От имени большой команды – более тысячи разработчиков ANSYS – мы рады поделиться с вами информацией о тех новшествах и инновационных решениях, которые были привнесены в 18 версию ANSYS, лучшего в мире программного обеспечения для компьютерного моделирования. Ключевым направлением наших разработок стала концепция распространения задач моделирования на все сферы инженерной практики. Мы назвали эту концепцию «всеобъемлющее инженерное моделирование» («pervasive engineering simulation»).
Реализация этой концепции позволит инженерам выбрать оптимальные параметры продукта на ранних стадиях разработки («цифровое исследование» – «digital exploration»), быстро и эффективно произвести проверочные расчёты детализированных моделей тысяч вариантов продукта («цифровое прототипирование» – «digital prototyping»), а также анализировать работу продукта и оптимизировать его параметры в реальных условиях эксплуатации с использованием точных моделей «цифровых двойников» («digital twins»).
Для облегчения распространения концепции всеобъемлющего моделирования в инженерной среде мы добавили множество новых возможностей в каждый из продуктов семейства ANSYS. Детальная информация по этим нововведениям для каждой отрасли расчётов доступна на английском языке на странице ANSYS 18. По этой ссылке вы сможете ознакомиться с демонстрационными видео, докладами, примерами применения новых инструментов и статьями. Ниже вы можете прочесть об основных новинках по ключевым продуктам ANSYS.
Гидрогазодинамика (CFD – computational fluid dynamics)
Для решения задач гидрогазодинамики компания ANSYS представила в 18 версии пакет ANSYS CFD Enterprise – полный пакет инструментов для инженеров, которые сталкиваются с наиболее сложным и широким спектром задач динамики жидкости и газа. Пакет включает в себя полные версии всех решателей ANSYS CFD, специальные инструменты для исследования вопросов горения, обледенения и технологий обработки материалов, а также инструменты для редактирования и подготовки геометрии к расчёту, построения сетки, оптимизации и системного моделирования. Единый пакет ANSYS CFD Enterprise обеспечивает решение широкого спектра задач с обеспечением высокой точности, характерной для продуктов ANSYS. Для сопоставления пакета Enterprise с другими CFD продуктами от ANSYS вы можете обратиться к этой таблице. В продуктах CFD 18 версии был добавлен инструмент для осуществления точных и надёжных гармонических расчётов для объектов турбомашиностроения – теперь эти расчёты можно проводить в сто раз быстрее, чем ранее. Также были реализованы улучшения в области построения сетки и ускорения расчётов для сборок с движущимися телами.
На видео показаны результаты гармонического расчёта, использующего циклическую симметрию. Точность расчёта соответствует расчёту для всего лопаточного колеса, а ускорение расчёта составляет до 100 раз.
Новые возможности CFD продуктов в 18-й версии
Расчёт на прочность
В области расчётов на прочность версия ANSYS 18 предоставляет инновационные инструменты и технологии для расчёта моделей со сложными моделями материалов, оптимизации конструкции и использования новых форм деталей, соответствующих аддитивным методам производства. Благодаря внедрению новой параллельной технологии топологической оптимизации существенно упростилось решение задач облегчения конструкции при соблюдении прочностных и конструктивных требований. Благодаря новой возможности расчёта усталостной долговечности при нагрузках, заданных в виде спектра, инженеры получили возможность рассчитывать длительную прочность электронных компонентов. Благодаря иерархической структуре инструментов для подмоделирования (submodeling) стал возможен расчёт тепловых напряжений и деформаций на различных уровнях детализации, от печатных плат до полных электронных систем, смоделированных как в CAD, так и в ECAD программах.
Электромагнетизм
Продукты для расчётов электромагнитных явлений призваны решать такие актуальные вызовы современности, как беспроводная связь, обеспечение энергетической эффективности и автоматизация. ANSYS 18 предоставляет разработчикам более быстрые и устойчивые в работе инструменты, обеспечивающие детализированные расчёты электронных систем на ранней стадии разработки продукта. Набор инструментов для разработки антенн и беспроводных систем предоставляет новый рационализированный шаблон рабочего процесса, адаптивные методы построения сетки и расширенные счётные возможности, благодаря которым можно решать такие масштабные задачи в области электромагнетизма, как разработка систем для автономных автомобилей и различных сложных систем связи.
В области моделирования печатных плат представлена продвинутая технология 3D сборки компонентов, в которой реализована поддержка различных моделей интегральных схем, печатных плат и разъёмов в рамках единой среды моделирования. Теперь инженеры получили возможность проведения нестационарных расчётов работы платы, системной верификации и охлаждения платы в рамках единой модели. Благодаря проведенным улучшениям, 3D расчёт электромагнитных явлений может быть проведен так же легко, как и обычный расчёт токов функционирования, что обеспечивает на порядок более точные результаты. Инженеры, работающие в области силового оборудования и электроники, получили возможность быстрого расчёта шумов и вибраций в электромоторах и трансформаторах, что крайне важно для разработки тихого и эффективного оборудования. Модуль для расчёта электромагнитных явлений в области низких частот был также дополнен такой новой возможностью, как расчёт электромагнитных и тепловых эффектов в плоских магнитных компонентах (planar magnetic components), использующихся в компактной потребительской электронике и трансформаторах.
Полупроводниковые технологии
Пакет для разработки полупроводниковых приборов в ANSYS 18 предоставляет продвинутые инструменты для разработки микрочипов, обеспечивающие наилучшие параметры цепей питания (power integrity) и надёжности как на уровне микрочипа, так и на уровне печатной платы и системы в целом. Продвинутые технологии ANSYS 18 в области моделирования электронных компонентов позволяют автоматизировать проведение тепловых и прочностных расчётов на всех уровнях разработки продукта: от микрочипа до печатной платы и системы в целом. Благодаря этому клиенты компании ANSYS получили возможность быстрее выводить на рынок надежные и более мощные устройства с меньшими габаритами.
Встроенные приложения
ANSYS 18 продолжает укреплять лидирующие позиции на рынке встроенных приложений для разработки авионики. С выходом в рамках 18 версии пакета для разработки авионики ANSYS SCADE Architect инженеры получили возможность разрабатывать системы в соответствии со стандартом FACE™ и языком описания архитектуры AADL, что позволяет удовлетворить требованиям стандартов DO-178C и ARINC 661. В семействе продуктов SCADE также выполнен ряд улучшений в сфере взаимодействия между модулями и оптимизации рабочего процесса, начиная с задач описания архитектуры и вплоть до автоматической генерации сертифицированного кода. Решения ANSYS в области разработки программного обеспечения на основе модели системы позволяют существенно снизить стоимость и риски разработки, а также сократить сроки сертификации встроенных систем и приложений авиационного профиля.
С развитием технологий автономных автомобилей приложения в автомобильной отрасли стали гораздо сложнее. При этом также повысились требования к безопасности и качеству продукта в целом. Технологии помощи водителю при управлении автомобилем (ADAS – Advanced Driver Assistance Systems) используют радары, лидары, ряд других датчиков, беспроводную связь между автомобилями и технологии машинного обучения. В 18 версии ANSYS пакет SCADE System для автомобильной отрасли позволяет разрабатывать ADAS-приложения, тестировать и сертифицировать сложные и глубоко интегрированные встроенные приложения, соответствующие требованиям стандарта на архитектуру автомобильных систем AUTOSAR и прочим отраслевым стандартам, таким как ISO-26262 и Open GL SC 2.0.
ANSYS AIM
ANSYS AIM является простой в использовании расчётной средой, построенной в рамках идеологии единого окна. AIM объединяет наглядные шаблоны, направляющие работу пользователя, с точными решателями ANSYS и технологиями оптимизации. Это позволяет инженерам эффективно и просто выполнять моделирование на самых ранних этапах разработки продукта.
Шаблоны AIM направляют пользователя на всех этапах моделирования – от CAD-модели до результатов – для решения типовых задач в области расчётов на прочность, гидрогазодинамики, тепловых и электромагнитных расчётов, расчётов литья под давлением. В версии ANSYS 18 в расчётной среде AIM добавлены возможности в области расчётов магнитных и тепловых явлений, что позволяет осуществлять разработку таких электромагнитных устройств, как трансформаторы, преобразователи и шинопроводы. Команды разработчиков наверняка оценят расширенную совместимость расчётной среды AIM со специализированными продуктами ANSYS для задач механики твердых тел, жидкости и газа: пользователи могут начать проект в AIM, а затем при необходимости передать его в специализированные модули для проведения расчётов с особыми требованиями. В 18 версии интерфейс AIM стал доступен на китайском и японском языках.
Новая 18.00 версия расчётной среды ANSYS AIM создана с упором на ускорение процесса проектирования изделия. Это достигается за счёт использования опережающего моделирования, устранения нежелательных изменений на поздних этапах разработки и уменьшения объёма натурных испытаний. Опережающее моделирование позволяет уже на ранних этапах разработки принимать аргументированные конструкторские решения, повышая эффективность работы и снижая необходимость в последующих доработках и перепроектировании. Расчётная среда AIM обеспечивает простое проведение опережающего моделирования, так как она объединяет в себе интуитивно понятные и снабженные подсказками шаблоны проектов, точные результаты расчёта по различным дисциплинам и возможности изменения расчётной среды под специфические запросы пользователя. В новой версии ANSYS AIM реализованы улучшения в области опережающего моделирования задач электромагнетизма и теплопередачи, что позволяет ещё более расширить взаимодействие между инженерами различных специализаций и расчётчиками.
Читайте подробнее в нашем блоге - «Easy to use» расчётная среда AIM
Системное моделирование
Современные продукты инженерии являются сложными системами, так что при их разработке необходимо не только обеспечить высокие характеристики всех компонентов системы, но и убедиться в том, что отдельные компоненты корректно и эффективно работают в рамках единой системы. Для удовлетворения поставленным при разработке продукта требованиям задачи компьютерного моделирования необходимо решать как на уровне компонентов, так и на системном уровне.
Решения 18 версии ANSYS для системного моделирования позволяют инженерам в полной мере воспользоваться преимуществами моделей сокращённого порядка (Reduced-Order Model) для учёта результатов детализированных 3D расчётов в системных моделях. Создание системных моделей из моделей компонентов и подсистем позволяет оценивать характеристики продукта в реальных условиях эксплуатации. Решение этих задач стало ещё проще благодаря ряду улучшений в линейке продуктов ANSYS Simplorer, таких как добавление графической среды для моделирования на языке Modelica, расширение библиотек моделей компонентов и поддержка стандарта Functional Mock-up Interface (FMI 2.0).
Магазин приложений ANSYS App Store
Благодаря проникновению задач компьютерного моделирования в различные этапы разработки продукта, возможность проведения связанных расчётов и системного моделирования в рамках единой среды предоставляет ещё большие преимущества в плане сокращения сроков и стоимости разработки. Благодаря новому модулю для создания приложений, представленному в ANSYS 18, вы с минимальными усилиями можете создавать собственные приложения или воспользоваться преимуществами широкого спектра приложений, представленных в магазине ANSYS App Store.
В магазине приложений ANSYS App Store (appstore.ansys.com) вы можете найти множество приложений под ANSYS от наших партнёров и сотрудников, многие из приложений бесплатны
В расчётной среде ANSYS были также добавлены новые возможности по управлению данными, направленные на импорт данных из сторонних приложений, а также собственных приложений, созданных в рамках конкретных организаций.
Продукты ANSYS поддерживают как традиционную оплату или аренду лицензий, так и новую «эластичную» модель лицензирования (elastic licensing). Пользователи эластичных лицензий имеют возможность использовать те продукты ANSYS, в которых они нуждаются в настоящий момент, и оплачивать только те услуги, которыми они воспользовались.
Приведенная выше информация – лишь краткий обзор основных улучшений, реализованных в 18 версии ANSYS 18. Мы с радостью предоставляем нашим клиентам новые возможности, и надеемся, что вы найдете для себя много полезного. Принимая вызовы современности, которые стоят перед вами и вашей компанией, мы продолжим улучшать наши продукты в рамках концепции всеобъемлющего моделирования, благодаря которой вы сможете достигать и удерживать лидирующие позиции на рынке. Больше информации о наших новых продуктах вы сможете найти на странице ANSYS.