1 - 2019

Три примера проектирования в ANSYS Discovery Live: от горных лыж до капсулы Hyperloop

Не так давно на рынке программных продуктов для проектирования появилась технология интуитивного моделирования в реальном времени — ANSYS Discovery Live. Новинку анонсировала компания ANSYS, Inc., крупнейший разработчик передовых инструментов для решения инженерных задач с использованием технологий численного моделирования.

В семейство ANSYS Discovery входят продукты ANSYS Discovery SpaceClaim, ANSYS Discovery AIM и Discovery Live. С появлением данной линейки у инженеров появилась возможность анализировать различные варианты конструкции в реальном времени. Главные отличительные черты линейки — простота интерфейса и высокая скорость расчетов.

В ANSYS Discovery Live результаты расчета можно получить через несколько секунд после импорта геометрии. Высокопроизводительные вычислительные ресурсы не нужны — все расчеты производятся на графической карте с тысячами ядер, работающих в параллельном режиме.

Решение ANSYS Discovery Live позволяет проводить предварительный анализ и виртуальное испытание продукта с учетом его гидрогазодинамических, тепловых, механических и частотных характеристик.

Предлагаем вашему вниманию три примера решения задач с помощью ANSYS Discovery Live в разных отраслях передового производства.

Компания Rossignol

Rossignol, французский производитель высококлассного снаряжения для зимних видов спорта, испытал новую технологию в самый разгар лыжного сезона­2018 еще до официального релиза ANSYS Discovery Live.

При создании новых продуктов инженеры Rossignol работают в тесном контакте со спортсменами, дизайнерами, специалистами по маркетингу и другими профессионалами. Выход продукта на рынок привязан к началу лыжного сезона и требует в максимально сжатые сроки доводить продукцию от идеи до прототипа и начинать тестирование перед массовым производством. Discovery позволяет команде в режиме мозгового штурма анализировать характеристики горных лыж, вносить изменения по форме и материалам и обсуждать нововведения прямо во время моделирования. Весь процесс стал более слаженным и занимает меньше времени. В моделировании участвует каждый член команды. ANSYS Discovery Live для Rossignol служит языком общения инженеров и лыжников и позволяет в режиме реального времени обмениваться данными о поведении того или иного спортивного изделия.

«У нас каждый участвует в создании инноваций, — отмечает Николя Пюже (Nicolas Puget), ведущий специалист по исследованиям и инновациям в Rossignol. — Rossignol уже 18 лет использует ANSYS для моделирования лыж и креплений, применяемых в крупнейших лыжных соревнованиях по всему миру. Чтобы создавать производительное и надежное лыжное снаряжение и быстро выводить его на рынок, нужны технологии, которые ускорят разработку продуктов без ущерба для их качества. Этим требованиям отвечает ANSYS. Нам была предоставлена возможность протестировать Discovery Live и увидеть все преимущества, которые получили наши инженеры, технические специалисты, дизайнеры и маркетологи. Мы продолжим использовать эту потрясающую технологию численного моделирования в реальном времени для разработки, проектирования и производства спортивного снаряжения».

Компания Wibotic

Тем временем в другой части мира, в Сиэтле, компания Wibotic на своем опыте убедилась в важности численного моделирования в реальном времени для анализа проектных решений. Wibotic создает инженерные решения для «умной» беспроводной зарядки дронов, роботов и подводных беспилотных аппаратов. Рассеивание тепла, которое в большом количестве выделяется при зарядке, представляет собой сложную инженерную задачу. Использование ANSYS Discovery позволило выполнять больше конструктивных решений за тот же промежуток времени и тем самым сократило затраты на прототипирование и ускорило выход продукта на рынок. Повысилась эффективность совместной работы инженеров: благодаря интерактивным возможностям Discovery они могли наблюдать, как численное моделирование совершенствует процесс проектирования продукта.

«С ANSYS Discovery проектирование стало очень быстрым. За 10 минут я могу построить совершенно новую модель и проанализировать параметры теплообмена и течения жидкостей и газов. А в оставшееся время можно решать другие задачи, такие как юзабилити, эстетика и технологичность продукта», — заявляет Чейзен Смит (Chasen Smith), ведущий инженер­механик в Wibotic.

Простой интерфейс ANSYS Discovery позволил инженерам Rossignol и Wibotic моделировать физические процессы без особого труда и специальной подготовки, а высокая скорость работы приложения обеспечила эффективный интерактивный анализ разных проектов. Традиционно моделирование используется для проектирования турбин и ракет. Оказалось, что оно столь же эффективно для проектирования лыж и зарядных устройств. Моделирование полезно для каждого инженера, для каждого продукта.

Интересно, как радикально меняется разработка продукта в случае применения интуитивного моделирования в режиме реального времени. Для создания инноваций не требуется уничтожать дорогостоящие прототипы или переделывать сложные многодневные расчеты. Любую ошибку можно исправить за считанные секунды, просто нажав на кнопку отмены.

Компания HyperXite

HyperXite, команда студентов Калифорнийского университета в Ирвайне, использовала ANSYS Discovery Live с целью создания конструкции пассажирской капсулы для высокоскоростной транспортной системы Hyperloop в соревновании SpaceX 2018 года. Также компания HyperXite стала финалистом конкурса по инженерному проектированию в ANSYS Discovery Live в 2018 году.

В ходе проектирования капсулы конструкторы и расчетчики бесконечно согласовывали модель друг с другом. Расчетчики готовили численную модель, задавали граничные условия, строили сетку, а затем в течение долгого времени старались решить поставленную задачу. Времени уходило еще больше, если сетку требовалось отредактировать. При обнаружении потенциальной проблемы расчетчики возвращали модель конструктору для ее исправления. Далее цикл повторялся. Иногда расчетчики сами вносили изменения в CAD­модель, но это не отменяло необходимость выполнения всех действий по постановке задачи. Проектировщики и расчетчики HyperXite пытались найти решение, которое помогло бы сократить продолжительность итераций.

Команда инженеров по механике установила, что с помощью Discovery Live можно оперативно выявлять слабые места различных конструкций. Инженеры изменяли геометрию в Discovery Live, чтобы предотвратить ошибки проектирования. Специалисты предсказали, как поведет себя конструкция обтекателя (наружной оболочки) на высоких скоростях в тоннеле SpaceX. Постановка и решение каждой задачи занимали около 15 мин. После сбора необходимых данных команда отправила готовый проект инженерам по моделированию для более тщательного анализа поведения обтекателя на высоких скоростях. По подсчетам инженеров HyperXite, использование Discovery Live ускорило оптимизацию конструкции обтекателя как минимум на 10 ч. Инженеры по динамике использовали Discovery Live для того, чтобы определить, как конструкция выдерживает вертикальную нагрузку в 1500 Н, вызванную работой пневматической подвески приводного колеса. Обычно такой расчет занимает от 30 до 60 мин, включая постановку и решение задачи, однако инженеры HyperXite сделали это за 15 мин.

ANSYS Discovery Live создан для тех, кто не хочет тратить много времени на моделирование, а предпочитает сосредоточиться на конструктивных особенностях и физике продукта. Удобство использования, скорость работы и интерактивность — главные критерии, на которые ориентируется инженер при выборе Discovery Live для анализа разных вариантов продукта.

Проектирование и анализ конструкции — это «живой» процесс, в котором инженер может на ходу менять условия задачи, не останавливая и не перезапуская расчет. Подбор физических параметров, редактирование геометрии и настройка вывода результатов — всё происходит в режиме реального времени.

Официальный дистрибьютор ANSYS в России — CADFEM CIS, элитный партнер и центр компетенции ANSYS с офисами по всей России. Компания обеспечивает внедрение программных продуктов многодисциплинарной линейки ANSYS, а также консультирует и обучает пользователей, оказывает техническую поддержку и делится знаниями и ноу­хау.

Подробнее о линейке Discovery:
discovery.cadfem­cis.ru

При подготовке данной статьи использованы материалы сайта www.ansys.co