Оновлене програмне забезпечення Ansys 2023 R2 дозволяє інженерним компаніям по всьому світу використовувати нові технології та покращену продуктивність для створення інновацій у промисловості. Воно поєднує в собі кращі обчислювальні можливості, високу продуктивність та міждисциплінарність та надає користувачам можливості використання потужних вирішувачів, масштабування обчислень на базі GPU та безперешкодної взаємодії у робочому процесі.

Продукти для інженерів-конструкторів

Ansys Discovery 2023 R2 включає новий революційний функціонал, який допомагає користувачам здійснювати інновації та досліджувати нові концепції виробів швидше і точніше, ніж будь-коли раніше. Інженерам та конструкторам більше не потрібно жертвувати точністю заради швидкості.

Розрахунки на міцність

У випуску 2023 R2 лінійка продуктів Structures надає нові функції та можливості, що дозволяють користувачам виконувати більш точні, ефективні та швидкі розрахунки напружено-деформованого стану, зокрема:

• Ansys Mechanical: взаємодія через Python інтерфейс для автоматизації розрахунків та поєднання з іншими технологіями за допомогою PyMechanical.
• Turbomachinery: розрахунок турбомашин з підтримкою імпорту навантаження до розрахунку багатоступінчатої циклічної симетрії, нового модуля Forced Response та нового нелінійного multi-harmonic вирішувача.
• Ansys LS-DYNA: проведення одночасно великої кількості дроп-тестів з різними значеннями висоти та кута падіння зразка.
• Ansys Sherlock: створення підмоделей локальних областей на PCB платі за допомогою плагіну у Ansys Mechanical.
• Ansys Motion: експорт результатів розрахунку вібрацій до розрахунку акустики у Ansys Sound та використання психоакустичних індикаторів для застосування у автомобільній, аерокосмічній та машинобудівній галузі.

Гідрогазодинаміка

У випуску 2023 R2 підвищено ефективність та розширено можливості CFD моделювання завдяки більш глибокій інтеграції технології розрахунків з GPU, особливо у задачах с тілам, що обертаються, потоками, що стискаються, та горінням.

• Lightweight Setup Mode: швидкий перегляд, редагування моделі, налаштування вирішувача та обробка результатів розрахунку без необхідності завантажувати сітку. Наприклад, відкриття файлу проекту з 6 мільярдами елементів розрахункової сітки відбувається лише за 80 секунд.
• PyFluent: додаткові налаштування для моделей дискретної фази (DPM), випромінювання, багатофазних потоків, VBM, сітчастих інтерфейсів тощо.
• Ansys Fluent: модель віртуальних лопатей (Virtual Blade Model), вбудований аерооптичний робочий процес та нова можливість враховувати слабку іонізацію на гіперзвукових швидкостях у аерокосмічних застосунках.
• Ansys TurboGrid: автоматизація процесу створення сітки для гідротурбін, включаючи турбіни Каплана та Френсіса.
• Ansys Forte: додано функцію Volume of Fluids (VOF), яка дозволяє моделювати впорскування масла в гвинтових компресорах і насосах.
• Ansys Rocky: додано відображення ліній та індикаторів потоку, інноваційна статистика взаємодії поверхонь (зволоження та теплопередача).

Моделювання акустики

Адитивне виробництво

У випуску 2023 R2 до лінійки Ansys Additive додано три нові потужні функції:

• LPBF Setup Wizard: майстер налаштування розрахунку процесу лазерного плавлення з багатошаровим наплавленням (LPBF), який спрощує процес розрахунку за допомогою графічного інтерфейсу та автоматичних налаштувань.
• Distortion Compensation: доповнення додатку ітераційної оптимізації додатком для створення опор для компенсації переміщень виробу, що значно заощаджує час та зусилля при моделюванні.
• AM Creep: механічні властивості усіх восьми матеріалів у бібліотеці Engineering Data, що призначені до використання у Ansys Additive, відтепер включають модель повзучості, що спрощує моделювання термічної обробки з ефектами повзучості та забезпечує кращу оцінку залишкових напружень.

Автономні транспортні засоби

У випуску 2023 R2 покращено функціонал AVxcelerate Sensors – поліпшено модель камери налаштуванням кастомної хроматичної аберації та моделі радару інтеграцією та розміщенням радарних датчиків для забезпечення високої точності моделювання.

Ansys Connect

У випуску 2023 R2 лінійка продуктів Connect прискорює процес дослідження кращою інтеграцією даних та технологій у робочі процеси за рахунок сумісного використання Системи управління процесами та даними (SPDM), методів оптимізації, інженерії на базі моделей систем (MBSE) та «розумних матеріалів».

Цифровий двійник

У випуску 2023 R2 можливості цифрових двійників розширено:

• можливістю злиття для нестаціонарних даних;
• поліпшенням постпроцесингу для гібридної аналітики (Hybrid Analytics);
• можливістю сумісного моделювання Twin Builder і Maxwell;
• покращеною системою ліцензування з підтримкою НРС.

Електромагнетизм

У випуску 2023 R2 лінійка продуктів Ansys Electronics включає наступні можливості:

• Maxwell: інтеграція з ECAD та прискорення розрахунків у часовій області з використанням НРС.
• HFSS: інтеграція з 3D Layout та адаптивна побудова розрахункової сітки з використанням НРС.

Вбудоване програмне забезпечення

У випуску 2023 R2 розширено можливості взаємодії вбудованого програмного забезпечення за допомогою дотримання:

• стандарту ARINC 661;
• концепції Software Architecture & FACE (Future Airborne Capability Environment);
• стандарту AUTOSAR classic.

Властивості матеріалів (Granta)

У випуску 2023 R2 покращено інтерфейс користувача до Granta MI™, що робить пошук і фільтрування матеріалів більш зручним, і дає доступ до більших наборів даних швидше. Це покращення спрощує процес пошуку і використання матеріалів, що в кінцевому рахунку збільшує продуктивність та ефективність робочого процесу.

Оптика

У випуску 2023 R2 лінійка продуктів Ansys Optics містить платформу запуску програм Optics Launcher з можливістю запуску пробних версій програмного забезпечення.

Фотоніка

У випуску 2023 R2 Ansys Lumerical представлений ряд нових потужних можливостей, що підвищують зручність використання, точність, продуктивність та функціональність всього сімейства продуктів. Ось кілька нових можливостей у нашому випуску 2023 R2:

• Компілятор Ansys Lumerical CML ще більше спрощує процес створення компактних моделей завдяки новому графічному інтерфейсу компілятора CML з інтуїтивно зрозумілими елементами керування та параметрами меню.
• Ansys Lumerical Multiphysics Suite та Cadence EPDA дозволяють оптимізувати компонування та взаємне розташування фотонних компонентів за допомогою нового майстра геометрії.
• Ansys Lumerical FDTD прискорює цикли проектування, забезпечуючи моделювання на базі графічного процесора, особливо для проектування інтегрованих фотонних компонентів і метаповерхонь. Один графічний процесор Nvidia RTX4000 може запропонувати 6-кратне прискорення порівняно з 12-ядерним процесором.
• Ansys Lumerical оптимізує робочі процеси та полегшує виконання завдань за допомогою нового API Python.
• Ansys Optics Launcher та його інтуїтивно зрозумілий інтерфейс забезпечують швидкий доступ до всіх пробних версій продуктів Ansys Optics та файлів прикладів галереї програм з будь-яких продуктів Ansys Lumerical, Ansys Zemax або Ansys Speos.
• Ansys Lumerical RCWA забезпечує розширене моделювання та аналіз за допомогою нових моніторів, орієнтованої побудови сітки, автоматичного визначення положення інтерфейсів та розподілених розгорток. Це надає широкі можливості для дизайну дифракційних граток, металінз, оптичної метрології, голографії, метаматеріалів та ІЧ-датчиків.
• Ansys Lumerical FDTD і RCWA дозволяють проектувати більші металінзи діаметром до 25 мм і прискорюють їх моделювання у 10-100 разів, використовуючи більш швидкі робочі процеси з більш інтелектуальним управлінням пам'яттю; нові функції в графічному інтерфейсі RCWA, FDTD дозволяють швидко експортувати данні проекту у файл GDS.
• Ansys Lumerical FDTD, CHARGE, Ansys Zemax OpticStudio та Ansys Speos підвищили точність та діапазон аналізу для комплексного рішення для віртуального прототипування датчика зображення камери. Ansys FDTD забезпечує точні розрахунки квантової ефективності (EQE) за рахунок включення крайових променів з OpticStudio у моделювання пікселів камери.
• Ansys Lumerical qINTERCONNECT підвищує продуктивність, дозволяючи подвоїти кількість каналів або частот при тому самому часі моделювання, що особливо корисно для досягнення більш високої роздільної здатності за частотою біфотонної хвильової функції для вимірювання HOM.
• Ansys Lumerical INTERCONNECT тепер дозволяє моделювати нелінійні хвилеводи LiNbO3, підтримуючи генерацію другої гармоніки, операції накачування короткими імпульсами та безперервною хвилею, а також налаштування з періодичним опитуванням.

Функціональна безпека

У випуску 2023 R2 Ansys medini analyze отримав нову платформу для співпраці у сфері безпеки, що дозволяє здійснювати сумісну командну роботу з новим веб-орієнтованим менеджером цифрової безпеки (DSM).

IoT та операційні дані збільшують можливості моделювання

Цифрові двійники є гарячою темою обговорень у всіх галузях виробництва. Кожен хоче отримати цю технологію, не завжди розуміючи, як вона вписується в їхні повсякденні робочі процеси. Сьогодні цифрові двійники, як правило, використовуються як моделі в реальному часі для валідації та верифікації фізичного екземпляра продукту або системи за допомогою моделювання. Microsoft та Ansys допомагають клієнтам збільшити масштаб цифрових двійників.

Başak Mutlum, директор проектів Azure Edge та Platform Engineering у Microsoft, досліджує можливості поєднання моделювання у Ansys з цифровими двійниками Microsoft, а також з хмарними (Cloud) та крайовими (Edge) технологіями. Створені таким чином гібридні цифрові двійники поєднують інформаційні технології, операційні технології, дані  та інжиніринг для керування ризиками бізнесу, допомагає здобути конкурентну перевагу за рахунок прийняття більш обґрунтованих рішень.

"Коли ми розглядаємо можливі сценарії використання та робимо прогнози, ми повинні враховувати фізичний світ, фізичне моделювання, а також моделювання на основі даних за допомогою штучного інтелекту та моделей машинного навчання", - каже Başak Mutlum. "За допомогою Ansys ми можемо поєднати всі ці сценарії використання фізичних прототипів та моделювання задля створення більш точних, підтверджених даними прогнозів, які збільшують ефективність роботи, зменшують кількість використаних прототипів та утворених відходів матеріалів, а також зменшують енергоспоживання для клієнтів, що в кінцевому підсумку має більш позитивний вплив на наш світ."

Microsoft + Ansys = масштабна цифрова трансформація

Microsoft Azure Digital Twins – це платформа, яка може використовуватись для моделювання таких об'єктів, як будівля, енергорозподільча мережа, склад або фабрика - по суті, будь-що, що є важливим для бізнесу. Для цього потрібно інтегрувати та контекстуалізувати всі дані ІТ та "alt"-дані (інжиніринг, бізнес та інженерні дані) для повного відображення бізнес-процесу клієнта.

З використанням операційних та ІТ-даних модель залишається "живою", тобто синхронізованою,  такою, яка постійно оновлюється інформацією з реального світу, зібраною з системи Інтернету Речей (IoT). Використання даних IoT для оновлення цифрового двійника є ключовою відмінною рисою внеску Microsoft у партнерство з Ansys, яка дозволяє створювати «живе» відображення фізичних об’єктів. Це дає можливість відстежувати стан фізичного об’єкту через його цифровий двійник і надавати оперативну інформацію про те, що в ньому відбувається в будь-який момент часу.

У випадку заводу це означає моніторинг операцій на різному обладнанні у майстерні, рівня температури в приміщенні або доступу до складських воріт та інших важливих об’єктів одночасно.

Схема гібридного цифрового двійника

Microsoft постачає Azure IoT Edge, Azure IoT Hub, Azure Digital Twins та кілька інших сервісів, тоді як Ansys постачає передові можливості міждисциплінарного моделювання та інженерний досвід. Кінцева мета полягає в тому, щоб об'єднати фізичний та цифровий світ, щоб допомогти клієнтам приймати рішення, які охоплюють хмарні та крайові розрахунки – від розумних міст до розумних енергетичних мереж, автономного керування транспортними засобами, курування фабриками та заводами.

Microsoft постачає Azure IoT Edge, Azure IoT Hub, Azure Digital Twins та кілька інших сервісів, тоді як Ansys постачає передові можливості міждисциплінарного моделювання та інженерний досвід. Кінцева мета полягає в тому, щоб об'єднати фізичний та цифровий світ, щоб допомогти клієнтам приймати рішення, які охоплюють хмарні та крайові розрахунки – від розумних міст до розумних енергетичних мереж, автономного керування транспортними засобами, курування фабриками та заводами.

Створення кращого майбутнього завдяки можливостям прогнозування

Програмне забезпечення Microsoft спільно з Ansys дозволяє робити надзвичайно точні прогнози майбутнього стану вашого бізнесу та майбутніх цифрових трендів. Ви можете прогнозувати відмови або простої, виявляти можливості оптимізації виробничих процесів, які зазвичай є занадто складними для аналізу простим моніторингом фізичного середовища.

Використовуючи Azure Digital Twins, ви можете запускати сценарії у Ansys Twin Builder та отримувати прогнози щодо поведінки системи в різних умовах та підтримки автономного прийняття рішень. Поєднання Ansys Twin Builder з Azure Digital Twins покращує якість прогнозів.

Інтеграція технологій дозволяє запускати будь-які "what-if" сценарії і моделювати поведінку системи в різних умовах. Потім, ви можете використовувати ці інсайти задля прогнозування можливих результатів і кращого розуміння граничних випадків перед впровадженням будь-яких змін. Шляхом налаштування сценаріїв згідно зі своїми конкретними бізнес-потребами та цілями, ви можете забезпечити відповідність моделювання вашим цілям і отримати цінні уявлення, які допоможуть вам їх досягти.

Створення інновацій з Ansys

Завдяки тому, що Ansys має глибоку компетенцію у сфері інженерії, партнерство Ansys та Microsoft об'єднує навички, необхідні для розуміння фізичних аспектів будь-чого, що ви хочете передбачити. Це може бути все, що є у фізичному світі, наприклад частинки, динаміка руху повітря та їх вплив на промислове обладнання.

"Інженери, які користуються програмним забезпеченням Ansys у своїй повсякденній діяльності, використовують ноутбуки або локальні системи, і саме там зберігають свій досвід", – каже Başak Mutlum. "Ніхто не намагається поєднувати цей досвід з досвідом у інших дисциплінах або з іншим програмним забезпеченням. Перенесення можливостей Ansys у хмарне середовище, їх поєднання з операційними технологіями та технологією цифрового двійника, руйнує традиційні обмеження, відкриває нові шляхи для обміну інформацією та інновацій."

Перехід до хмарного середовища дозволяє підвищити продуктивність автономних обчислювальних систем, створюючи безліч можливостей та відкриваючи компаніям доступ до новітніх технологій.

Başak Mutlum захоплена спрямованістю цієї ініціативи у майбутнє і прогнозує збільшення потреб у інноваційній діяльності з Ansys Twin Builder та Microsoft Azure у майбутньому. Звичайно, технологія цифрових двійників все ще вважається клієнтам  експериментальною, особливо використання платформ у хмарному середовищі. Але, чим більше ці технології стають доступними, тим більше уваги вони привертатимуть з боку клієнтів.

За отриманням програмного забезпечення, методичної та технічної підтримки звертайтесь до фахівців компанії Софт Інжинірінг Груп.

Програма підтримки стартапів Ansys (Ansys Startup Program) продовжує впливати на розвиток інновацій по всьому світу, надаючи зростаючим компаніям з інженерної та технологічної галузі інструменти моделювання, так необхідні для розробки інноваційних продуктів, систем та робочих процесів. Кожен рік масштаб програми збільшується вдвічі.

Програма була заснована у 2016 році і є свідченням відданості Ansys справі зниження порогу входу у процес навчання та моделювання. Доступ до програмного забезпечення надається компаніям, які підпадають під категорію стартапу. Понад 1850 стартапів на ранніх і середніх етапах розвитку з 57 країн вже скористалися Програмою, отримавши 70% зростання у протягом останніх двох років.

Традиційно бандли Програми підтримки стартапів Ansys надають доступ до повного спектру міждисциплінарних розрахунків: механічних, гідродинамічних та електромагнітних. Сьогодні Програму розширено на цифровий інжиніринг місій, оптику, фотоніку та моделювання напівпровідників.

Ціни на передові інструменти моделювання відповідають можливостям стартапів на ранніх і середніх етапах розвитку

Обмежене фінансування стартапів спонукає до пошуку розумних та ефективних рішень щодо розподілу витрат. Додатковою проблемою є те, що будівництво та тестування фізичних прототипів для перевірки працездатності вимагає значних витрат часу та коштів.

Програма підтримки Ansys має на меті полегшити бізнесу на ранніх стадіях розвитку доступ до широкого портфоліо міждисциплінарних розрахунків значно зменшуючи потреби у фізичному тестування прототипів. Крім того, стартапи отримують доступ до Ansys Learning Hub – порталу навчальних ресурсів з віртуальними класами, відео та практичними роботами.

Деформація кронштейну супорта гальмівного механізму є критичним параметром при зупинці ротора Pecos Wind Power в надзвичайних ситуаціях

Стартапи можуть вибрати будь-яку комбінацію з семи бандлів, кожен з яких містить популярні інструменти моделювання:

Змінюючи світ за допомогою моделювання

Екосистема стартапів Ansys охоплює різноманітні галузі, включаючи авіабудування, енергетику, автомобілебудування та охорону здоров'я, 30% з яких спрямовані на сталий розвиток.

Pecos Wind Power – виробник вітрових турбін на ранній стадії розвитку – має на меті надавати за конкурентні вартість чисту енергію комерційним промисловим підприємствам, школам, університетам, сільськогосподарським та військовим об’єктам. Команда компанії використовує Ansys для проектування та оптимізації вітрових турбін низької вітрової швидкості для генерації електроенергії.

"Інструменти, доступні через Ansys Startup Program, були визначальними для моделювання несучої здатності нашої вітроенергетичної турбіни", - каже Джош Гроло (Josh Groleau), співзасновник та головний виконавчий директор Pecos Wind Power. "Ми використовували Ansys для оптимізації використання матеріалів у вежі, гондолі та ступиці. Це дозволили зменшити кількість сталі та чавуну у конструкцію та вартість енергії, що генерується турбіною".

Рендерінг вітрогенератору від Pecos Wind Power для виробництва електроенергії на місці у сільськогосподарських підприємствах, фермах та муніципалітетах.

Інша швидко зростаюча компанія – Resonant Link – використовує моделювання для впровадження системи високопродуктивної бездротової передачі електроенергії.

"Програмне забезпечення для моделювання від Ansys стало каталізатором нашого успіху на шляху до становлення лідером у бездротовому заряджанні в галузі охорони здоров'я, електроніки побутових споживачів та автомобільної промисловості", - каже Ерон Штайн (Aaron Stein), головний технолог компанії Resonant Link. "Користувачі отримують зарядку у п'ять разів швидше, ніж у звичайних бездротових зарядних пристроях, а оператори підйомних механізмів отримують швидке та просте заряджання без непередбачуваних перерв у роботі завдяки розробці багатошарової саморезонансної котушки MSRS командою експертів у сфері електроніки та магнітних властивостей та можливостей, які надає Ansys".

Платформа бездротової передачі електроенергії Resonant Link використовує унікальну технологію багатошарової саморезонансної структури (MSRS), що забезпечує швидкість заряджання, яка у  п'ять –десять разів вища, ніж у традиційних технологіях.

Засновники Resonant Link зосередилися на використанні бездротової зарядки для прискорення впровадження електромобілів та покращення здоров'я людей. Їх платформа бездротової зарядки надає швидку, безпечну, економічну та легку в експлуатації бездротову енергію, яка допомагає людям, бізнесу та планеті процвітати, забезпечуючи економічний спосіб боротьби зі зміною клімату та можливості для людей із імплантованими медичними пристроями. Доступ до інструментів моделювання через Ansys Startup Program дозволив компанії Resonant Link швидко пройти кілька ключових технологічних етапів та прискорив розробку бездротової зарядки для широкого спектру галузей.

"Це підвищує рівень якості життя пацієнтів з імплантованими медичними пристроями та значно підвищує економічність і ефективність робочих процесів операторів складів ", - додає Стайн.

Швидке автоматичне бездротове заряджання від Resonant Link відбувається без зупинки автовантажника.

Окрім ініціатив, присвячених сталому розвитку, учасники програми представлені широким спектром інших галузей, зокрема високих технологій (20%), енергетики (15%), авіабудування та оборонної промисловості (14%), охорони здоров'я (10%), автомобілебудування (7%) та інше. Ці компанії розробляють технології наступного покоління, які включають 5G-зв’язок, інтернет речей (IoT), автономне водіння, лікування раку, космічні польоти та багато іншого.

Підтримка стартапів і майбутнього

"Стартапи вносять свій внесок у інновації в різних галузях, і Ansys має честь відігравати ключову роль у їхньому успіху, пропонуючи свою підтримку та доступ до передових інструментів моделювання", - каже Пріт Банерджі, СТО компанії Ansys. "Моделювання з Ansys допомагає стартапам визначити можливість своїх розробок, зменшити витрати на розробку, скоротити строки проектування та підвищити продуктивність. Це критично важливо для всіх компаній, що стикаються з інженерними викликами, але особливо для стартапів, які працюють над залученням фінансування та отриманням перших прибутків".

Компанія Ansys забезпечує доступність провідних інструментів для створення кращого завтра. Крім програми для стартапів Ansys Startup Program, компанія підтримує інтеграцію навчання моделюванню через програму Ansys Academic Program, яка забезпечує університети доступним програмним забезпеченням для використання в аудиторії та дослідженнях. Студенти, які отримали досвід моделювання з Ansys мають перевагу на ринку праці і отримують посади у компаніях, які регулярно використовують програмне забезпечення Ansys.

Дізнатися більше про Ansys Startup Program та отримати повний перелік програмних продуктів, які входять до бандлів, можна тут.

Тиск на інженерів-конструкторів американського аерокосмічного гіганта був величезним, і вони потребували нового підходу до розробки продуктів. Хоча традиційний підхід - проєктування, будівництво, тестування та повторення - приніс їм багато успіхів, часи змінилися. Компанія потребувала цифрової трансформації, щоб відповідати новим умовам – продукти повинні потрапляти на ринок швидше. На тлі цього команда інженерів використала нове рішення на базі імітаційного підходу: моделювання, аналіз, потім виробництво.

Один з важливих елементів цього нового підходу був цифровий інжиніринг місій, започаткований Ansys Government Initiatives (AGI). Цифровий інжиніринг місій - це використання цифрового моделювання для врахування експлуатаційного середовища, оцінки результатів та ефективності місії на кожній фазі життєвого циклу. Іншими словами, ви створюєте свій продукт у цифровій моделі за умов, в яких він має працювати, і оцінюєте, наскільки добре він працюватиме.

Виконання місії

Яким чином цифровий інжиніринг місій допоміг проєкту? Команда повинна була оптимізувати систему бортового повітряного зв’язку для використання різними військовими підрозділами. Система складалася з радіо передавачів та антен - деякі з них були під крилами, інші на фюзеляжі – а також з каналів передачі даних та голосу.

Викликів було багато, починаючи з мільйонів комбінацій каналів, які потрібно було змоделювати. Аналіз був ускладнений через необхідність врахування

таких факторів навколишнього середовища, як взаємовплив випромінювача та антени приймача у локальному просторі. Окрім того, діапазон хвиль, що використовується, є достатньо завантаженим.

Застосовуючи цифровий інжиніринг місій, команда змоделювала систему бортового повітряного зв’язку, виконуючи різноманітні сценарії впливу зовнішнього середовища. Дані моделювання були проаналізовані, щоб зрозуміти вплив радіоперешкод на систему, ефективно виділити потрібні канали, а також визначити оптимальне розташування та конфігурацію антен. Оскільки випробування були віртуальні, цикли коригування та повторної оцінки вимагали лише нових цифрових даних - а не створення нових фізичних прототипів.

В результаті інженери вдвічі скоротили час на розробку. Давайте розглянемо детальніше, як вони це зробили.

Процес почався зі створення моделі місії у Ansys Systems Tool Kit (STK), яка представляє собою операційне середовище системи повітряного зв’язку - що їй потрібно було робити, а також де і коли. Це дозволило оцінити структуру системи та зрозуміти, як реальні фактори можуть на неї вплинути та чому, вже на початку дослідження.

Наступним кроком було інтегрування Ansys 3D High Frequency Simulation Software (HFSS) у STK, щоб визначити баланс лінії зв’язку, який оцінює загальну передавальну потужність у радіосистемі, включаючи втрати. Тепер команда могла використовувати свій арсенал засобів моделювання для оптимізації структури системи зв’язку, отримуючи повне уявлення про те, як зміна параметрів впливає на успіх місії, у кілька кліків. Ось деякі зі способів, які вони застосовували:

• Імпорт файлів геометрії літаків, які будуть використовувати систему повітряного зв’язку, у HFSS для створення номінальних моделей антен, розуміння їх електромагнітних характеристик та вибору правильних місць розташування та форми.
• Експорт даних з HFSS до Ansys Emit, яка визначає перешкоди в системі, що складається з кількох передавачів, які працюють одночасно. Результати цього розрахунку показали, які канали можуть мати руйнівний ефект на авіоніку або інші системи.
• Зменшення взаємних радіоперешкод за допомогою фільтрування та використання планування частот для перерозподілу каналів, та пропонування відповідних змін до моделі у HFSS.
• Імпорт моделі антени та «чистих» каналів у STK, що дозволило інженерам візуалізувати вплив усіх компонентів на шлюз зв’язку під час моделювання різних маневрів та маршрутів.

Приклад цифрового інжинірингу місій у аерокосмічній галузі. Ansys STK дозволяє розробити місію та космічний апарат і, водночас, визначити вимоги до корисного навантаження, зв’язку та наземного обладнання.

Швидше, розумніше, краще

Завдяки цифровому інжинірингу місій, інженерна команда змогла швидко зрозуміти продуктивність системи повітряного зв’язку та виявити нові вимоги без фізичних випробувань. Швидкі ітерації моделювання та аналізу значно скоротили терміни виконання проєкту та дозволили команді швидше представити першу збірку, яка була ближче до готовності до виробництва, ніж це можливо при використанні застарілих підходів. У світі, де час введення на ринок є важливим фактором, цифровий інжиніринг місій надає неперевершену перевагу.

Розуміння місії

Одне з найскладніших завдань полягає в тому, щоб дати відповідь на просте запитання, яке, здається, ми знаємо, але не задумуємося про нього: що ми маємо на увазі, коли говоримо про "місію"? Причина того, чому це запитання не є настільки простим, полягає в тому, що люди використовують слово "місія" по-різному. Отже, що маємо на увазі, коли говоримо про місію в контексті цифрового проектування місій? Давайте розберемося.

Місія - це: 
Речі, які продукт, система або платформа повинна бути в змозі робити.
Середовище, в якому вона має це робити - включаючи природні сили та конкурентну або ворожу діяльність.

Які є приклади таких місій?

Найпростіше можна сказати, що ложка має дозволяти їсти суп, а миска зі супом становить її операційне середовище. Або поглянемо тепловий насос для вашого дому, який повинен його обігрівати та охолоджувати. Середовище теплового насоса включає багато факторів, від погодних умов ззовні будинку до вентиляції всередині нього.

До місії також можуть існувати певні вимоги. Приклад – автомобіль, який повинен безпечно перевозити від чотирьох до шести пасажирів та певну кількість вантажу з певною паливною ефективністю і таке інше. Якщо ви водили автомобіль, то вам вже добре відомо, наскільки динамічним може бути це середовище та як динамічні фактори можуть впливати на умови місії автомобіля по-різному.

Нарешті, розглянемо радар, який виявляє повітряні судна, але хтось цьому перешкоджає. Ймовірно, його середовище включатиме конкурентну або протиборчу діяльність - наприклад, літак, який намагається заблокувати його роботу.

Отже, хоча визначення місії можна зводити до достатньо простого, повний опис конкретної місії може бути багатогранним і складним. І, як ви можете уявити, чим складніша місія, тим більшу перевагу надає використання цифрового інжинірингу місій.

Диверсифікація місій

Цифровий інжиніринг місій спочатку було реалізовано в авіакосмічній галузі, де його активно використовують досі. В той же час Ansys - і наші клієнти - доводять, що такий самий підхід можна успішно застосовувати до різноманітних інших систем, включаючи автомобільні транспортні засоби, морські судна та розумні міста.

Давайте розглянемо приклад того, як цифровий інжиніринг місій може застосовуватися в іншій галузі - телекомунікаціях. Ви можете сказати, що місія мобільного телефону полягає у підтримці швидкості передачі даних та голосового зв'язку у будь-якому міському середовищі з великою кількістю користувачів. Ви визначили те, що він повинен робити, і середовище, в якому він повинен це робити. У яких випадках цифровий інжиніринг місій може визначити, чи може телефон виконувати місію?

Подивимось на те, що можна проаналізувати:

• Динамічні фактори середовища, такі як природні перешкоди радіочастотного впливу на складні мережі зв'язку.
• Взаємодія систем телефону, наприклад фотографування під час відеоконференції з потоковою передачею даних при підключенні до Bluetooth-гарнітури.
• Як рух впливає на продуктивність. Наприклад, телефон може користуватися інформацією про місцезнаходження від супутників GPS, тому важливо враховувати, що перешкоди, такі як будинки, змінюються при переміщенні пристрою по місту.

Очевидно, ми спрощуємо речі. Але як тільки ви зрозумієте повний зміст місії в контексті цифрового інжинірингу, ви зможете оцінити широту його можливого застосування.

Правильно застосований цифровий інжиніринг місій підвищує ефективність і знижує витрати, починаючи від самого початку проєктування продукту і аж до етапу експлуатації та технічного обслуговування. Завдяки постійній перевірці реальної продуктивності на кожному етапі життєвого циклу ви розпочинаєте кожен наступний етап з упевненістю, що ваша розробка готова до наступного кроку. Побачивши на власні очі те, наскільки ефективним є такий підхід для вашої команди, ви будете готові до неймовірних технологічних стрибків.

Компанія Софт Інжиніринг Груп, авторизований партнер ANSYS Inc. в Україні рада повідомити про вихід нової версії програмних продуктів Ansys 2023 R1.

Продукти для інженерів-конструкторів

В версії Ansys Discovery 2023 R1 було розширено можливості моделювання фізичних процесів в режимі реального часу, покращено інтерфейс користувача та додано ряд потужних інструментів моделювання. Все це робить Discovery важливою ланкою в процесі чисельного моделювання та найкращим засобом для початку моделювання, як для інженера-конструктора, так і для інженера-розрахунковця. Революційне покращення точності розрахунків фізичних процесів у реальному часі збільшує надійність розрахунків та знижує вимоги до об’єму пам’яті графічного процесора (GPU) при розрахунку тонкостінних конструкцій. Нова технологія створення та редагування геометричних моделей Subdivision (тіла органічної форми, побудовані за базовою сіткою) відкриває можливості для “what-if” досліджень конструкцій складної форми, в тому числі моделей, отриманих в результаті топологічної оптимізації.

Також було додано ряд нових розрахункових можливостей, що збільшують продуктивність та якість моделювання напружено-деформованого стану, антен, лопатевих машин, охолодження електронних компонентів та, одночасно, забезпечують безперешкодний зв’язок з іншими програмними продуктами Ansys для більш глибоких досліджень.

Моделювання акустики

Нові функціональні можливості модулів Ansys Sound у версії 2023 R1:

• SAS (Sound Analysis & Specification): дослідження вібраційних характеристик разом з акустичними характеристиками систем завдяки можливості конвертування спектрів швидкостей, переміщень та акустичного сигналу.
• VRS (Virtual Reality Sound): програвання кількох 3D-звукозаписів на кількох системах гучномовців, включно з функцію еквалайзера для налаштування відтворення звуку відповідно до оточення/кімнат, у яких розташовані гучномовці.
• ASDforEV (Active Sound Design for Electric Vehicles): застосування нової техніки гранульованого синтезу звуку, яка відкриває нескінченну кількість способів створення інтерактивних звуків, контрольованих в режимі реального часу параметрами CAN-Bus.

Адитивне виробництво

Нове у версії Ansys 2023 R1:

• Distortion Compensation wizard: покращений та автоматизований помічник у інтерфейсі Ansys Mechanical на 50% зменшує час на створення моделі за рахунок виключення ручної роботи з оптимізації моделі. Оптимізований цикл створення моделі виключає необхідність ручного запуску ітерацій даючи користувачу можливість задати діапазон допусків, у межах якого відбувається автоматична оптимізація.
• Laser Powderbed Fusion: підвищено точність моделювання за рахунок точнішого моделювання шляху проходження лазерного променю та інтеграції Build File Reader у інтерфейс Mechanical. Використання точного шляху проходження лазерного променю підвищує якість та розуміння процесу друку не ігноруючи анізотропні деформації та не роблячи припущень щодо шляху променю.
• Scan Pattern-based Calibration Wizard: новий помічник у інтерфейсі Mechanical для спрощення процесу калібрування при анізотропному моделюванні.

Автономні транспортні засоби

У версії 2023 R1 удосконалено програмний продукт AVxcelerate Sensors. Інновації, запроваджені у новій версії, не тільки покращують можливості AVxcelerate на фундаментальному рівні, але також допомагають спростити взаємодію з користувачем від початку до кінця. Покращення у препроцесорі та постпроцесорі, верифікація та валідація даних сенсорів (радар та лідар), бекенд-обробка даних та безперешкодна інтеграція екосистеми в сторонній симулятор водіння, такий як IPG CarMaker, разом сприяють створенню повноцінної, спрощеної та зручної взаємодії з користувачем.

Ansys Connect

У версії 2023 R1 посилено можливості програмних продуктів Ansys Minerva, Ansys optiSLang, Ansys Granta, Ansys ModelCenter, що надає переваги використанню інженерного моделювання за рахунок підвищення ефективності, співпраці та прискоренню інновацій. У колекції програмних продуктів покращено інтерфейс користувача, додано нові можливості інтеграції між програмними компонентами та спрощено взаємодію між різними командами інженерів.

Ansys Cloud

Хмарна платформа Ansys Cloud Direct підтримує версію 2023 R1 програмних продуктів Ansys Mechanical, Fluent, HFSS, SLwave, Icepak, Maxwell, Q3D, LS-DYNA, LST, Discovery, Speos, optiSlang, CFX, Lumerical. Підтримка програмних продуктів версії 2023 R1 платформою дистанційного керування розрахунками Ansys Gateway очікується найближчим часом.

Цифровий двійник

У версії 2023 R1 Ansys продовжує удосконалювати технологію цифрових двійників (Digital Twins) за рахунок:

• Підвищення точності прогнозування поведінки за допомогою гібридних моделей (Hybrid Analytics), доступних у Ansys Twin Builder.
• Покращення взаємодії з користувачем при розгортанні цифрових двійників завдяки підвищенню продуктивності. 
• Інновацій у автоматизації, підвищенні швидкості і точності моделей зі зменшеною розмірністю (ROM).
• Вдосконалення вирішувача, бібліотеки моделей, а також довідкової системи Ansys Twin Builder для кращої організації робочого процесу.

Електромагнетизм

У версії 2023 R1 програмне забезпечення Ansys Electronics продовжує надавати найкращі у своєму класі високопродуктивні технології для моделювання друкованих плат (РСВ), систем охолодження (3D-IC), електромагнітних перешкод (EMI), електромагнітної сумісності (EMC), теплових, кабельних, антенних і електромеханічних систем. Поставлені задачі вирішуються завдяки значному прогресу в автоматизації робочого процесу та інтеграції інструментів у моделюванні електромагнітних та мультифізичних процесів.

Вбудоване програмне забезпечення

Ansys 2023 R1 посилює міжопераційність в галузі Aerospace & Defense (A&D) з використанням стандарту розробки інтерактивних дисплеїв кабін ARINC 661, програмного забезпечення для авіоніки (FACE) та керування автомобілем (AUTOSAR). Доступність хмарних сервісів через Ansys Gateway на базі веб сервісу AWS надає більшу гнучкість у встановленні продуктів SCADE. Крім того, поліпшення у допомозі при створенні тестів прискорюють робочий процес верифікації та перевірки програмного забезпечення.

Гідрогазодинаміка

Лінійка програмних продуктів з обчислювальної гідрогазодинаміки (CFD) стає ще більш ефективною, продуктивною та надійною. У версії 2023 R1 головні покращення стосуються технології паралельних обчислень з використанням графічного процесора (GPU), моделювання виробництва водню та автоматизації процесу розрахунку:

• Здійснено остаточне запровадження GPU-вирішувача Fluent для широкого спектру задач.
• Підвищено ефективність автоматизації та кастомізації розрахунків з використанням мови Python безпосередньо у інтерфейсі Fluent у вбудованій PyConsole.
• Підвищено надійність та стабільність вирішувача для усіх режимів польоту у Fluent Aero з використанням методів High-Speed Numerics (HNS).
• Додано можливість автоматичного створення високоякісних CAD-моделей елементів лопатей у TurboGrid.
• Підвищено точність моделювання роботи двигунів внутрішнього згоряння використанням АСТ-розширення Arc Channel Tracking у Ansys Forte.
• З’явилась можливість застосування у Ansys Rocky методу DEM-SPH та двобічно пов’язаного розрахунку з Fluent у Workbench.
• Підвищено автоматизацію та продуктивність розрахунку гвинтів за допомогою моделі віртуальної лопаті (VBM).
• Додано можливість виконувати параметричні дослідження та оптимізацію дизайну безпосередньо в інтерфейсі Fluent, включаючи морфінг.

Властивості матеріалів

У версії 2023 R1 до інтерфейсу Granta MI™ додано нові застосунки CAD Connector та Material Calibration, які покращують позиціонування Granta MI як надійного та достовірного джерела даних про властивості матеріалів. Доступ до модуля Granta Selector через платформу дистанційного керування розрахунками Ansys Gateway на базі веб-сервісу AWS сприяє швидкому та точному прогнозуванню властивостей нових матеріалів на ранніх стадіях проектування. Бібліотека матеріалів Ansys Granta Data була оновлена та доповнена новими даними щодо металів, полімерів, матеріалів для друкованих електричних плат (PCB) та матеріалів, які абсорбують електромагнітне випромінювання. Все це забезпечує вимоги інженерів в галузі автомобілебудування, 5G та інших високотехнологічних галузях.

Оптика 

Ansys Speos продовжує вдосконалювати можливості моделювання для розробників оптики. У версії 2023 R1 додано потужний функціонал, який дозволяє скоротити витрати часу на моделювання, підвищити точність та розширити сумісність з іншими продуктами Ansys.

Фотоніка 

У версії 2023 R1 програмне забезпечення Ansys Lumerical додає значної зручності використання, точності, продуктивності та функціональності у сімействі продуктів:

• Ansys Lumerical прискорено в 5 разів при сумісному електрооптичному моделюванні фотонних схем та в цілому за допомогою платформи Ansys Gateway на базі сервісу AWS!
• Створено новий інтерфейс Ansys Optics Launcher, який надає миттєвий доступ до всього портфоліо прикладів і шаблонів.
• Популярний серед користувачів Ansys Lumerical FDTD (Finite-Difference Time-Domain solver) отримав нову модернізовану САПР.
• Потужний Ansys Lumerical RCWA (Rigorous Coupled-Wave Analysis solver) має новий графічний інтерфейс для прискорення та зручності проєктування. Користувачам стають доступними можливості моделювання явищ самоузгодженого заряду та квантової ями, а також використання зручних шаблонів проєктування компонентів інтегрованої фотоніки.
• Декілька вдосконалень інтеграції з Zemax і Speos ще більше спрощують процес моделювання від нано- до макромасштабної оптики для доповненої реальності, дизайну металінз та систем зображення.

Функціональна безпека

Нові можливості програмного продукту Ansys medini analyze у версії 2023 R1:

• Розрахунок значень середнього часу до відмови (MTTF) та середнього часу між відмовами (MTBF) у методах оцінки надійності та безпеки FTA та RBD у авіакосмічній та оборонній промисловості.
• Клієнтам в області автомобілебудування додано нові можливості у побудуванні ризик-графіків HARA (Hazard Analysis and Risk Assessment).

Напівпровідники

У версії 2023 R1 сімейство програмних продуктів Ansys в області напівпровідників продовжує забезпечувати значні технологічні можливості з істотним підвищенням швидкості та ефективності:

• RedHawk-SC: пропонує технологію SigmaDVD ™ для запобігання локального динамічного падіння напруги у чіпах та електричних контурах, а також підтримує моделі зі зменшеною розмірністю (ROM).
• Totem-SC та PathFinder-SC: через платформу Ansys SeaScape інтегровано до Ansys optiSLang.
• RedHawk-SC та RedHawk-SC Electrothermal додано до 3Dblox™ Reference Flow компанії Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC).

Розрахунки на міцність

У версії 2023 R1 лінійка програмних продуктів компанії Ansys з розрахунків на міцність додає нові можливості для проведення більш точних, ефективних та налаштованих користувачем розрахунків, а саме:

• Прогнозування витрат часу та оперативної пам'яті для розрахунку в інтерфейсі Ansys Mechanical за допомогою інструменту Resource Prediction, що побудований на основі технології штучного інтелекту (AI/ML).
• Зручне редагування геометричної моделі без втрати прив’язки об’єктів дерева моделі до геометрії за рахунок використання технології Geometry Based Associativity (GBA) та інструменту Scoping Wizard для переприв’язки об’єктів.
• Вдосконалена реалізація метода Incompressible Smooth Particle Hydrodynamics (ISPH) у LS-Dyna в частині швидкості обробки даних, візуалізації результатів, передачі даних до Mechanical та Fluent.
• В рамках LS-Dyna представлено робочий процес для всебічного аналізу безпечності акумуляторних батарей в умовах теплового чи механічного пошкодження. Процес ґрунтується на зв’язаних розрахунках механічних, електричних, електрохімічних та теплових процесів, при цьому розрахункові моделі пройшли валідацію в експериментах.
• Значне розширення бібліотеки деталей Ansys Sherlock (більше 400 тисяч нових деталей), покращена інтеграція Sherlock, Mechanical та Icepak, яка дає можливість працювати не тільки з окремими платами, але і з моделями, що включають декілька плат одночасно.

Zemax

У версії 2023 R1 компанія Ansys продовжує надавати розробникам оптики корисні можливості та оптимізовувати робочий процес:

• Zemax OpticStudio: додано динамічний зв'язок з Ansys Lumerical FDTD для моделювання складних 2D дифракційних граток, композитних покриттів та непослідовного трасування променів.
• OpticStudio STAR: додано активну обробку руху твердого тіла.
• Ansys Zemax OpticsBuilder: додано підтримку імпорту на базі рівнянь та удосконалено Fold Mirror tool.

Чи може цифрова трансформація забезпечити більшу енергоефективність і продовжити термін служби атомних електростанцій значно більше, ніж на 40 років? Це те, на що спроможне програмне забезпечення від Ansys. Пропонуємо Вам переконатись у перспективах використання симуляцій Ansys Twin Builder в атомній енергетиці на підставі ексклюзивного інтерв’ю з віце-президентом і генеральним менеджером Ansys Еріком Бантені, яке він дав французькій групі EDF, що сприяє розробці безпечних технологій виробництва електроенергії з низьким вмістом вуглецю за допомогою інструментів мультифізичного моделювання Ansys.

  Чому атомна галузь зацікавлена в цифровому моделюванні?

   Як можна гарантувати продовження терміну служби електростанцій, проводити прогнозне технічне обслуговування, порівняти те, як      система погіршує продуктивність порівняно з тим, що було заплановано, у дуже індивідуальний спосіб на рівні кожного з компонентів?

   На атомній станції працює багато систем. Існують тисячі насосів із широким діапазоном робочих змін, які працюють у різних умовах, з     дуже довгим терміном служби, дуже високою вартістю активів тощо. Тому дуже важливо захистити їх і зменшити витрати на технічне    обслуговування. Є як питання безпеки, так і економічне питання. Програмне забезпечення Ansys пропонує можливість створення      цифрового двійника для всього обладнання, що обслуговується.

Ерік Бантені (Eric Bantegnie), віце-президент і генеральний менеджер Ansys

Про яке обладнання йдеться розмова?

 Це обладнання, яке оператор установки вважає критичним для управління.

Це варіюється від складного обладнання, такого як турбогенератори, до простих речей, таких як насоси. Немає обмежень щодо обладнання. Наприклад, якщо на заводі є два однакові насоси, вони не будуть використовуватися однаково, вони не матимуть однакового терміну служби. Тому ми створимо імітаційну модель для кожного насоса. Дані датчиків, встановлених на кожному насосі, дозволять програмному забезпеченню давати індивідуальні прогнози для кожної частини обладнання.

Інженер використовує комп'ютер для обслуговування обладнання на електростанції

Як працює симуляція?

Ansys пропонує мультифізичні, багатообладнані та багатомасштабні симуляції.

Мультифізика: для даного обладнання виконується моделювання поєднання всіх фізичних явищ одночасно. Для електродвигуна моделюються електрична частину, а також термічна частину, вібрація. Можна змішувати кілька типів фізики одночасно, щоб отримати точне моделювання. Інші засоби моделювання можуть моделювати лише одне фізичне явище за раз.

Багатообладнаність: можна поєднувати приналежність різних взаємодіючих компонентів у програмному забезпеченні. У генераторі змінного струму є десятки різних частин, і можливо змоделювати кожну з цих частин і змоделювати ціле.

Багатомасштабність: симуляція надзвичайно тонких та детальних явищ, таких як електронний чіп або маленький шматок у трубі, тому можна імітувати дуже малі та мікроскопічні масштаби. Але також можна симулювати дуже масштабні фізичні явища на сотні метрів (радари дальнього радіусу дії) і різних порядків величини (турбогенератори, автономні автомобілі). Таким чином, послідовно збільшується частина обладнання, його допоміжна частина, компоненти тощо.

Як програмне забезпечення Ansys може продовжити термін служби атомної станції?

Коли використовується програмне забезпечення Ansys, є можливість використовувати інструменти аналізу безпеки, які дозволяють операторам перераховувати всі можливі режими збоїв технічних систем. Це все, що потенційно може не працювати. Тож розробник має у своєму розпорядженні цей каталог, а за допомогою моделювання може у режимі реального часу бачити, чи система переживає певний режим збою (тобто аномальна вібрація, аномальна температура).

Проблеми в роботі можна виявити в режимі реального часу. Зазвичай датчики встановлюються там, де ми можемо, і не обов’язково там, де вони нам потрібні. Наприклад, якщо є корозія всередині насосу через пісок або окиснювачі, неможна встановити датчик у насос, оскільки це заблокує його. Але моделювання дає змогу точно передбачити, якими будуть фізичні параметри роботи насосу. Моделювання дає дуже точні прогнози, попереджає про відхилення в системі, повідомляє, чи потрібна операція з технічного обслуговування або чи слід зупинити систему. Підхід на базі цифрового двійника дозволяє уникнути поломок і відстежувати деградацію систем. Таким чином стає можливим продовжити термін служби атомної станції.

ТЕЦ з великим димарем

Моделювання режимів роботи атомних станцій, які знаходяться в експлуатації

Електростанції були побудовані десятки років тому, коли потужність обчислень і моделювання була не такою, як сьогодні. Але цифрові двійники можна використовувати на обладнанні старих електростанцій, які все ще працюють. За допомогою Ansys можна моделювати існуюче обладнання, для якого не обов’язково мати детальні 3D-дані. Можна створювати симуляції крупним планом на основі робочих даних, щоб проводити прогнозне обслуговування. Режими відмов також можна моделювати та аналізувати для задоволення потреб безпеки.

Цифрове моделювання сьогодні масово використовується в автомобільній та аерокосмічній промисловості. Як застосовується Twin Builder у атомній галузі?

Атомна галузь підходить для моделювання, тому що в атомній промисловості є багато речей, які фізично не можна перевірити. Якщо потрібно знати, чи може атомна станція порушити свій режим роботи, ви не можете цього зробити, краще це змоделювати. Рішення, розроблені для ядерної галузі, часто приймаються рештою промисловості через кілька років. Програмне забезпечення Ansys для мультифізичного моделювання Ansys Twin Builder орієнтовано на використання і для ядерної промисловості.

Нова бібліотека рідинного охолодження (LCL), яка доступна в Ansys Twin Builder Heating та Cooling Library, розширює можливості для моделювання в атомній енергетиці. Ця бібліотека є сумісною з багатьма інструментами бібліотеки Modelica, яка може допомогти розгорнути моделювання систем охолодження по-новому. Загалом LCL можна використовувати для моделювання контурів охолодження в багатьох галузях промисловості, таких як енергетика, аерокосмічна, автомобільна, переробна тощо. Поєднання з великими бібліотеками електроніки та електричних машин у Twin Builder,  робить LCL природним пристосуванням для охолодження силової електроніки та управління температурою технічних пристроїв.

Які можна навести приклади успішного впровадження Ansys?

Рішення, які Ansys розробляє та створює прототипи для атомної промисловості, через рік-два будуть поширені в інших галузях промисловості, які мають високий попит на безпеку. Це аерокосмічна галузь, традиційна та відновлювальна енергетика та більше охоплення автомобільної промисловості з автономними системами. Ядерна система має багатоскладні проблеми з багатьма взаємодіями з механічними та тепловими системами. Термомеханічні проблеми дуже складні, існують високі температури, вібрації тощо, фізика, що стосується цього, дуже складна.

Атомна енергетика також пов’язана з проблемами корозії, оскільки системи створені для того, щоб служити дуже довго. За допомогою Ansys можна вирішити вказані проблеми та надати відповіді, які можна застосувати в нафтогазовій промисловості, де також є проблеми з корозією на трубопроводах і нафтопереробних заводах.

Які наступні задачі чекають на вирішення з Ansys?

Розробники Ansys дуже просунулись у точному фізичному моделюванні. Співпраця з французькою групою EDF цікава у розгортанні цифрових двійників. Атомні станції мають багато підсистем, які потенційно можуть бути цифровими двійниками. Атомна електростанція потенційно означає 20 000 або 30 000 цифрових близнюків. Отже, коли ми знаємо, як розгорнути всі ці цифрові двійники для обслуговування атомної станції, ми також зможемо розгорнути їх, наприклад, на атомному підводному човні або на нафтопереробному заводі у великих і дуже складних системах. Потрібно ще багато чого дізнатися про те, як створювати стратегії розгортання та як отримувати дані. Сьогодні клієнти Ansys мають лише кілька тисяч цифрових двійників. Перехід до 10 000 або 100 000 означає зміну масштабу, і це ще попереду.

Компания Софт Инжиниринг Групп, авторизованный партнер ANSYS Inc. в Украине, рада сообщить о выходе новой версии программных продуктов Ansys 2022 R1. 

В версии 2022 R1 представлены ключевые обновления такие как новый программный продукт Ansys Forming и системы Ansys Connect, а также можно отметить многочисленные усовершенствования и новый функционал, появившийся в уже существующих решениях.

Продукты для инженеров-конструкторов

Новая версия Discovery кардинальным образом расширяет возможности технологии моделирования физических явлений в реальном времени (режим «Explore», ранее Discovery Live). Теперь в этом режиме можно производить расчёты теплового состояния моделей с жидкими и твёрдыми телами одновременно. Так как режим «Explore» не требует построения сетки и работает на видеокарте, он является быстрым и отказоустойчивым методом, позволяющим в десятки раз ускорить процесс моделирования теплообменников, устройств жидкостного охлаждения и выхлопных систем. Теперь всё более широкому кругу инженеров стало доступным исследование большого количества вариантов конструкции без существенных затрат на расчётное оборудование и лицензии для распараллеливания вычислений. Кроме этого, в версии 2022 R1 в Discovery перенесен из Spaceclaim ряд возможностей для подготовки расчётной модели для флагманских решателей – уже сейчас продукт Discovery готов заменить Spaceclaim на большом количестве задач. Вкратце основные улучшения можно изложить следующим образом:

• Связанные тепловые расчёты: расчёт температур при решении задач взаимодействия жидкости и конструкций позволяет быстро прогнозировать температурные режимы при различных характеристиках потока охлаждающей среды.
• Подготовка геометрии для расчётов во флагманских решателях: балочно-оболочечные модели, моделирование гибких шлейфов, использование малых единиц измерения.
• Оптимизация рабочих процессов: расширенная поддержка записи действий в скриптах, улучшенные шарнирные и сферические соединения, новые возможности постпроцессинга (результаты в сечениях, интерактивные датчики).
• Новые физические процессы: учет сжимаемости потока жидкости (как в режиме Explore, так и в режиме Refine), температурно-зависимые свойства материалов и пружины для соединения тел.

Расчёт на прочность

В версии 2022 R1 вышел новый программный продукт Ansys Forming – специализированный препостпроцессор для моделирования всех этапов процесса формования листового металла на основе быстрого и точного решателя LS-DYNA. Это позволит существенно упростить и ускорить подготовку моделей для инженеров, разрабатывающих штампованные листовые детали, а также оптимизирующих соответствующие технологические процессы. Кроме этого, к основным новинкам версии 2022 R1 стоит отнести:

• В Ansys Mechanical представлен новый инструментарий NVH Toolkit (Noise, Vibration and Harshness), решающий задачи корреляции данных акустических расчетов и испытаний. В частности, теперь пользователи могут загрузить в NVH Toolkit данные натурных испытаний и, на основе критерия корреляции собственных частот (MAC), получить матрицу корреляций.
• В Ansys Additive добавлена возможность моделирования процесса аддитивного производства методом наплавки (DED), что существенно расширяет сферу применения этого продукта, и открывает ещё большему числу инженеров новые возможности по прогнозированию температурных напряжений, деформаций, брака при печати и оптимизации процесса аддитивного производства.
• В Ansys Sherlock добавлена возможность экспорта высокоточных моделей печатных плат в Ansys AEDT Icepak, что позволяет существенно повысить точность оценки теплового состояния электроники.

Моделирование акустики

Ansys Sound версии 2022 R1 предоставляет новые возможности, направленные на облегчение анализа психоакустического восприятия шума на основе различных величин, принятых в отрасли и оговоренных стандартами:

• Добавлена возможность оценки уровня раздражения от шума на основе индикаторов тональности, отображаемых в виде зависимостей от уровня громкости и от частоты с возможностью переключения между единицами измерения.
• Расчет амплитудно-частотной характеристики дает возможность пользователю снизить негативное влияние шума на основе анализа передаточной функции системы и оценки отклика по различным частотам.
• Представлено отображение уровней громкости на цветовой диаграмме в соответствии с ISO 532-1 для анализа уровня шума с точки зрения его психоакустического восприятия.

Аддитивное производство

В версии Ansys 2022 R1 существенно расширены возможности по моделированию различных процессов аддитивного производства деталей из металла. Кроме поддерживаемого ранее процесса послойного спекания, теперь пользователи Ansys Additive смогут рассчитывать процессы наплавления и струйной печати. А именно:

• В портфолио Ansys Additive добавлена возможность моделирования процесса аддитивного производства методом наплавки (Directed Energy Deposition) с возможностью прогнозирования температурных деформаций и напряжений на макроуровне. Это позволяет предотвращать брак в производстве и выбирать оптимальные параметры процесса, такие как ориентацию изделия и последовательность печати.
• Представлена бета-опция по моделированию аддитивного производства методом струйной печати (Metal Binder Jet). В частности, представлен расчёт искажения формы и усадки в процессе спекания, а также методика компенсации искажений на основе расчёта.
• Увеличена скорость моделирования процессов послойного спекания (Powder Bed Fusion): удвоена скорость расчета деформаций при моделировании маршрута прохода поверхности лазером, а также расширена библиотека материалов со специализированными свойствами.
• Оптимизирован ряд рабочих процессов моделирования: полная поддержка распараллеливания, Additive Wizard теперь поддерживается на Linux, внесен ряд улучшений в решатель MAPDL, а также обеспечена беспроблемная передача данных между продуктами Ansys Additive и Ansys Mechanical в рамках расчётной платформы Workbench.

Автономные транспортные средства

В версии 2022 R1 продолжается развитие открытой архитектуры программного продукта Ansys AVxcelerate для проектирования автономных транспортных средств, в рамках которой модели физических датчиков, рассчитанные в Ansys, могут быть переданы в симуляторы вождения сторонних разработчиков.

• Добавлена возможность совместного моделирования с программным продуктом IPG Automotive CarMaker, что позволит как OEM-компаниям, так и производителям автомобилей обеспечивать безопасность системы ADAS в целом и её отдельных элементов. При этом валидация восприятия, алгоритмов обобщения и управления производится на основе моделирования физических датчиков (камеры, радары, лидары) в Ansys с последующим моделированием динамики и сценариев движения в IPG Automotive CarMaker.
• Теперь в AVxcelerate заложена автоматическая адаптация к доступным ресурсам, что позволяет моделировать сложные радары и лидары даже при ограниченном объеме GPU- памяти.
• Реализована модель радара для расчётов в реальном времени, учитывающая шероховатость поверхности дорожного покрытия.

Connect (инструменты расчётной платформы)

В версии 2022 R1 коллекция инструментов расчётной платформы была объединена под общим названием Ansys Connect. Сюда были включены такие продукты как Ansys Minerva (управление данными о моделировании), Ansys optiSLang (оптимизация и автоматизация рабочих процессов), Ansys Granta (данные о материалах: Granta MI Enterprise, Granta MI Pro и Selector) а также Ansys ModelCenter (автоматизация рабочих процессов и системное моделирование). Ansys Connect позволяет связывать различные инструменты моделирования и соответствующие данные в рамках единой экосистемы по управлению жизненным циклом изделия, включающей в себя CAD-проекты, базы данных требований, системные модели и так далее. В числе нововведений продуктов Ansys Connect стоит отметить:

• В Ansys optiSLang представлены возможности связывания с продуктами LS-Dyna, SpaceClaim, Nastran и ModelCenter, а также новый алгоритм оптимизации от Probaligence на основе технологий искусственного интеллекта.
• В Ansys Minerva теперь можно создавать приложения на основе автоматизированных рабочих процессов. Благодаря этому можно легко распространить рабочий процесс, отлаженный на экспертном уровне, среди пользователей, которые не специализируются на расчётах.
• Ansys ModelCenter – это новый продукт, пополнивший семейство Ansys в результате поглощения компании Phoenix Integration. ModelCenter позволяет настроить связи в системных моделях, интегрировать различные расчётные программы, CAD-программы и собственный код, параметризировать и автоматизировать сложные рабочие процессы. Всё это повышает производительность инженеров и позволяет им выполнять больше расчётов за то же время, в полной мере используя преимущества параметрического моделирования.
• В веб-интерфейсе Ansys Cloud были добавлены расширенные возможности администрирования: создание и настройка групп пользователей, распределение бюджетов между проектами в рамках компании и контроль использования облачных ресурсов. Также пользователи смогут делиться проектом с группой, либо, при возникновении затруднений, со специалистами технической поддержки.

Цифровые двойники

Программный продукт Ansys Twin Builder версии 2022 R1 обеспечивает точность предсказательной аналитики до 98% за счет объединения данных от физических и виртуальных датчиков. Стали доступны новые функции, позволяющие ускорить развертывание цифрового двойника (Digital Twin), упростить рабочий процесс и обеспечить интерактивное взаимодействие с моделью через Web-приложение:

• В Twin Deployer представлен инструмент Hybrid Analytics: калибровка и настройка параметров модели на основе показаний как виртуальных, так и физических датчиков. Также стала возможной интерактивная перекалибровка рабочей версии цифрового двойника  без необходимости перестроения модели.
• Теперь в Twin Deployer можно быстро создать веб-приложение с помощью модуля Export Web App.
• Twin SDK теперь поддерживает сохранение и загрузку состояния цифрового двойника, позволяющее перезапускать моделирование и просчитывать «what-if»-сценарии.
• Для моделей сокращённой размерности (ROM – Reduced-Order Model) добавлена возможность задавать ограничения на выходные данные, что улучшает соответствие модели имеющимся физическим условиям.
• Представлен новый решатель для построения динамических моделей сокращённой размерности, повышающий скорость расчёта до 10 раз.
• Для моделей из библиотеки Modelica добавлена возможность настройки компонентов с помощью условных соединителей (Conditional Connector) и параметров, что облегчает повторное использование одной и той же модели для различных сценариев.

Электромагнетизм

В версии 2022 R1 продукты Ansys Electronics предлагают пользователям лучшие в своём классе решения для разработки электромашин, печатных плат, чипов, кабелей, анализа электромагнитной совместимости и других задач, актуальных с учётом современных тенденций по электрификации и разработке автономных транспортных средств. 

• В Ansys HFSS SBR+ был добавлен учёт шероховатости незеркальных поверхностей, что повысило достоверность моделирования отклика радара при различном состоянии асфальтового или бетонного покрытия дороги.
• Разработчики силовой электроники могут оценить новую возможность Ansys Maxwell по расчёту потерь в многожильных проводах обмотки (litz wire) на основе двустороннего связанного расчёта с тепловыми решателями в рамках расчётных платформ Workbench и Ansys Electronics Desktop.
• Ansys SIwave теперь может считывать градиенты температур из Icepak, а его решатель переменных цепей позволяет решать вопросы целостности сигналов для устройств с переменным током, в том числе с учётом температурных эффектов.
• В Ansys Icepak добавлена возможность двухсторонней связи с RedHawk для импорта тепловой модели чипа и экспорта коэффициентов конвективного теплообмена.
• Ansys Motor-CAD позволяет оценивать акустические, вибрационные и психоакустические характеристики электромашин (NVH – Noise, Vibration and Harshness) уже на этапе предварительного проектирования, исключая перепроектирование на поздних этапах.
• В Ansys EMA3D CABLE добавлена возможность проведения совместного нестационарного расчёта цепей в EMA3D и Nexxim, что позволяет создавать модели сложных систем с учётом цепей в отдельных устройствах.
• Благодаря новому продукту Ansys EMA3D Charge у инженеров появилась возможность оценивать риск пробоя через диэлектрик. Эта задача возникает при расчёте молниезащиты летательных аппаратов, разводке дорожек печатных плат, разработке солнечных панелей, космических аппаратов, высоковольтного оборудования (кабелей, коннекторов, изоляторов) и так далее.
• Ansys Nuhertz FilterSolutions позволяет разработчикам плоских фильтров проводить оптимизацию на основе дискретных значений, обусловленных доступными на рынке стандартными компонентами.

Встраиваемое программное обеспечение

Ansys SCADE 2022 R1 продолжает расширение возможностей в области разработки программного обеспечения с учётом требований безопасности и мультиплатформенности, задаваемых стадартами для аэрокосмической техники (DO-178C, ARINC 661, FACE), автомобилей (ISO 26262, AUTOSAR) и промышленного оборудования (IEC 62508, EN 50128). Новые инструменты по анализу покрытия кода позволяют ускорить верификацию и валидацию разработок. Среди улучшений стоит отметить: 

• Улучшения в интерфейсе SCADE Suite, новый инструмент Digital Verifier, расширенная поддержка AUTOSAR Classic.
• В SCADE Display были включены рекомендации по сертификации систем отображения информации в кабине пилотов согласно стандарту DO-178C, а также библиотека визуальных эффектов. 
• В продуктах SCADE Architect и Avionics реализована полная поддержка моделей FACE 3.1, а также улучшен браузерный интерфейс. 
• В SCADE Test и SCADE Lifecycle добавлены модули Model Coverage Assistance и ALM Gateway. 

Гидрогазодинамика

Новый выпуск программных продуктов Ansys CFD для моделирования потоков жидкости и газа предлагает важные усовершенствования в области ускорения построения расчетных сеток, настройки моделей и решения задач, а именно:

• Для аэрокосмических задач представлен специализированный интерфейс (dedicated workspace) Ansys Fluent, позволяющий ускорить рабочие процессы и эффективно применять передовой опыт в области расчётов внешней аэродинамики. В рамках интерфейса выполнена оптимизация настроек решателя, представлены широкие возможности параметризации и многое другое.
• В виде бета-опции представлен новый решатель Fluent для стационарных задач, поддерживающий распараллеливание на несколько графических процессоров. На тестовых задачах 4 видеокарты последнего поколения обеспечили производительность на уровне 1000 ядер процессора.
• Для моделирования акустических задач во Fluent представлена новая модель буферного слоя (sponge layer) для корректного моделирования отражений от стенок, также стало доступно выполнение сложных расчетов с разложением звукового сигнала в частотной области на основе дискретного преобразования Фурье (DFT).
• В Ansys TurboGrid добавлена технология создания гибридных сеток, предназначенная для автоматического построения расчётной сетки для турбомашин со сложной геометрией.
• В Ansys Rocky добавлена динамическая оптимизация настроек расчётной области (dynamic domain) для ускорения вычислений в зонах со слабой интенсивностью взаимодействия между частицами.
• В Ansys Forte внедрено использование модели Эйлера для двухфазного потока, что позволяет быстро и точно моделировать жидкостные насосы и клапаны.

Свойства материалов

В версии 2022 R1 продукты группы Ansys Materials расширили свою сферу применения на задачи связи 5G, электроники и электрификации. Кроме этого, в Ansys Granta MI™ были впервые применены технологии машинного обучения для задач оптимизации параметров процесса аддитивного производства:

• В рамках расчётной платформы Ansys Electronics Desktop организован доступ к базе Granta MI с более чем 7200 материалами со специфичными свойствами для решения задач электромагнетизма, таких как проектирование электрических машин, оценка электромагнитной совместимости, целостности сигналов и питания, тепловых расчетов и так далее. 
• Продолжает расти объем данных для аддитивного производства. Следуя глобальному тренду,  в Granta MI™ интегрированы возможности машинного обучения для оптимизации параметров процесса аддитивного производства, визуализации данных и обучения. Это дает возможность преодолеть проблемы, связанные с недостатком и разреженностью данных о характеристиках материалов и их зависимостях от различных параметров.
• Информация о всех инженерных материалах в MaterialUniverse™ обновлена сведениями из базы данных Ecoinvent, позволяющей оценивать воздействие материалов на окружающую среду с использованием комплексных данных по возобновляемости ресурсов и другим экологическим параметрам.
• Значительно увеличено количество данных о полимерных материалах для нелинейных расчётов. Теперь база данных включает более чем 105 000 моделей полимеров.

Связанные расчёты

В версии 2022 R1 продукты Ansys получили ряд новых возможностей по организации связанных расчётов различных физических полей в рамках модуля System Coupling. В их числе: 

• Новый метод экстраполяции для передачи данных между непересекающимися областями.
• Улучшения в алгоритмах интерполяции, задействованных при связанных расчётах, приводящие к снижению затрат оперативной памяти.
• Улучшения в интерфейсе: новый инструмент для построения графиков и расширение справочной информации по перезапуску расчётов.
• Представлена версия 2.0 API-команд, использующихся при интерполяции в объёме и обмене сложными данными между решателями.

Оптика

Ansys Speos продолжает расширять возможности инженеров в области проектирования оптических систем. К основным улучшениям версии 2022 R1 стоит отнести:

• Представлен новый формат файла LightField, предназначенный для хранения промежуточных результатов моделирования для подконструкций в оптических системах. Благодаря этим файлам можно не только сократить время расчёта сложных систем, но и передавать данные между поставщиками и разработчиками, сохраняя конфиденциальной информацию в исходной модели.
• Добавлена возможность описывать собственные модели оптических поверхностей на C++ или Python, в том числе модели, основанные на данных из Lumerical FDTD.
• Вычисления на GPU позволяют кардинально ускорить расчёты без потери точности (на тестовых задачах достигнуто ускорение в 140 и даже в 260 раз).
• В продукте Ansys Speos for NX добавлена поддержка модуля Speos Live Preview.
• Благодаря улучшениям в интеграции с другими продуктами Ansys, упростился учёт влияния на изображение механических деформаций и искажений в турбулентных сжимаемых потоках.

Фотоника

В версии 2022 R1 в Ansys Lumerical был реализован ряд улучшений, направленных на повышение точности и производительности расчётов задач фотоники, а также на улучшение взаидействия с другими продуктами Ansys. В числе основных нововведений можно отметить: 

• Теперь расчёты в Lumerical можно выполнять в облачном сервисе Ansys Cloud.
• Представлены новые инструменты по интеграции со Speos (для создания оптических моделей поверхности), Speos Human Vision (для оценки восприятия пользователем) и optiSLang (для задач оптимизации).
• Ряд улучшений инструментов разработки фотонных интегральных схем, в том числе: поддержка фотонных моделей Lumerical INTERCONNECT и Verilog-A в компиляторе Lumerical CML.
• Новые инструменты по интеграции с Virtuoso Layout и KLayout.
• Учёт влияния самонагрева в твердотельных лазерах.
• Учёт изгиба волноводов в Lumerical FEEM.

Функциональная безопасность

Программные продукты Ansys medini analyze 2022 R1 предлагают пользователям новые возможности, направленные на повышение эффективности работы и полноту охвата различных вопросов безопасности, надёжности и информационной безопасности с учётом требований актуальных нормативных документов:

• Для инженеров из аэрокосмической отрасли представлен удобный функционал построения дерева отказов, полностью соответствующего требованиям стандарта ARP4761(A). 
• В области автомобилестроения были внедрены новейшие положения стандарта по информационной безопасности ISO 21434, выпущенного в августе прошлого года. 
• Инструмент Digital Safety Manager позволяет автоматически (на основе сохранённой в проекте информации) отслеживать прогресс проекта по заранее сконфигурированным KPI.
• В области аппаратного обеспечения и полупроводников в анализе FMEDA добавлена поддержка конфигураций, которая существенно облегчает поддержку небольших изменений проекта, необходимых при оценке различных вариантов применения или требований от различных заказчиков.

Полупроводники

В версии 2022 R1 в семействе продуктов Ansys RedHawk представлено новое решение, которое можно по праву назвать технологическим прорывом, – SigmaDVD. Эта технология сокращает время выявления наихудшего сценария динамического падения напряжения с нескольких месяцев до нескольких часов. Такое повышение в производительности, осуществлённое на базе статистически значимых расчётов, позволяет достичь 100% покрытия различных сценариев переключения, обеспечив тем самым полную уверенность разработчиков микрочипов в надёжности их продукта перед запуском в производство (signoff analysis). Кроме этого, также следует отметить:

• В Ansys RedHawk-SC обеспечен 30% прирост производительности в расчётах при неизменном уровне точности.
• В рамках парнёрства Ansys и Synopsys было представлено новое решение IR-ECO, интегрирующее расчётные возможности RedHawk-SC в инструменты Synopsys и облегчающее решение вопросов динамического падения напряжения без ущерба характеристик мощности, производительности и размеров микрочипа.
• Благодаря иерархической структуре тепловых моделей микрочипов существенно повышена скорость и точность расчётов в продукте Ansys RedHawk-SC Electrothermal, особенно для задач оптимизации чипов, в которых заложено снижение производительности в условиях избыточного нагерва.
• Новый вариант распараллеливания расчётов с распределённой памятью обеспечивает скачок в производительности, позволяющий производить расчёты даже самых сложных современных микрочипов, в том числе систем-на-кристалле и трёхмерных интегральных схем.
• В Ansys PowerArtist повышена производительность за счёт нового решателя во временной области и поддержки распределения памяти при распараллеливании расчётов.
• Представлен уникальный для рынка расчёта полупроводниковых устройств программный продукт – Ansys RaptorQ. Он позволяет производить электромагнитные расчёты для квантовых вычислительных систем, построенных на сверхпроводящем кремнии.

По всем вопросам, вы можете отправить запрос в компанию или написать info@soften.com.ua и/или связаться по телефону +380503510135

Усовершенствованные программные продукты версии Ansys 2021 R2 предоставляют вычислительные возможности для исследования продуктов на ранних этапах разработки, а также для моделирования сложных систем – от микросхем, размеры которых измеряются в нанометрах, до уровня космической миссии. Передовые решения Ansys обеспечивают открытый подход, который позволяет ускорить проектирование за счёт упрощения рабочих процессов, интеграции с системами управления данными и простого доступа к облачным ресурсам высокопроизводительных вычислений (HPC – high-performance computing).

Подробнее...

Вебинар посвящен обзору инструмента “NonLinear ADaptivity” (NLAD) для автоматического перестроения конечноэлементной сетки по различным критериям в процессе расчёта. Эта технология является особенно полезной для существенно нелинейных задач с большими деформациями и искажениями сетки, таких как деформирование эластомеров и моделирование технологических задач (вытяжка, горячая штамповка и т.п.)

Подробнее...