6 - 2020

Ansys Mechanical APDL или Ansys Mechanical Workbench?

Андрей Павлевич
Директор по консалтинговым проектам АО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс».
Николай Староверов
Технический директор АО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс».

Очень часто при работе с программным обеспечением Ansys инженеры­прочнисты задают вопрос: «Что лучше использовать — Ansys Mechanical APDL или Ansys Mechanical в среде Ansys Workbench?» Мы предлагаем расставить «точки над i» в этом вопросе, начав с краткой исторической справки (рис. 1).

Рис. 1. Модули Ansys Mechanical APDL и Ansys Mechanical в среде Ansys Workbench

Рис. 1. Модули Ansys Mechanical APDL и Ansys Mechanical в среде Ansys Workbench

Появление Ansys Mechanical APDL

История Ansys начиналась в далеких 1970­х с приложения Mechanical APDL (MAPDL). Изначально эта программа позволяла выполнять расчеты на прочность и термопрочность балочно­оболочечных и твердотельных моделей, и со временем расширяла свой функционал в части совершенствования скриптового языка программирования APDL (Ansys Parametric Design Language), интерфейса и номенклатуры конечных элементов, в том числе по смежным дисциплинам. Ansys Mechanical APDL пришелся по душе многим экспертам численного моделирования и представителям академической среды из­за своей гибкости и потенциала автоматизации — возможности создавать сложные расчетные сценарии, написанные с условными переходами и циклами на языке APDL (рис. 2).

Рис. 2. Диалоговое окно запуска Ansys Mechanical APDL

Рис. 2. Диалоговое окно запуска Ansys Mechanical APDL

Со временем Mechanical APDL прочно занял свое место среди ведущих инструментов для численных расчетов во многих отраслях промышленности, что также способствовало его бурному развитию. Но были у него и минусы: программа была ориентирована в первую очередь на экспертов, и многие (даже очень типичные) аспекты моделирования необходимо было выполнять в ручном или полуавтоматическом режиме, часто активно используя язык APDL (рис. 3).

Рис. 3. Графический интерфейс Ansys Mechanical APDL

Рис. 3. Графический интерфейс Ansys Mechanical APDL

Таким образом, требовался достаточно развитый базис знаний и четкое понимание всех стадий расчетного процесса для того, чтобы начать решать даже самую простую задачу. С другой стороны, это подталкивало разработчиков уделять огромное внимание справочной документации и, по нашему мнению, раздел справки Mechanical APDL до сих пор является одним из наиболее важных по содержанию и структурированности ценнейших сведений для инженеров­расчетчиков.

Новый интерфейс Ansys Mechanical

На рубеже 2000­х годов, во время бурного развития IT­технологий, все мировые лидеры — разработчики программных средств начали переходить на новые базовые языки программирования, и Ansys не остался в стороне. Потребность в более дружественном интерфейсе, необходимость интеграции расчетных кодов в единую платформу и многое другое стало причиной создания платформы Ansys Workbench и нового приложения Ansys Mechanical.

Возрождение Ansys Mechanical в среде Ansys Workbench предоставило пользователям более дружественный интерфейс и избавило их от необходимости делать множество тонких экспертных настроек, что позволило значительно сократить время на подготовку к расчету (рис. 4). Инженер­расчетчик при создании модели стал мыслить более «приземленными», понятными категориями, получил возможность размышлять именно над физикой задачи, а не над тем, как настроить программное обеспечение и не допустить ошибки в расчетах. Тем не менее нужно отметить, что новый интерфейс — это просто графическая оболочка, помогающая пользователю сформировать входной файл для решателя, которым до настоящего времени является классический MAPDL, запускаемый на стадии расчетов в фоновом режиме без графического интерфейса (рис. 5).

Рис. 4. Расчетные системы Ansys Mechanical в среде Ansys Workbench

Рис. 4. Расчетные системы Ansys Mechanical в среде Ansys Workbench

Рис. 5. Графический интерфейс Ansys Mechanical

Рис. 5. Графический интерфейс Ansys Mechanical

Вот так выглядит преемственность поколений одного программного обеспечения. Особенность нового интерфейса заключается в том, что если в нем не существует подходящей функции (кнопки или элемента меню), то пользователь неизбежно вынужден применять фрагменты языка APDL, предоставляющего недостающий функционал. Кроме того, операции, которые ранее автоматизировались внутри входного файла, теперь могут быть также автоматизированы внутри оболочки Ansys Workbench с помощью технологии Ansys ACT. Таким образом, несмотря на скептический настрой пользователей «старой школы», Ansys Mechanical является не упрощенным вариантом Mechanical APDL, а наоборот, эволюцией классического решателя с новыми инструментами автоматизации, взаимодействия с другими решателями внутри Ansys Workbench и совершенно новым переработанным графическим интерфейсом.

Так что же выбрать для решения задачи — классический MAPDL или новый интерфейс Ansys Mechanical? Определенного ответа на этот вопрос для всего многообразия задач, стоящих перед пользователями, просто не существует — невозможно однозначно выбрать, что лучше и более целесообразно использовать. Все зависит от сложности задачи и расчетных навыков, необходимости применения современных инструментов доработки геометрии и сеточной генерации или более прогрессивных методов обработки результатов.

Резюмируя вышеописанное, можно заключить, что если для вас важно полностью контролировать и определять все настройки решателя, если вам необходимо реализовать абсолютно все возможности языка APDL для задач механики деформируемого твердого тела для объектов с несложной геометрической топологией, то для ваших задач оптимальным инструментом будет Mechanical APDL. Если вы моделируете относительно несложные с точки зрения физики задачи, планируете выполнять многодисциплинарное моделирование с участием других решателей Ansys и хотите применить современные технологии геометрического и сеточного процессоров Ansys — SpaceClaim и Meshing — для объектов сложной топологии, то оптимальным инструментом для вас будет Ansys Mechanical. Освоить оба продукта может сегодня любой желающий — онлайн­курсы по ним доступны на сайте сервиса дистанционного обучения CADFEM eLearning.