В течение трех дней пройдут выступления по 14 различным темам специалистов, партнеров и клиентов ANSYS:

• Automotive & Transportaion
• Aerospace and Defense
• Energy and Industrials
• Healthcare
• High Tech
• Numerics
• Cloud & High-Performance Computing
• Artificial Intelligence|Machine Learning
• Digital Engineering
• Electronics
• Structures
• Fluids
• Optics
• Semiconductors

Приходите на Simulation World 2024, чтобы:

• Оценить достижения инженеров, которые расширяют границы проектирования и разработки продуктов.
• Открыть для себя новейшие технологии и обновления продуктов, а также ресурсы, которые помогут реализовать ваши лучшие идеи.
• Узнать, как достижения в области технологий моделирования могут сделать инновации проще, быстрее и эффективнее для совместной работы.

Ознакомиться с полной программой, изучить список спикеров, а также зарегистрироваться вы можете по ссылке

Сообщение Участвуйте в ANSYS Simulation World 2024 появились сначала на ТОО «КазахИнжиниринг».

Сообщение Таблица возможностей ANSYS2024/R1 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».

Программа обучения была разделена на блоки, каждый из которых длился от одного до трех дней. Специалисты университета изучили введение в ANSYS HFSS, а затем углубили свои знания на специализированных курсах по работе в ANSYS HFSS, ANSYS HFSS 3D-Layout и ANSYS SIwave.

Обучение у группы проводил кандидат физико-математических наук Егор Кудюков. Лектор также является научным сотрудником Отдела магнетизма твердых тел, НИИ ФПМ, ИЕНиМ УрФУ и автором более 30 научных работ, опубликованных в международных журналах.

Знание программ по моделированию мультифизичных процессов стало необходимостью во многих сферах производства. Благодаря освоению программного комплекса ANSYS HFSS сотрудники и выпускники ВУЗа смогут моделировать и анализировать явления, включающие несколько физических процессов одновременно.

Понимание того, как поведет себя сложный продукт во время использования в условиях, близких к реальным, дает преимущество для совершенствования его производительности, безопасности и качества. Знания в данной области моделирования позволяют быть востребованным специалистом на рынке труда.

Ознакомиться с курсами ANSYS

Сообщение Компания «КазахИнжиниринг» провела обучение по ANSYS HFSS для сотрудников Energo University появились сначала на ТОО «КазахИнжиниринг».

Ергали Маркаев, технический директор «КазахИнжиниринг», принял участие в цифровом форуме Digital Almaty 2024: «Индустрия Х: цифровая эволюция будущего», прошедшем с 1 по 3 февраля в Алматы. Он выступил с докладом на тему «Решения ANSYS для создания цифровых двойников».

Ознакомиться с презентацией

Также на мероприятии выступил Дмитрий Крысанов, Business Development Director, ANSYS. Презентации обоих спикеров были встречены с большим интересом и вызвали живое обсуждение.

Сообщение О выступлении на Digital Almaty 2024 появились сначала на ТОО «КазахИнжиниринг».

The conference, which assembles industry professionals worldwide for networking, learning, and collaboration, will be held from 12th to 14th February 2024 at the Dhahran Expo in Dhahran, Saudi Arabia.

Our partner, ANSYS, known for its pioneering engineering simulation software that empowers innovators across various sectors, will also be participating in the event. You can find ANSYS at Stand 6180, open for meetings and discussions.

Clients and prospects interested in ANSYS products and solutions can learn more and have their queries addressed by top CAE specialists. To schedule a meeting or a showcase at the event, please email us at reception@kz-engineering.com.

For more details about the conference, please visit https://www.iptcnet.org/  

About KazakhEngineering

KazakhEngineering delivers ANSYS Technologies to Industrial Enterprises in Kazakhstan. The company emphasizes innovation and continually pushes the boundaries of engineering simulation and analysis.

As a certified channel partner of ANSYS since August 1, 2022, KazakhEngineering offers its clients top-notch CAE solutions. Our team, proficient in various engineering fields, provides tailored training and consulting services throughout the Republic of Kazakhstan and other countries of CIS.

Сообщение KazakhEngineering would like to invite you to IPTC появились сначала на ТОО «КазахИнжиниринг».

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