однодисциплинарный расчет;
• Поддерживает в полной мере параллелизацию с распределением памяти (DMP);

Рис. 43 — Иллюстрация производительности PCG решателя для несимметричных матриц

Рис. 44 — Еще одна иллюстрация производительности PCG решателя для несимметричных матриц

Улучшена поддержка графических процессоров AMD: обновление до HIP/ROCm 5.7 и добавлена поддержка карт семейства Instinct MI300.
Для DMP обновлена библиотека Intel MPI до 2021 Update 10 для Windows и Linux систем. Другие библиотеки MPI остаются без изменений в этом релизе.

Расширения

В завершении обзора перейдем к обновлениям расширений и первым на очереди будет DesignLife.
Расширение DesignLife получило следующие обновки:

• Расчет коротковолоконных композитов (Short Fiber Composite Analysis):
  • SN кривые задаются методом Баскина;
  • Задаются несколько параметризованных SN-кривых, на основе которых происходит интерполяция/экстраполяция в зависимости от доли волокон в соответствующих направлениях;
• Расчет коэффициента запаса на основе напряжений (Safety Factor Analysis):
  • Доступны вычисления по поверхности наибольших главных напряжений (MaxPrincipalPlane), по предельному главному напряжению (AbsMaxPrincipal) и по критической поверхности (CriticalPlane).
• Расчет серого чугуна (Gray Iron Analysis):
  • Добавлен вид расчета и соответствующие параметры;
  • Характеристики материала заполняются автоматически из Engineering Data, но недостающие характеристики должны быть заполнены вручную в окне Material Assignment.
• Расчет по концентраторам напряжений (WeldHotSpot Analysis):
  • Новый Solution Location — WeldHotSpot — теперь доступен для расчета Stress Life и Safety Factor;
  • Напряжения в точках концентрации будут экстраполированы по 2-3 точкам, близким к сварному шву. Добавлены соответствующие параметры настройки точек интереса.
• В настройках расчета добавлены настройки использования градиентов напряжений (Stress Gradient):
  • Методы корректировки по градиентам включают базирование на эквивалентной скалярной мере (vonMises) или на максимальном главном напряжении (AbsMaxPrincipal). В последнем случае оценивается градиент главных напряжений в нормальном к поверхности направлении и нормализуется с учетом главного напряжения на поверхности.
• Встроенные графики PSD нагрузки;
• Встроенные графики пластической, эластической и суммарной выносливости материала:
  • При полном определении характеристик материала в объекте Material Assignment будут подсчитаны и отображены соответствующие кривые выносливости.

Вынужденные колебания (Forced Response) получил встроенный график усталости (Fatigue Diagram) и диаграмму интерференции (Interference Diagram).
И последнее по порядку, но не по значению — LS-DYNA в Mechanical:

• LS-DYNA WB теперь позволяет определять термические ГУ, если тип расчета установлен на Coupled Structural Thermal Analysis:
  • o Позволяет рассчитывать фрикционный нагрев и нарушение эксплуатации батарей;
  • o Доступны ГУ: Температура, тепловой поток и конвекция;
  • o Доступны термические результаты: Температура, тепловой поток и погрешность;
• Расширение Keyword Manager:
  • o Позволяет использовать ключевые слова прямо из интерфейса Mechanical;
  • o Большую часть карточек ключевых слов LS-DYNA можно создавать, просматривать, редактировать и удалять в процессе создания модели;
  • o Поля в свойствах карточек соответствуют представлению в LS-DYNA Keyword Manual.

Рис. 45 — Keyword Manager для LS-DYNA в Mechanical
• LS-DYNA WB теперь поддерживает мультисистему:

Рис. 46 — Мультисистемы LS-DYNA

На этом заканчивается наша обзорная статья нововведений в Mechanical 2024R1. Данная статья в меру поверхностна, т.к. является самым общим разбором. Если Вам интересно подробнее узнать об отдельных новых функциях и возможностях, то обращайтесь — мы обязательно порадуем Вас новым материалом.
Примечание: β — опция находящаяся в стадии бета-тестирования.

Запросить демо на ANSYS Mechanical

Сообщение Ansys Mechanical 2024 R1 — новые возможности появились сначала на ТОО «КазахИнжиниринг».

3D Проектирование

Ansys Discovery 2024 R1 включает в себя принципиально новые функции, которые помогают пользователям внедрять инновации и анализировать варианты конструкций быстрее и точнее, чем когда-либо прежде. Инженерам больше не нужно использовать быстрые расчеты для получения приближенных результатов. Благодаря революционному сочетанию CFD-решателя Live GPU с высококачественной неструктурированной полиэдрической сеткой теперь вы можете получить точность Ansys Fluent и скорость Live Physics в рамках высокоавтоматизированного и простого в использовании интерфейса Discovery. Новый инструмент Check Geometry автоматически выявляет проблемные места в конструкции до начала моделирования, что позволяет избежать ошибок в построении сетки и трудоемких переходов от одного инструмента к другому. Наконец, был внедрен новый процесс работы, который устраняет сложную часть предварительной подготовки CFD-задачи, чтобы вы могли посвятить больше времени на интерпретацию и анализ результатов испытаний и меньше времени на их настройку. Эти возможности делают Ansys Discovery 2024 R1 лучшим инструментом для эффективного проектирования.

Подробнее об ANSYS Discovery

Акустика

Релиз Ansys 2024 R1 дает пользователям возможность лучше анализировать акустические явления. Узнайте о нововведениях и улучшениях Ansys Sound:
— Модуль Ansys Sound Analysis and Specification (SAS) теперь доступен всем пользователям Mechanical Enterprise, что дает возможность быстро проводить акустический анализ, прослушивать результаты и создавать более комфортный звуковой шум от устройства.
— Ansys Sound Data Processing Framework (DPF Sound) теперь включает основные показатели психоакустики (громкость, тональность, резкость…), что позволяет пользователям использовать библиотеки для собственных разработок или сценарии для оценки того, как звук воспринимается человеком.
— Ansys Sound Virtual Reality 3D Sound Player (VRS) теперь может демонстрировать видео и изображения, обеспечивая пользователям более глубокое погружение и реалистичность. С помощью этого усовершенствования можно воспроизводить 3D-звук и отображать синхронизированное видео или изображение.

Аддитивное производство

В релизе Ansys 2024 R1 инструменты для моделирования процессов аддитивного производства обзавелись тремя новыми мощными функциями. Совершенно новый мастер настройки LPBF упрощает подготовку к моделированию аддитивных технологий, а функция Distortion Compensation упрощает производство точных и надежных деталей. И это еще не все! Creep Properties в Ansys AM повышают точность и надежность моделирования термообработки, в результате чего получаются высококачественные и прочные изделия. Данное обновление — это переломный момент в аддитивном производстве, использующий возможности Ansys для изготовления безупречных изделий с невероятной простотой.

AV моделирование

Продолжая развитие линейки продуктов для моделирования автономных транспортных средств, начатое в предыдущем релизе, 2024R1 делает еще один шаг вперед. Безопасность по-прежнему выступает первой и главной целью, поэтому большинство заметных улучшений в этом выпуске направлены на критические аспекты, которые повышают уровень развития функций ADAS/AD. Благодаря значительным доработкам в области общей интеграции и подключения, моделирования радарных датчиков и обязательного для отрасли регулирования виртуальных фар, этот релиз поможет пользователям разрабатывать наиболее надежные концепции автономного транспорта.

Система Ansys Connect

Оптимизация с помощью искусственного интеллекта, подключение к инструментам MBSE и надежные данные о материалах — всё это становится доступным на ранних этапах проектирования, чтобы быстрее создавать лучшие продукты с релизом Ansys Connect 2024 R1.

Переход к моделированию на более ранних этапах проектирования

Возможности Ansys Connect позволяют использовать результаты анализа на более ранних этапах разработки изделий с проверкой требований в ModelCenter, который теперь подключен к Ansys Systems Architecture Modeler (SAM) в качестве элемента системной инженерии. Используйте новое дополнение Sustainability для Granta MI, чтобы заблаговременно принимать решения о том, какие материалы использовать для снижения углеродного следа продукта.

Повышение продуктивности моделирования с помощью ИИ и UI/UX

Искусственный интеллект дает процессам моделирования дополнительные преимущества благодаря optiSLang AI+. Исследуйте и оптимизируйте вашу конструкцию, а также извлекайте пользу из больших наборов данных о материалах с помощью Granta AI+. Улучшенный пользовательский интерфейс ускоряет совместную работу благодаря сквозным рабочим процессам, легко определяемым в Minerva; простому выбору и сравнению материалов в веб-приложении Granta One MI; и языку SysMLv2 в Ansys SAM. Задействуйте Ansys light mode для Granta Selector и optiSLang для бесперебойной работы с ПО.

Глубокая интеграция в собственныйопыт моделирования

Ansys Connect добавляет в инженерный анализ возможности управления процессами и данными (SPDM), проверки требований (MBSE), оптимизации и управления материалами. Ansys 2024 R1 дает более глубокую интеграцию этих возможностей в пользовательский интерфейс с помощью большего количества коннекторов, новейших плагинов и Python API для каждого инструмента.

Digital Mission Engineering

В релизе 2024R1 продукты DME (Digital Mission Engineering) расширяют свою функциональность, предоставляя возможность моделирования на уровне задач с использованием методов цифрового инжиниринга на основе моделей. Новый набор функций включает улучшенное моделирование подсистем и полезной нагрузки датчиков, обновленные инструменты и рабочие процессы для больших групп платформ и активов. Эти инструменты могут анализировать маршруты передачи данных и оптимизировать решения для подключения. Кроме того, расширены возможности интеграции и автоматизации благодаря сценариям Python и улучшениям API.
Инженеры-системотехники смогут воспользоваться высокой точностью моделирования и упрощенными методами представления и анализа производительности в соответствии с требованиями задач. Улучшение сценариев распространения радиоволн в городских условиях и возможность подключения глобальных фотореалистичных 3D-данных Google приведут к постепенному повышению эффективности рабочего процесса и удобства использования, что сократит затраты по настройке модели.

Кроме того, возможности Ansys Systems Tool Kit (STK) и Ansys Orbit Determination Tool Kit (ODTK) продолжают расширяться, предоставляя владельцам и операторам спутников и космических аппаратов более эффективные инструменты для моделирования динамики полета. За счет быстрых методов для количественной оценки общих показателей покрытия датчиков, готовых примеров Python для автоматизированных операций сближения и стыковки, а также новой функции ODTK для обработки данных измерений движения наземного аппарата на планетарных телах, эти инструменты отвечают современным требованиям проектирования и эксплуатации космических миссий.
Библиотеки компонентов Ansys DME развиваются в области многодоменного моделирования, которые идеально подходят для разработчиков, системных интеграторов и создателей специализированных приложений. Последняя версия расширяет возможности для геопространственного анализа, включая многопоточную генерацию сетки покрытия, что позволяет быстрее создавать сетки для больших областей или генерировать более плотные карты покрытия для изучения производительности системы в различных географических регионах. Обновлены библиотеки для встроенной 3D-визуализации.

Digital Twin

Релиз Ansys 2024 R1 расширяет возможности создания цифровых двойников за счет новых более простых алгоритмов оптимизации при калибровке параметров. В новой версии реализован ряд улучшений, упрощающих рабочий процесс Fusion: выбор нескольких файлов при импорте, сохранение настроек для обеспечения эффективной работы пользователя. Ansys 2024 R1 обеспечивает анализ переходных характеристик для различных значений статических параметров, а также визуализацию значений ROM в интерфейсе SRB на каждом временном шаге с помощью ползунка времени. Ansys Twin Builder теперь поддерживает некоторые инструменты LS-DYNA через Mechanical.

Electronics

В релизе 2024 R1 продукты Ansys Electronics продолжают демонстрировать свое многолетнее лидерство в области электромагнитного анализа. Технологии Ansys позволяют вести разработку инновационной электроники для широкого спектра применения. Улучшения производительности инструментов построении сеток, сопряжения с другими инструментами Ansys и автоматизация процессов делают Ansys ведущим программным комплексом для решения задач электромагнетизма. Пользователям доступны такие области применения, как:
— комбинированное моделирование чипов / корпусов / печатных плат (например, 3D IC, гибкая печатная плата)
— электрические машины (например, междисциплинарный анализ,, анализ NVH, проверка концепций и систем)
— потребительская электроника (например, беспроводная зарядка, источники питания, NVH на печатных платах, магнитные защелки)
— высокопроизводительные вычисления (например, шлюз AWS, Azure)
— радиочастотная связь (например, 5G Advanced/6G)
— автомобильная промышленность (например, EMI/EMC, соответствие ISO 26262, RTR, силовые агрегаты EV).
— а также многие другие гражданские и военные сферы.

LF Electronics

2024 R1 — это главный релиз для портфеля продуктов LF Electronics. Новые возможности позволят разработчикам быстрее вносить изменения и внедрять новые идеи в свои продукты. Команда разработчиков продолжает добавлять функции, которые устраняют барьеры на пути инноваций и подготавливают более конкурентоспособные изделия для рынка.
Новые возможности Ansys Maxwell будут способствовать его дальнейшему продвижению в области низкочастотных ЭМ-приложений на развивающемся рынке бытовой электроники и высоких технологий.

Широко применяемый при проектировании двигателей, Maxwell все чаще используется в магнитных системах и силовой электронике. Решатель электромагнитных полей теперь способен взяться за задачи, связанные с разработкой потребительской электроники, например, беспроводных зарядок, магнитных защелок, проектирование источников питания, шум и вибрации в печатных платах и многое другое. К потребительской электронике относят планшеты, телефоны, цифровые камеры, смарт-часы, AR/VR-устройства, наушники/гарнитуры и многие другие устройства, в которых магниты используются и интегрируются для выполнения различных функций. В этом релизе представлены следующие новые возможности:
1. Улучшения интеграции с ECAD для проектирования гибких и жестких печатных плат
2. Новая технология построения сетки для сборок ECAD-MCAD
3. Моделирование оболочечных элементов для расчетов ЭМ-поля, анализа тепловых и ЭМ-связей
4. Моделирование резистивных тонких слоев для электрической дуги

Эти усовершенствования позволят уменьшить нежелательные шумы и вибрации в устройствах, рассчитать электромагнитные силы и потери для облегчения теплового и NVH анализа, а также повысить точность расчетов электромагнитного поля. С коммерческой точки зрения бизнес получит улучшенное взаимодействия пользователей с продуктом, повышенную предсказуемость в поведении изделия, увеличение эффективности и производительности, а также снижение стоимости разработки изделий.

Ansys Motor-CAD — неоспоримый лидер на рынке инструментов для моделирования электродвигателей. ользователям доступны новых возможности:
1. Адаптивные шаблоны, реализованные через ре-параметризацию и настройку геометрии встроенного шаблона
2. Высокоточное отображение эффективности и анализ цикла привода
3. Повышение скорости работы решателя
4. Настройка виброакустической модели NVH

Эти усовершенствования дают возможности работы с более высокой точностью и скоростью. Кроме того, новые функции позволяют детально исследовать более широкий область работ и принимать обоснованные проектные решения в короткие сроки. К числу коммерческих выгод, связанных с новым релизом, можно отнести производство продукции более высокого качества, ускорение выхода на рынок, повышение уровня инноваций и доверия пользователей, а также сокращение времени ответа на запросы коммерческих предложений.

HF Electronics

В релизе 2024 R1 представлена обновленная линейка лидирующих на рынке инноваций инструментов высокочастотного электромагнитного моделирования.

Многочисленные дополнения и улучшения в HFSS подтверждают его статус ведущей платформы для анализа высокочастотного электромагнетизма. Усовершенствования в HFSS 3D Layout предлагают улучшенную поддержку решателей SIwave, Q3D и Raptor-X. Вместе с этим Ansys Electronics стал более специализированным при применении в таких передовых отраслях, как 3D-IC и гибкие/полужесткие печатные платы.

Инструменты EMA — EMC Plus и Charge Plus — теперь задействуют усовершенствованные решатели и процессы построения сетки. Улучшения в Icepak обеспечивают значительный прирост производительности при моделировании и анализе тепловых явлений. Новые дополнения включают решатель NVIDIA GPU A100 из Ansys Fluent и версию Mesh Fusion для Icepak.

В целом, портфолио продуктов HF Electronics продолжает пользоваться популярностью у разработчиков аппаратного обеспечения, которым требуется ведущая технологическая поддержка для разработок в аэрокосмическом и военном производстве, автомобилестроении, потребительской электроники и проектирования радиочастотных антенн и систем.

Подробнее о решениях ANSYS для электроники

Встроенное программное обеспечение

Компания Ansys выпускает новый продукт под названием Scade One — решение на основе моделей для разработки встроенного прикладного программного обеспечения. Благодаря открытому коду и опоре на стандарты, Scade One обеспечивает бесшовный процесс MBSE.

Опираясь на десятилетия опыта разработки критически важных систем безопасности, Scade One вобрал в себя все необходимые функции для разработок безопасного и надежного встроенного программного обеспечения, одновременно предлагая простоту использования начинающим пользователям.

Scade One, доступный как специалистам по системной инженерии, так и разработчикам встраиваемых систем, преодолевает разрыв между простотой использования инструментов с интуитивно понятным и доступным пользовательским интерфейсом и мощью универсальных языков программирования. Пользователя могут разрабатывать приложения от традиционного управляющего ПО до сложного программного обеспечения для миссий и автономности.

Fluids

В Ansys 2024 R1 линейка продуктов Fluids демонстрирует важные усовершенствования, которые повышают производительность решателя и дают новые возможности для применения в сложных отраслях.

Ansys Fluent

— Решатель Multi-GPU расширяет инструментарий и теперь поддерживает новые направления физики и моделирования, включая дискретную фазовую модель (DPM), е модели излучения, скользящую сетку и неконформные интерфейсы, бета-поддержку пользовательских функций (UDF) на базе Python, поддержку комбинированных решателей и химических решателей для процессов горения.
— Обновления PyFluent включают улучшенный интерфейс рабочего процесса для более легкого программирования, новый API для доступа и работы с объемными расчётными данными, а также улучшения удобства использования API благодаря специально разработанному интерфейсу.
— Обновления в Fluent для аэрокосмической отрасли включают в себя повышение точности модели двух температурного уравнения для высокоскоростных режимов полета, которая теперь имеет высокую точность. Модель виртуальных лопастей (VBM), широко используемая для вертолетов и городских аэромобильных систем, теперь включает дополнительные выходные данные, в том числе Xp-Force и Yp-Force.

Ansys CFX и Turbo Tools

— В рамках продукта Ansys BladeModeler выпущено новое дополнение Discovery Ansys BladeBuilder, автоматизирующее создание 3D CAD-моделей для турбомашин. Оно автоматизирует создание геометрии низкой и высокой точности для построения сложных расчётных сеток в Ansys TurboGrid.
— PyTurbogrid для автоматизации повторяющихся задач, настройки рабочих процессов и разработки специализированных решений, соответствующих конкретным инженерным требованиям пользователей.
— Обновление функции пленочного охлаждения лопаток в Ansys CFX позволяет включить в модели охлаждения лопаток места утечек и прорези для выходных кромок.

Ansys Rocky

— Выполняйте DEM моделирование , используя новые возможности: связь с Ansys Mechanical для решения тепловой задачи, анализ с прозрачностью частиц и совместимость liquid bridge .
— Расширенные возможности SPH закладывают основу для более быстрого анализа за счет повышения производительности с новым алгоритмом SPH (iSPH), новыми моделями вязкости для моделирования неньютоновских жидкостей, односторонним соединением SPH с Ansys Fluent и коэффициентом теплоотдачи(HTC) без выполнения теплового анализа.
— Автоматизация и гибкость с PyRocky, новый пользовательский интерфейс со стандартизацией стиля и темной темой, документация по Rocky в разделе Ansys Help и AIS Rocky как единый портал для самостоятельного обучения и взаимодействия с другими пользователями.

Подробнее об ANSYS для гидрогазодинамики

Materials

Ansys Granta: Быстрее, лучше, устойчивее.

Новое дополнение Sustainability для Ansys Granta MI предлагает набор инструментов и данных для экспертов, специалистов по материалам и проектировщиков для разработки продукции из экологичных материалов .Специалисты получают необходимую информацию при разработки экологичных продуктов в привычных инструментах (CAD/CAE) с оптимальной производительностью,надежностью и и стоимостью.

Улучшенный пользовательский интерфейс/UX.

Загрузка данных о материалах в раздел Material Gateways в 5 раз быстрее. Передача геометрии и назначение материалов из САПР (например, Creo) в инструмент анализа (например, Ansys Workbench). Коннектор CAD обеспечивает безошибочную передачу материалов из модели, а также передачу инженерных параметров в инструмент моделирования для точного и высококачественного анализа. Новый пользовательский интерфейс Light Mode для Granta Selector обеспечивает эффективное использование ПО. Granta MI AI+ позволяет применять алгоритмы машинного обучения к наборам данных для материалов Granta MI, что дает возможность материаловедам получить представление применимости материалов. Также пользователям Granta MI доступны выбор и сравнение материалов с использованием кастомизированного поиска, сохранением проектов и полностраничных таблиц данных.

Задействуйте улучшенные материалы для анализа.

8 из 10 пакетов данных о материалах были обновлены в 2024 R1 с расширенными данными для полимеров, ESDU, добавлены данные по аддитивному производству от Siemens и электромагнитные данные для высоких частот (10 ГГц+) для продукций 5/6G. Приложение Material Calibration, доступное в Granta MI Enterprise, позволяет пользователям генерировать модели материалов для Ansys Mechanical на основе экспериментальных данных — теперь оно включает вязкоупругие модели. Granta MI Pro, решение для быстрого начала работы с данными о материалах, теперь имеет экспорт в Ansys Discovery для использования в исследовательских проектах собственных данных о материалах или данных из справочников Granta.

Оптика

Ansys Optics продолжает предлагать точные и высокопроизводительные возможности моделирования для разработчиков оптики и фотоники. Релиз 2024 R1 предоставляет мощные инструменты для снижения времени получения результатов, повышения точности моделирования и расширения возможностей взаимодействия с другими продуктами Ansys.

Основные нововведения: Взаимодействие между продуктами Optics для повышения эффективности

Ansys Optics сконцентрировал внимание на наборе новых функций и возможностей, направленных в первую очередь на обеспечение высокоэффективного многомасштабного моделирования и анализа оптики для решения ряда отраслевых задач проектирования:

Улучшения в моделировании и проектировании Metalens

— Новые данные об угле и амплитуде многократного падения теперь хранятся вместе с данными о поляризации и фазе из Lumerical в быстром отображении, с оптимизированными затратами памяти.
— Анализ оптических характеристик Metalens в OpticStudio:
◦ Анализ качества изображения с помощью MTF и PSF, включая моделирование нескольких линз/Metalens .
◦ Новый операнд для оптимизации фазовых ограничений
◦ Новая DLL для прямого моделирования Metalens в ZOS и Lumerical
— Валидация средних и крупных Metalens (от микро- до сантиметровых диаметров) с помощью HPC CPU или на GPU
— Области применения Metalens : цветовая сортировка для КМОП-датчиков изображения, эндоскопы, LiDAR (излучение, прием), компактные системы формирования изображений (камера мобильного телефона, веб-камера), системы AR/VR.

Оптимизированный и комплексный анализ Straylight

— Новый оптимизированный рабочий процесс для импорта оптического дизайна (геометрии линз и оптических свойств) из Zemax OpticStudio в Speos.
Это способствует плавному переходу от проектирования оптических систем и анализа их характеристик в OpticStudio к расширенному анализу Straylightв Speos.
— Новый быстрый анализ последовательностей главных лучей в сенсорах камер, совместимый с новым импортом оптического дизайна в Speos.

Анализ безопасности

В релизе 2024 R1 Ansys medini analyze поставляется с двумя совершенно новыми компонентами, дополняющими основное приложение:
1. Digital Safety Manager (DSM) — это веб-приложение, помогающее руководителям проектов по безопасности в планировании, выполнении и контроле различных проектов в соответствии с ISO 26262 (часть 2) или аналогичными стандартами безопасности в других отраслях.
2. Модуль Digital Collaboration Server на базе платформы Ansys MBSE для централизованного управления проектами, предоставляющий нескольким пользователям контролируемый доступ и интерфейс для совместной работы.
Помимо выпуска этих значительных дополнений, мы улучшили возможности создания отчетов в формате MS Word/PDF для проектов по безопасности и кибербезопасности. Усовершенствован API для скриптов, и теперь пользователи смогут более эффективно внедрять автоматизацию.

Полупроводники

В этом релизе команда, работающая над продуктами Semiconductor, отреагировала на быстрое внедрение производителями электроники передовой технологии упаковки 3D-IC, реализовав широкий спектр усовершенствований в RedHawk-SC Electrothermal. Новые адаптивные методы построения сетки и распределенные вычисления ускоряют тепловой анализ. Точность теплового и механического моделирования 2,5D/3D-ИС повышается благодаря новым анизотропным моделям и расширенной поддержке гетерогенной интеграции. Анализ надежности автомобильных систем был улучшен благодаря моделированию механических напряжений и коробления в многокристальных сборках ИС, вызванных сильными изменениями температуры окружающей среды, например, вблизи двигателя. Проверка PathFinder-SC на электростатический разряд теперь доступна и для трехмерных многокристальных сборок.

PI анализ остается в центре внимания команды разработчиков с новым режимом SigmaDVD Enhanced Transient в RedHawk-SC, который обеспечивает лучшее покрытие локальных шумов SigmaDVD и традиционное моделирование переходных процессов в одном решении. Релиз включает в себя улучшения, связанные с временем решения, потребления памяти и дискового пространства. Значительно ускорена обработка 3D-IC проектов по типу «микросхема+корпус» благодаря автоматическим предварительному анализу и разделению времени.

RedHawk-SC остается передовым инструментом, когда дела касается кремниевых технологий. ПО поддерживает новые методы подачи питания на заднюю стенку и транзисторы с круговыми затворами. RedHawk-SC получил сертификацию для производственных техпроцессов Intel 18A, Samsung SF3P, GlobalFoundries 22nm и TSMC N2.

Оптимизация энергопотребления остается одной из ключевых задач в производстве электроники. Уникальная технология анализа мощности RTL от Ansys сделала скачок в точности прогнозирования благодаря новой оценке с учетом физики и выявлению первопричины глитчей на ранней стадии RTL. Быстрое профилирование сверхдлинных циклов активности микросхем с помощью PowerArtist-SC улучшило возможности RedHawk-SC Security по обнаружению уязвимостей в системе безопасности оборудования. Некоторые производители переходят к использованию RTL-питания для раннего обнаружения проблем, связанных с тепловым режимом, безопасностью и целостностью питания.

ЭМ-анализ кристалла завоевывает все больше внимания, поскольку усовершенствованные корпуса и высокоскоростные сигналы делают его критически важным элементом для все большего количества чипов. Чтобы учесть растущие размеры сборок, RaptorX и Exalto в 100 раз ускорили анализ и визуализацию больших моделей с чрезвычайно большим количеством портов. Усовершенствованные модели рациональных функций более точно отражают низкие частоты для обеспечения пассивности и причинно-следственной связи.

Structures

В 2024 R1 линейка продуктов Structures предлагает новые функции и возможности, позволяющие пользователям эффективно решать большие и более сложные модели. Особо стоит отметить:
— Взаимодействие с Ansys Mechanical стало более эффективным,, благодаря единому пользовательскому интерфейсу во всех продуктах Ansys. Возможность запуска Mechanical в одиночном режиме (без Workbench), обеспечивает более легкий доступ для написания сценариев и анализа единичных моделей.
— Улучшен анализ шума и виброакустики (NVH) благодаря усовершенствованиям и оптимизации процессов работы, включая:
◦ Специализированные процессы построения сетки для моделирования акустики с помощью BEM (метод граничных элементов), внутреннего и внешнего МКЭ сокращают общее время анализа сложных геометрий в 12 раз.
◦ Повышена производительность для акустического моделирования МКЭ в 5-50 раз с точки зрения использования памяти и дискового пространства, а также времени решения за счет адаптивности акустических расчетов в частотной области, новой архитектуры присвоения нагрузки и порядкового гармонического анализа для распределения частот.
◦ Для полного задействования всех сквозных процессов работы с NVH возможности акустических решателей Ansys Sound Pro и Ansys LS-DYNA теперь включены в Mechanical Enterprise.

— В 2024 R1 вместе с версией решателя R15 для LS-DYNA представлен новый решатель собственных мод под названием «быстрый алгоритм Ланцоша» (Fast Lanczos) для больших моделей с большим количеством вычисляемых мод. Этот решатель обладает более высокой точностью и быстродействием по сравнению с существующими подходами. Для модели электромобиля решение с Fast Lanczos выполняется примерно в 8 раз быстрее, чем с традиционным решением Lanczos.

— С помощью PySherlock пользователи могут автоматизировать возможности Sherlock, используя API на базе Python, и легко интегрировать его с другими технологиями.
— Sherlock теперь работает под ОС Linux, что позволяет пользователям выбирать операционную систему, которая лучше всего соответствует их потребностям и предпочтениям.

Подробнее об ANSYS для механики

Сообщение РЕЛИЗ ANSYS 2024 R1 появились сначала на ТОО «КазахИнжиниринг».

Сообщение Методики расчетов в области механики в ANSYS Mechanical появились сначала на ТОО «КазахИнжиниринг».

3D Проектирование

Ansys Discovery 2023 R2 включает в себя принципиально новые функции, которые помогают пользователям внедрять инновационные идеи и исследовать новые концепты продуктов быстрее и точнее, чем когда-либо прежде. Инженерам и конструкторам больше не нужно жертвовать точностью ради скорости. Благодаря прорывному сочетанию CFD-решателя Live GPU с высококачественной неструктурированной полиэдральной сеткой, теперь вы можете получить точность Ansys Fluent и скорость Live Physics в высокоавтоматизированном и простом в использовании интерфейсе Discovery. Новый инструмент проверки геометрии автоматически определяет проблемные области модели перед переходом к моделированию, избегая проблем построения сетки и трудоемких переходов между инструментами. Наконец, был внедрен новый инновационный рабочий процесс, устраняющий самую сложную часть предварительной подготовки CFD, так что вы можете тратить больше времени на интерпретацию и изучение результатов исследования и меньше времени на подготовку задачи. Все это делает Ansys Discovery 2023 R2 идеальным решением для эффективного исследования конструкции.

Акустика

В версии 2023 R2 новые функции продукта Ansys Sound включают:

• Функции Ansys Sound представлены в DPF для Python и C++, что позволяет пользователям автоматизировать ранее выполнявшиеся вручную задачи, включая автоматизацию выделения порядка изоляции и психоакустических показателей.
• Файлы результатов акустических измерений из Ansys Motion теперь можно отправлять непосредственно в Ansys Sound для последующей обработки и акустического анализа.
• В программном обеспечении Ansys Sound SAS пользователи теперь могут сохранять и возобновлять работу в один клик, что позволяет приостанавливать и перезапускать проекты. Кроме того, незавершенной работой можно поделиться с коллегами и третьими лицами.
• В программном обеспечении Ansys Sound SAS новым типом источника звука для широкополосного шума (спектр шума) и гармоник можно управлять с помощью двух независимых параметров в Sound Composer.

Аддитивное производство

Обновление Ansys 2023 R2 в направлении аддитивных технологий включает в себя три новых мощных инструмента, которые революционизируют рабочие процессы аддитивного производства. Совершенно новый мастер настройки LPBF упрощает моделирование аддитивной печати, в то время как функция компенсации искажений упрощает подготовку изготовления точных и надежных деталей. Моделирование ползучести в Ansys AM повышают точность и достоверность учета термообработки, что приводит к получению высококачественных и долговечных изделий. Это обновление меняет правила игры для всех, кто занимается аддитивным производством, делая разработку качественных продуктов с помощью Ansys проще, чем когда-либо.

AV моделирование

С обновлением 2023 R2 компания Ansys продолжает вносить важные усовершенствования в продукты Axcelerate Sensors. Нововведенния, представленные в этом релизе, не только расширяют возможности Axcelerate на фундаментальном уровне, но и помогают оптимизировать весь пользовательский опыт взаимодействия с продуктом от начала и до конца. Усовершенствования внедрены на всех фронтах — предварительная и постобработка; сенсоры V&V; (радар и лидар), базовая обработка; рабочая платформа; экосистема; интеграция в сторонний симулятор вождения, такой как IPG CarMaker – все это вместе способствуют всестороннему, удобному и оптимизированному пользовательскому восприятию.

Система Ansys Connect

Ускорьте исследования и разработки с помощью Ansys 2023 R2, используя новые и более эффективные способы связи различных инструментов численного моделирования в цифровую нить. Созданная на основе возможностей Granta (базы данных о материалах), SPDM (системы управления расчетными данными), инструментов оптимизации и моделе-ориентированной системной инженерии (MBSE), эта система обеспечивает связь инструментов численного моделирования с более широкой инфраструктурой цифровой инженерии.

Cloud

Ansys Cloud Direct теперь поддерживает версию 2023 R2 для Ansys Mechanical, Fluent, HFSS, SLwave, Icepak, Maxwell, Q3D, LS-DYNA, LST, Discovery, Speos, optiSlang, CFX, Lumerical. Ansys Gateway на базе AWS скоро будет поддерживать версию 2023 R2.

Digital Mission Engineering

С релизом 2023 R2 продукты Digital Mission Engineering продолжают раскрывать обширные возможности моделирования многодоменных систем, уделяя повышенное внимание оптимизации и организации рабочего процесса. Благодаря таким обновлениям, как продолжающееся развитие орбитального моделирования, поддержка полетов окололунных космических аппаратов, расширенное моделирование траектории полета для воздушных судов, а также инновационный подход к рабочему процессу и статистические методы для сокращения и анализа данных послеполетных испытаний, стало еще проще связывать детальное многодоменное моделирование полетов с высокоточными моделями и удовлетворить растущие потребности инженеров-проектировщиков и испытателей. Кроме того, улучшена взаимосвязь моделирования между Ansys Orbit Determination Tool Kit (ODTK) и Ansys Systems Tool Kit (STK), чтобы предоставить эксплуатирующим организациям расширенные возможности по динамике полета. Критически важные для проектирования и испытания таких комплексных проектов в реалистичных условиях решения обеспечивают безопасность полета и системы в целом после их перехода в режим эксплуатации.

Digital Twin

Компания Ansys в версии 2023 R2 расширяет линейку цифровых двойников дополнительными возможностями слияния нестационарных данных и улучшенной постобработки для гибридной аналитики. Новая версия вносит  улучшения в производительность ПЗУ, визуализацию и последующую обработку. Появилась возможность производить совместное моделирование в Twin Builder и Maxwell в параллельных запусках. Улучшена схема лицензирования, поддержка HPC.
Теперь Ansys Twin Builder предлагает учебную версию, которая идеально подходит для академических пользователей и курсовых работ по системному моделированию.

Electronics

HF Electronics

Ansys Electronics продолжает демонстрировать свое технологическое лидерство в вычислительной электродинамике за счет улучшения производительности решателей, построений расчётных сеток, интеграций с другими инструментами Ansys, автоматизации процессов и возможностей моделирования. Эти усовершенствования положительно влияют на улучшения в области электромагнитного моделирования и вычислительной мультифизики для комбинированного моделирования микросхем, корпусов и печатных плат, потребительской электроники, HPC, 5G/6G и других высокопроизводительных радиочастотных антенн и систем, автомобильной электроники и многих других вычислительных, потребительских, военных и аэрокосмических приложений.

LF Electronics

Команда разработчиков Ansys Electronics внедрила улучшения для решений инженерных задачи в части: снижения шума, повышения эффективности и сокращения цикла разработки. Кроме того, для Ansys Maxwell открывается новый рынок с почти безграничным количеством возможностей для бизнеса.

Ansys Maxwell в High Tech: широко используемый при проектировании двигателей. Решатель электромагнитного поля теперь может быть использован для приложения в бытовой электронике, таких как беспроводная зарядка, магнитная фиксация, проектирование источников питания, шум и вибрация в печатных платах и многое другое. К потребительской электронике относятся такие устройства, как планшеты, мобильные телефоны, цифровые камеры, носимые устройства, компьютеры, громкоговорители, наушники, компьютеры и т. д.

Ansys Motor-CAD: лидирующий на рынке инструмент для моделирования электрических машин претерпел несколько улучшений для решения основных проблем разработчиков двигателей, таких как шум, эффективность и цикл разработки.

Встроенное программное обеспечение

Ansys 2023 R2 расширяет возможности взаимодействия встроенного программного обеспечения с ARINC 661, программной архитектурой и FACE в аэрокосмической и оборонной промышленности и, значительно ускоряет работу системы отображения информации в кабине пилота. Поддержка стандарта функциональной совместимости AUTOCAD Classic усилена благодаря новому генератору кода с возможностями отображения в памяти. Кроме того, новый коннектор отслеживания требований к PTC CodeBeamer доступен во всех инструментах SCADE.

Fluids

В версии Ansys 2023 R2 линейка продуктов Fluids внедрены критически важные усовершенствования, которые повышают производительность решателей. Получено значительное ускорение для получения результатов.

Ansys Fluent

• Решатель на графических процессорах теперь поддерживает скользящую сетку (sliding mesh), сжимаемые потоки, EDM модель и сопряженный решатель (в бета-версии), что позволяет сократить время решения  для большого числа задач.
• Список API настроек для PyFluent* также был расширен, чтобы обеспечить доступ к дополнительным настройкам решателя для DPM, излучения, VBM, сеточных-интерфейсов и многого другого, расширяя возможности для автоматизации и интеграции.
• Моделирование гиперзвуковых потоков было улучшено благодаря учёту слабой ионизации, что повышает точность предсказания параметров гиперзвукового потока.

Ansys CFX и Turbo Tools

• Доступна автоматическое построение сеток для гидротурбин*, включая  турбины Каплана и Фрэнсиса с квадратными задними кромками. Возможность для построения полностью гексагональной сетки или вы можете использовать гибридную сетку для описания  лопастей и ступиц сложной геометрии.

Ansys Rocky

• Новые возможности SPH (гидродинамики сглаженных частиц), улучшенные алгоритмы решения на графических процессорах, мультифизическое взаимодействие и новые инструменты позволят вам повысить уровень моделирования.

Оптика

Версия 2023 R2 предоставляет мощные возможности, которые ускоряют получение результата, повышают точность моделирования и расширяют взаимодействие с другими продуктами Ansys.

Фотоника

В Ansys Lumerical R2 2023 представлен ряд новых мощных возможностей для повышения удобства использования, точности, производительности и функциональности во всем семействе продуктов. Ansys Lumerical повышает производительность фотонных интегральных квантовых схем, а также фотонных интегрированных компонентов. FDTD ускоряет разработку фотонных интегрированных компонентов Lumerical FDTD на графическом процессоре! Также представлены несколько улучшений в Zemax и Speos в сочетании с новыми возможностями Lumerical RCWA и передовыми методами постобработки, которые значительно упрощают моделирование оптики от наноразмерного до макромасштабного уровня, для дополненной реальности, проектирования «metalens» и сквозного моделирования систем камер. Компилятор Lumerical CML имеет новый графический интерфейс для дальнейшего упрощения компактного моделирования! Улучшения производительности в qINTERCONNECT теперь позволяют удвоить количество каналов или частот при одинаковом времени выполнения моделирования.

Анализ безопасности

Ansys 2023 R2 medini analyze предоставляет новые функции, еще больше расширяющие возможности эффективного комплексного применения методов анализа безопасности, надежности и кибербезопасности высокопроизводительнымм методами. Запущена новая платформа для совместной работы в области безопасности, которая обеспечивает бесперебойную командную работу и использует новый веб-менеджер Digital Safety Manager (DSM).

Полупроводники

В этом релизе команда разработчиков Semiconductor отреагировала на освоение передовых технологий 3D-IC-чипов пользователями, широким спектром усовершенствований системы Electrothermal RedHawk-SC. Новые методы адаптивного построения сетки и улучшения распределенных вычислений ускоряют термический анализ. Точность теплового и механического моделирования в 2,5D/3D-IC улучшена благодаря новым анизотропным моделям и расширенной поддержке гетерогенной интеграции. Анализ надежности «Automotive reliability» был улучшен за счет моделирования механических напряжений и короблений в сборках микросхем с несколькими чипами, вызванных большими перепадами температуры окружающей среды, например, вблизи двигателя. Функция проверки электростатического разряда PathFinder-SC теперь доступна также для «3D multi-die».

Проверка целостности питания остается в центре внимания команды разработчиков Semiconductor благодаря новому режиму SigmaDVD Enhanced Transient в RedHawk-SC, который обеспечивает наилучший охват локальных помех SigmaDVD и традиционное моделирование переходных процессов в одном анализе. Релиз включает в себя всесторонние улучшения в области скорости анализа, памяти и использования диска. Благодаря автоматическому предварительному моделированию и автоматическому распределению времени теперь возможна значительно более быстрая обработка совместных проектов 3D-IC-чипов.

RedHawk-SC остается на переднем крае технологий благодаря поддержке новых инструментов обратной подачи питания и транзисторов «gate-all-around». RedHawk-SC получил статус сертификатора для Intel 18A, Samsung SF3P, GlobalFoundries 22nm и ранних технологических процессов производства TSMC N2.

Оптимизация энергопотребления остается ключевой задачей пользователей. Уникальная технология анализа мощности RTL от Ansys позволила значительно повысить точность прогнозирования благодаря новой оценке с учетом физических данных и выявлению первопричины сбоя питания на ранней стадии RTL. Быстрое профилирование сверхдлинных шаблонов активности чипов PowerArtist-SC за цикл ускорило способность RedHawk-SC Security обнаруживать уязвимости аппаратной безопасности. Моделирования на ранней стадии проекта в RTL power позвляет пользователям выявлять проблемы с температурой, безопасностью и надежностью электроснабжения.

Электромагнитный анализ чипов привлек большое внимание пользователей, поскольку современные технологии и высокоскоростные сигналы делают такой анализ критически необходимым для все большего числа разработок. Чтобы приспособиться к увеличивающимся размерам проектов, RaptorX и Exalto в 100 раз ускорили моделирование и визуализацию крупных проектов с чрезвычайно большим количеством портов. Усовершенствованные модели рациональных функций более точно улавливают низкие частоты для обеспечения пассивности и причинно-следственной связи.

Structures

В 2023 R2 линейка продуктов Structures предоставляют новые возможности, для более точного и эффективного прочностного анализа, включая:

• Расширенны возможности использования Python в Mechanical, автоматизация и подключение к другим приложениям с помощью PyMechanical. Открытый доступ к ресурсу GitHub для управления приложениями.
• Более точное и надежное моделирование турбомашин, используя новые усовершенствования, включая импорт нагрузок для многоступенчатого анализа, новое дополнение для получения отклика в задаче гармонического анализа элементов турбин используя стандартные инструменты и новый усовершенствованный нелинейный мультигармонический решатель.
• улучшенный иснтрумент краш-тестов с варьированием высот и углов падения с поддержкой одновремменного анализа нескольких вариантов расчёта в LS-Dyna
• создание подмодели локального региона на печатной плате (PCBA), используя плагин Sherlock в Ansys Mechanical.
• В рамках NVH-анализа в Ansys пользователи могут экспортировать результаты вибрации Ansys Motion в Ansys Sound для акустического анализа и психоакустических индикаторов для автомобильной промышленности, A & D и тяжелой техники.

Сообщение Релиз Ansys 2023 R2 появились сначала на ТОО «КазахИнжиниринг».