Научно-практическая конференция компании ТЕСИС
27-28 марта в Москве состоялась ежегодная научно-практическая конференция компании ТЕСИС — «Инженерные системы». Она проходила в ведущем научном центре российского авиационного двигателестроения — ФГУП ЦИАМ им. П.И.Баранова. В мероприятии приняли участие около 200 специалистов из более чем 110 предприятий и организаций, которые собрались вместе, чтобы обменяться опытом и узнать о современных тенденциях в применении систем автоматизированного проектирования и инженерного анализа на различных этапах жизненного цикла продукции в научно-исследовательских институтах, конструкторских бюро и на промышленных предприятиях. На конференции были представлены основные направления инженерного анализа:
- вычислительная гидродинамика (программное обеспечение FlowVision);
- прочность, статика и динамика (программное обеспечение ABAQUS);
- обработка металлов давлением (программное обеспечение DEFORM);
- акустика и виброакустика (программное обеспечение LMS Virtual.Lab).
Большое внимание на конференции было уделено программно-аппаратным комплексам для разработки и проектирования промышленных изделий и установок. В этом году в рамках мероприятия прошла уже ставшая традиционной выставка, на которой были представлены готовые программно-аппаратные решения для инженерных расчетов, велась демонстрация работы программных продуктов.
Участники конференции
Открыл конференцию генеральный директор компании ТЕСИС Сергей Курсаков. В своем выступлении он отметил, что данное событие становится все более масштабным и значимым. Традиционно в мероприятии принимают участие как опытные пользователи программных продуктов компании ТЕСИС, так и руководители предприятий и подразделений, рассматривающие вопрос внедрения современных технологий САПР.
Генеральный директор компании ТЕСИС Сергей Курсаков
«Наша компания не ограничивается только распространением и внедрением решений других фирм, в том числе западных, на российском рынке. Мы стараемся сочетать профессиональное внедрение инженерных решений наших партнеров с разработкой и распространением собственных продуктов. Кроме того, компания ТЕСИС не ограничивается внедрением только технологий САПР. Наш девиз: “Современные технологии — в промышленность”, поэтому мы стараемся предлагать клиентам широкий спектр решений: не только программные технологии, но и современные средства измерения, диагностики и производства продукции. Мы считаем, что такой комплексный подход к внедрению на предприятиях программного обеспечения и измерительного оборудования, использование передового мирового опыта и собственных разработок позволяет нам наиболее полно и качественно удовлетворять потребности наших заказчиков, предприятия которые часто находятся на стыке различных областей знаний и технологий», — отметил Сергей Курсаков.
Виктор Самофалов (Intel)
Первый день конференции начался с пленарных докладов. Компания ТЕСИС представила основные программные продукты, которые она продвигает на рынке:
- программный комплекс ABAQUS для решения задач прочности, статики и динамики — доклад на эту тему сделал Сергей Рыжов;
- программный комплекс FlowVision для решения задач вычислительной гидродинамики — о нем в своем докладе рассказал Владимир Коньшин;
- программный комплекс DEFORM для решения задач обработки металлов давлением, освещенный в докладе Александра Сидорова.
Во второй день конференции пленарные доклады делали партнеры компании ТЕСИС.
Александр Сокольский (Dassault Systemes)
Представитель компании Intel Виктор Самофалов выступил с докладом «Интел и высокопроизводительные вычисления».
Представитель компании Dassault Systemes Александр Сокольский сделал доклад «PLM — единая среда для разработки». Он рассказал о решениях DS для систем обеспечения жизненного цикла изделия; отметил, что компания Dassault Systemes активно продвигается в направлении интеграции CATIA V5 с ведущими системами инженерного анализа, а на базе ABAQUS разрабатывает расчетный комплекс нового поколения SIMULIA.
Анатолий Тишин (ЦНИИМАШ)
Представитель ЦНИИМАШ профессор Анатолий Петрович Тишин сделал доклад «Использование численного моделирования в энергетике».
Представитель МАИ профессор Сергей Федорович Тимушев прочел доклад на тему «Применение акустико-вихревого метода для расчета шума лопаточных машин в программном пакете FlowVision».
Сергей Тимушев (МАИ)
Компания ТЕСИС представила еще одну свою разработку — программу 3DTransVidia, предназначенную для трансляции геометрических моделей между различными CAD-системами с возможностью диагностики и исправления обнаруженных ошибок. Доклад на эту тему сделал Илья Матвеев.
Илья Матвеев (ТЕСИС)
Многие предприятия, использующие различные средства автоматизации проектно-конструкторских работ, ежедневно сталкиваются с проблемой обмена информацией между различными CAD-системами. В связи с этим потери времени на передачу данных составляют до 50% от общего срока проектирования изделия. Программный продукт 3DTransVidia помогает решать проблему передачи данных из одной системы в другую, а также позволяет пользователю следить за качеством 3D-модели. 3DTransVidia может применяться как самостоятельный продукт или в тандеме с другими программами. Например, для корректной передачи геометрии во FlowVision компания ТЕСИС предлагает использовать 3DTransVidia. На базе 3DTransVidia реализовано целое семейство младших продуктов, большинство из которых оформлено как специализированные модули для работы в среде SolidWorks.
Работа секции прочности
На конференции также было представлено несколько готовых программно-аппаратных решений, реализованных компанией ТЕСИС совместно с компаниями «Т-Платформы», Kraftway, «ПИРИТ» и «ЕТегро Текнолоджис». Участники конференции могли увидеть и опробовать на примере этих решений работу программ FlowVision, ABAQUS и DEFORM.
Кроме пленарных заседаний, шла работа в секциях, которые были организованы по таким направлениям, как прочность, акустика, аэродинамика и обработка металлов давлением.
В секции прочности специалисты делились опытом использования расчетного пакета ABAQUS для решения таких сложных нелинейных задач, как расчет прочности турбомашин, расчет двигательных установок, производство шин, литье металлов, оценка надежности ядерных установок при сейсмических и взрывных воздействиях и т.д. Область применения ABAQUS включает расчет шасси и трансмиссий, моделирование сварки, анализ аварийных столкновений (краш-тесты), тесты на падение, сверхпластическое формирование, пробивание материала, расчет композиционных структур и многое другое.
В секции обработки металлов давлением большой интерес вызвало моделирование технологических процессов с помощью системы DEFORM. Пользователи программы рассказали об опыте применения DEFORM в своих организациях для таких процессов, как ковка, холодная, полугорячая и горячая штамповка, прокатка, прессование, раскатка и т.д.
Работа секции обработки металлов давлением
В секции аэродинамики с докладами выступили многие пользователи программного комплекса FlowVision. Рассмотренные задачи включали расчет проточных частей насосов, осевых турбин турбокомпрессоров, центробежных компрессоров, паровых и водогрейных котлов,системы термостатирования ракетоносителя, расчет аэродинамики крыльевых профилей, моделирование гидродинамики судов, аварийного приводнения вертолета, элементов медицинских приборов.
По итогам конференции можно сделать вывод о том, что интерес к высокотехнологичному, наукоемкому программному обеспечению, которое позволяет частично заменить и дополнить компьютерным моделированием натурные испытания и благодаря этому сократить затраты времени и средств на проектирование и запуск изделия в производство, постоянно возрастает.
Работа секции аэродинамики. Выступает А.А.Дядькин (РКК «Энергия»)
Компания ТЕСИС, стратегической задачей которой является предложение передовых и экономически выгодных решений на российском рынке инженерных продуктов и услуг, собирается концентрировать свои усилия в данном направлении, в том числе регулярно проводить тематические конференции и семинары, посвященные различным аспектам компьютерного моделирования и инженерного анализа.
После завершения работы конференции генеральный директор компании ТЕСИС Сергей Курсаков любезно согласился ответить на вопросы ответственного редактора журнала «САПР и графика» Константина Евченко. Мы надеемся, что это интервью не только ближе познакомит наших читателей с компанией ТЕСИС, но и поможет им в нелегком процессе выбора CAE-системы для решения своих задач.
Константин Евченко: В чем, на ваш взгляд, заключаются основные достоинства пакета FlowVision? Что вы можете сказать о продукте FloWorks, входящем в состав COSMOSWorks? В чем основные различия между этими продуктами?
Сергей Курсаков: Основные преимущества FlowVision — это автоматическая генерация динамически адаптивной сетки для расчетных областей произвольной сложности, расчет течений со свободными поверхностями, горением газа или частиц, радиационный и сопряженный теплоперенос. Преимущество FlowVision и в возможности расчета обтекания тел, движущихся относительно стационарной расчетной области. Интересной для инженеров возможностью является наше ноу-хау — расчет течений в устройствах, где нельзя пренебречь ультрамалыми зазорами: в компрессорах, разного рода гидрораспределителях давления и т.д.
Мы не считаем пакет FloWorks нашим конкурентом. Некоторые наши реселлеры распространяют оба продукта. Дело в том, что эти программы ориентированы на разных пользователей: FloWorks — на конструкторов, а FlowVision — на инженеров-расчетчиков.
Пакет FloWorks интегрирован в CAD-систему SolidWorks и неотделим от нее, а FlowVision является независимым от CAD-системы решением. Кроме того, количество математических моделей, описывающих различные физические явления, во FlowVision значительно больше — это горение, частицы, излучение, подвижные тела, неосредненное взаимодействие ротор-статор и т.д.
К.Е.: Как известно, с такими CFD-продуктами, как Fluent, CFX и STAR-CD, могут работать исключительно высококвалифицированные расчетчики. Концепция FloWorks подразумевает его использование инженерами, не имеющими профильного образования в области гидроаэродинамики, — для этого все этапы подготовки расчетной модели в нем максимально автоматизированы. А на каких пользователей ориентирован FlowVision? Сколько времени необходимо на обучение пользователя, и должен ли он быть специалистом в области гидроаэродинамики?
С.К.: Давайте сначала посмотрим, чем большую часть своего рабочего времени занимаются пользователи «большой тройки»: Fluent, CFX и STAR-CD. Сначала они строят расчетную сетку, причем вынуждены вручную подправлять даже тетраэдрическую сетку, которая, казалось бы, должна строиться автоматически. Тетраэдрическая сетка и так отличается пониженной точностью расчетов, а если ее неправильно сгенерировать, то будут получены ложные результаты. Естественно, столь тонкая настройка программы требует высокой квалификации и большой усидчивости пользователей.
Действительно, мы ориентированы на более подготовленных пользователей, чем FloWorks. Вот почему наши основные конкуренты — это «большая тройка». Чтобы догнать их, мы пошли по пути развития параллельных вычислений и создали новый продукт — FlowVision-HPC (High Performance Computing — высокопроизводительные вычисления). Достоинством FlowVision-HPC, помимо возможности производить распределенные вычисления, является прямое двустороннее сопряжение с такими конечно-элементными прочностными программами, как ABAQUS, для решения сложных задач взаимодействия жидкости и конструкции.
Несмотря на то что мы ориентируемся на квалифицированных инженеров, работать с FlowVision гораздо проще, чем, например, с Fluent. Обучение пользователей проходит довольно быстро. Начальный тренинг — три-пять дней, и пользователь уже может самостоятельно решать производственные задачи. Крупным специалистом в области гидро- и аэродинамики пользователь может и не быть, но представление о ней он все-таки должен иметь, по крайней мере на уровне институтского курса гидродинамики.
К.Е.: Часто случается, что малоподготовленный пользователь, неверно задав один из важных параметров расчета, например модель турбулентности или число Рейнольдса, получает результат, не соответствующий реальным физическим процессам. Предусмотрены ли во FlowVision средства, предотвращающие ввод пользователем заведомо ошибочных параметров? Можно ли рекомендовать FlowVision предприятиям, не имеющим в штате квалифицированных CAE-расчетчиков?
С.К.: Задать неправильный параметр может и подготовленный пользователь. Дело не в этом. Все-таки пользователь должен быть в состоянии оценить полученный результат: насколько он соответствует физике, не противоречат ли основные параметры друг другу и т.д. Допустим, вы делаете расчет внешнего обтекания легкового автомобиля и получаете коэффициент лобового сопротивления C x равным 2,0. Специалист спросит себя: почему так много? Он должен представлять, в каких пределах должна быть эта величина, и начать разбираться в причинах ошибки.
Любая CAE-система — это только инструмент. Конечно, FlowVision, как инструмент расчета, имеет развитые средства контроля получаемых результатов.
К.Е.: Может ли недостаточно квалифицированный пользователь, правильно задавший исходные данные для расчета, быть уверенным, что FlowVision выдаст принципиально правильное решение?
С.К.: Пакет FlowVision, скорее всего, в этом случае выдаст принципиально правильное качественное решение. А правильное количественное решение может быть получено в результате «скучных» процедур, которым мы учим наших пользователей, — это анализ сходимости по расчетной сетке, выбор шага по времени, сравнение результатов решения подобных задач с данными экспериментов и т.д.
К.Е.: Для выполнения каких типов задач пользователь FlowVision должен обладать самой высокой квалификацией?
С.К.: Это задачи, результаты которых должны совпадать с экспериментальными данными с точностью до нескольких процентов и где присутствуют сложные физические процессы, например горение топлива с учетом наличия жидкой или твердой фазы в газе. Высокая квалификация также нужна, чтобы правильно поставить задачу. Чем сложнее задача, тем труднее построить ее модель, чтобы получить правильное решение за разумное время расчета.
К.Е.: Пожалуйста, приведите наиболее впечатляющие примеры использования FlowVision заказчиками. Какие результаты ими были достигнуты?
С.К.: Несколько таких задач было рассмотрено на только что закончившейся конференции. Например, компания DMT (г.Одесса) представила расчеты судовых гребных винтов, в которых результаты совпадают с точностью до процента с экспериментальными данными.
Компания Eagle Dynamics продемонстрировала моделирование горения метана в котлах и горелках ТЭЦ РАО «ЕЭС». Поразительно, но горелки на 9 и 50 МВт (!) с низкими выбросами оксидов азота проектируются и создаются ею без экспериментальной отработки! Все этапы работ сведены к цепочке: моделирование на FlowVision — конструирование — изготовление — установка на котлы ТЭЦ!
Аналогичную схему (моделирование — чертеж — изготовление) используют компании «Автогенмаш» (г.Тверь) и «СКТБ Турбокомпрессор» (г.Пенза). Самым значимым для нас, разработчиков FlowVision, является то, что наша программа помогает пользователям разрабатывать новые, конкурентоспособные изделия.
К.Е.: Как известно, компания ТЕСИС добилась больших успехов в области решения сопряженных задач прочности и аэродинамики посредством интеграции пакетов FlowVision и ABAQUS. Примерами подобных задач являются исследование явления аквапланирования автомобильного колеса, моделирование работы выпускного коллектора двигателя внутреннего сгорания, расчет аварийной посадки вертолета на воду и др. Проявляют ли российские заказчики интерес к таким решениям? Есть ли интерес у зарубежных заказчиков?
С.К.: У наших зарубежных заказчиков интерес к подобным задачам есть, но мы связаны коммерческой тайной и не можем назвать их. Поверьте, интерес очень большой. Среди заказчиков из России и стран СНГ, интересующихся нашим решением FlowVision + ABAQUS, отмечу Казанский вертолетный завод и КБ Антонова (г.Киев).
К.Е.: По какому критерию, на ваш взгляд, заказчик может определить, что ему выгоднее: проведение натурных испытаний либо компьютерное моделирование? Для каких типов задач выгоднее использовать компьютерное моделирование, а какие процессы целесообразно исследовать экспериментально?
С.К.: Натурные испытания и компьютерное моделирование не антагонисты, а партнеры. Если есть возможность, нужно делать и то и другое. Моделирование дает больше информации, визуализация результатов позволяет инженеру больше узнать о создаваемом изделии. Более того, не нужно забывать о том, что моделирование способствует повышению квалификации инженера. Оно особенно необходимо, если эксперимент очень дорог, опасен или практически неосуществим. Как, например, поставить эксперимент по падению самолета на энергоблок атомной станции? Эксперимент также необходим для «привязки» и верификации расчетов.
К.Е.: Планируется ли разработка 64-битной версии FlowVision?
С.К.: Да, планируется. 64-битная версия позволит адресовать значительно больший объем оперативной памяти, однако прямой выигрыш в скорости расчетов при таком переходе невелик.
К.Е.: Как нам известно, сегодня разработчики FlowVision работают над третьим поколением программного продукта, поддерживающим многоядерные процессоры и распределенные вычисления. Появятся ли в новой версии FlowVision какие-то новые возможности в плане типов решаемых задач? В чем проявятся изменения в новой версии для конечного пользователя?
С.К.: Да, несомненно, новые возможности появятся, причем очень скоро. На основе предыдущей версии мы создаем программу, которая будет ориентирована на решение сложных сопряженных и многофазных задач. В качестве «знаковых» задач мы определили следующие: удар сверхзвуковой струи в поверхность воды (сейчас эта задача очень актуальна в связи с аварией на платформе SeaLaunch); падение испаряющихся капель в воду и др. Современный уровень развития вычислительной гидродинамики не позволяет решить их «сквозным» способом, не вводя сильных упрощений и не решая по частям.
К.Е.: Есть ли интерес к FlowVision у зарубежных заказчиков?
С.К.: За рубежом мы только начинаем продвижение программы. Но уже сейчас некоторые зарубежные компании отдают предпочтение FlowVision, потому что этот продукт позволяет выполнять ряд задач, которые не могут быть решены другими CFD-кодами: сжатие газа в винтовом компрессоре с учетом утечек газа через уплотнения, расчет утечек масла через резиновые уплотнения и др.
К.Е.: Предоставляет ли ТЕСИС консалтинговые услуги по решению сложных CAE-задач? Если да, то приведите, пожалуйста, наиболее интересные примеры выполненных работ.
С.К.: Да, мы решаем консалтинговые задачи. Например, мы занимались задачей о заправке топлива в бак автомобиля (в оборудовании заказчика образовывалась воздушная пробка в горловине, в результате чего отключался заправочный пистолет), вычислением насосного эффекта конического подшипника, определением влияния реактивной струи ракетного двигателя на стартовые сооружения, расчетом перспективного ветряка с инновационными лопастями, задачей о торможении ротора турбины в газодинамическом подшипнике.
К.Е.: Для прочностного конечно-элементного анализа компания ТЕСИС предлагает систему ABAQUS, предназначенную специально для решения нелинейных задач. Считается, что возможности этой CAE-системы в полной мере раскрываются, когда пользователь пишет для нее макросы. А какие требования при этом предъявляются к квалификации расчетчика? Сколько времени требуется на подготовку специалиста и освоение им программы?
С.К.: Для начала работы в системе ABAQUS достаточно пройти трехдневный курс базового обучения. Возможно также освоение данного программного продукта с использованием демо-версии ABAQUS Student Edition. Естественно, необходимо знать базовые основы численного моделирования решаемых задач (построение геометрии, сетки, задание краевых условий и нагрузок). Для написания подпрограмм требуется умение программировать на языке Fortran. Для создания собственных макросов необходимо знать язык Python. Главное — работать в ABAQUS можно сразу, но освоение всех возможностей этого продукта, как и аналогичных ему, требует значительных усилий.
К.Е.: В России система ABAQUS распространена сравнительно мало. В чем вы видите причины такой ситуации?
С.К.: ПростоABAQUS пришла на российский рынок значительно позже, чем NASTRAN и ANSYS.
К.Е.: В 2005 году продукт ABAQUS приобрела фирма Dassault Systemes и начала на его основе создавать бренд SIMULIA. Как это отразилось на продажах ABAQUS за рубежом и в России?
С.К.: Теперьпоявилась возможность перекрестного позиционирования продуктов ABAQUS и CATIA, то есть пользователям CATIA можно предлагать ABAQUS, и наоборот. Для нового продукта SIMULIA определены приоритеты и ориентиры.
К.Е.: Неискушенным потенциальным заказчикам порой бывает сложно разобраться в особенностях таких высокоуровневых CAE-систем, как ABAQUS, ANSYS, NASTRAN и др. Какими критериями вы посоветуете руководствоваться пользователям, выбирающим CAE-систему?
С.К.: При выборе программного обеспечения необходимо рассматривать его функциональность и перспективы развития. В этом отношении ABAQUS является непревзойденным лидером. Кроме того, необходимо учитывать:
- возможность применения продукта в сквозном проектировании на всех стадиях производства и его интеграции в PLM-системы;
- надежность и качество программного кода;
- уровень и качество технического сопровождения и другие параметры.
К.Е.: Кто из российских пользователей, по вашему мнению, наиболее активно и успешно использует ABAQUS? Пожалуйста, приведите несколько примеров.
С.К.: По моему мнению, из таких организаций можно отметить Атом-энергопроект (г.Москва), Санкт-Петербургский государственный политехнический университет, российское представительство компании Boeing, а также российское представительство компании ALSTOM POWER.
К.Е.: На прошедшей конференции ваша компания, кроме программного обеспечения, демонстрировала измерительную технику. Какие виды и типы контрольно-измерительного оборудования наиболее популярны у российских заказчиков?
С.К.: Наверное, мне будет проще сказать, какие типы контрольно-измерительного оборудования продвигает на рынок наша компания. В настоящее время это мобильные контрольно-измерительные машины (КИМ) FARO Arm и FARO Laser Tracker, лазерные сканеры Kreon и стационарные КИМ IMS. Данное оборудование применяется для решения следующих задач:
- контроля линейно-угловых размеров изделий различных габаритов;
- контроля сложных криволинейных поверхностей методом сравнения с CAD-моделью;
- контроля технологической оснастки;
- контроля трубопроводов;
- обратного инжиниринга и других задач.
К.Е.: Если можно, приведите, пожалуйста, несколько примеров поставок такого оборудования российским заказчикам.
С.К.: Подобные поставки осуществлялись на такие предприятия, как Таганрогский авиационный научно-технический комплекс им. Г.М.Бериева (г.Таганрог), ФГУП «Научно-исследовательский центр по испытаниям и доводке автомототехники» (г.Дмитров-7 Московской обл.), ФГУП ПО «Северное машиностроительное предприятие» (г.Северодвинск), ФГУП «ОНПП «Технология» (г.Обнинск), ФГУП «ПО «СТАРТ» ( г.Заречный Пензенской обл.), ОАО «Корпорация «ВСМПО-АВИСМА» (г.Верхняя Салда Свердловской обл.), ОАО «Ульяновский автомобильный завод», и многие другие.
К.Е.: Планирует ли ваша компания развивать направление механообработки и подготовки управляющих программ для станков с ЧПУ? Дело в том, что практически все поставщики контрольно-измерительного оборудования начали заниматься им лишь после того, как длительное время осуществляли только внедрение CAM-систем…
С.К.: Нет, мы не планируем развивать данное направление. Мы начали заниматься поставками контрольно-измерительного оборудования, отталкиваясь от тематики CAD/CAE-систем и учитывая некоторые аспекты разработки собственного программного обеспечения для вышеупомянутых задач.
К.Е.: Спасибо за интересную беседу!
