ANSYS 2019 R1: обзор обновлений новой версии от CADFEM CIS

Официальный релиз ANSYS 2019 R1 стал доступен 29 января. Была обновлена вся линейка многодисциплинарных решений ANSYS от ANSYS Mechanical до инновационного программного обеспечения ANSYS Additive, Twin Builder и VRXPERIENCE. Ключевые изменения получили модули для аддитивного производства, топологической оптимизации, создания цифровых двойников, проектирования и испытаний автономных транспортных средств.

Новые функции приобрели приложения для моделирования механики деформируемого твердого тела, вычислительной гидродинамики, электромагнетизма, теплового анализа и других типов расчетов. Кроме того, ускорен  процесс построения сетки, дополнены библиотеки свойств материалов, добавлены новые расчетные методы, появились новые возможности анимации и работы с геометрией модели. Добавлены новые связи для обмена данными между продуктами ANSYS и сторонними системами.

ANSYS Mechanical

ANSYS Mechanical теперь позволяет создавать шаб­лоны моделирования и быстро использовать одни и те же настройки для разных геометрических моделей, а штатный инструментарий Workbench Mechanical — работать с плоскими осесиммет­ричными моделями общего вида, в которых можно задавать неосесимметричное нагружение для осесимметричной геометрии, создаваемой на уровне сетки на основе плоской геометрии.

Новые возможности интег­рации модулей Mechanical и Maxwell в платформе Workbench обеспечивают выполнение полного цикла виброакустических расчетов (NVH) для получения характеристик электрических машин в диапазоне скоростей вращения.

Топологическая оптимизация в ANSYS Mechanical теперь поддерживает стационарный тепловой расчет, а кроме того, предусмотрена поддержка оптимизации для конструкций, моделируемых в оболочечной постановке.

Новая функция обобщенного осесимметричного представления (General Axisymmetric)

Новая функция обобщенного осесимметричного представления (General Axisymmetric)

Функционал инструмента для комбинирования решений (Solution Combination) дополнен следующими возможностями:

  • задавать несколько комбинаций;
  • комбинировать результаты различных типов расчетов: гармонического, статичес­кого и анализа переходных процессов;
  • реализована как линейная комбинация, так и по корню из суммы квадратов (SRSS);
  • импортировать и экспортировать сводные таблицы результатов комбинации в формате *.CSV­файлов.

ANSYS Mechanical APDL

Появилась новая схема решения — полунеявный метод (semi­implicit), при котором нелинейный расчет переходит от традиционного неявного к явному методу решения в точке потери сходимости решения. Полунеявный метод полезен в задачах, где неявным методом решения не удается достичь сходимости из­за очень высокой нелинейности. Использование явного метода для получения решения высоконелинейной задачи на небольшом отрезке времени существенно повышает надежность неявного решения.

Армирующие элементы REINF264 и REINF265 теперь можно использовать в тепловых расчетах. В качестве базовых элементов для них используются тепловые элементы SOLID278 и SOLID279. Данная возможность будет особенно полезна при моделировании сложных систем с большим количеством элементов, для которых тепловая нагрузка имеет решающее значение (например, чипы и печатные платы), а также при расчетах автомобильных шин, задач промышленного строительства и биомеханики.

Распределенный решатель ANSYS Mechanical APDL получил поддержку обработки одной контактной пары несколькими процессорными ядрами. Модели с большим количеством контактных пар и/или с большими по площади областями контактов теперь не приводят к потере производительности решателя из­за нарушения баланса нагрузки между ядрами.

ANSYS Fluent

Реализованы новые возможности в режиме создания сетки (Fluent Meshing). В типовом процессе построения сетки для «чистой» геометрии (Watertight Geometry Workflow) появились следующие улучшения:

  • этап Add Local Sizing (Добавление локальных размеров) теперь включает опции для задания размеров тела и локальных настроек автоматического измельчения по кривизне и близости;
  • для импортированной геометрии, представляющей собой сборку из нескольких тел и не имеющей настройки общей топологии, теперь доступен новый этап Share Topology, позволяющий найти и закрыть зазоры между телами, а также объединить общие поверхности;
  • доступен новый этап Setup Rotational Periodic Boundaries (Задание границ вращательной периодичности или циклической симметрии), позволяющий обеспечить совпадение сетки на выбранных поверхностях цикличес­кой симметрии.

Интерфейс пользователя ANSYS Fluent теперь дает возможность применять выражения (по аналогии с ANSYS CFX Expression Language), с помощью которых можно задавать граничные условия и источники, зависящие от времени, номера итерации, координат и переменных без использования пользовательских функций (UDF) или профилей (profiles).

Процесс построения сетки для «чистой» геометрии в ANSYS Fluent

Процесс построения сетки для «чистой» геометрии в ANSYS Fluent

В нестационарном решателе добавлена адаптация шага по времени на основе числа Куранта. Теперь ANSYS Fluent может изменять шаг по времени в ходе решения на основе физики течения. Это обеспечивает выполнение требования к числу Куранта — Фридрихса — Леви (CFL). Адаптацию шага по времени на основе CFL можно использовать со схемами дискретизации по времени как первого, так и второго порядка.

При моделировании горения во Fluent теперь можно создавать таблицы FGM (Flamelet­generated Manifold) на основе флеймлетов CHEMKIN в физическом пространстве непосредственно в Fluent. Новая функция повышает точность расчета с применением таблиц FGM за счет использования рассчитанного профиля скорости диссипации скаляра вместо предположения о виде этого профиля.

ANSYS Icepak

В модели Icepak в Electronics Desktop добавлена двусторонняя передача электромагнитных потерь для связи с моделями HFSS 3D, Q3D и Maxwell. Появились готовые наборы данных для моделирования, зависящих от температуры граничных условий. В подвижных системах координат предусмотрена поддержка PCB­объектов (printed circuit board — печатных плат).

ANSYS HFSS

Добавились улучшения гибридных методов решения Hybrid FEM­IE: возможность учета затенения апертуры облучателем в HFSS SBR+, настраиваемые пропускающие/отражающие граничные условия для HFSS SBR+.

Реализована возможность моделирования сборок ECAD + MCAD и поддержка граничных условий PML для HFSS 3D Layout.

ANSYS Maxwell

Для моделирования электрических машин предусмотрен импорт CAD и/или загрузка существующего проекта Maxwell в RMxprt для автоматического создания полных двумерных и трехмерных моделей для нестационарного расчета.

Кроме того, добавлена возможность визуализации полных двумерных и трехмерных полей при решении задачи с учетом симметрии.

В процесс создания сетки в ANSYS Maxwell включена возможность контроля плотности сетки, а также сеточная операция Cut edge в 2D.

ANSYS Twin Builder

Twin Builder теперь может компилировать, экспортировать и импортировать кроссплатформенный (Windows и Linux) бинарный Twin­файл (*.twin), который можно развернуть на поддерживаемых IIoT­платформах, таких как SAP Leonardo IoT и PTC ThingWorx. Эта возможность экспорта в настоящее время ограничена проектами, имеющими следующие типы моделей: Modelica, FMU, SCADE Links, динамические ROM (новая функция), статические и DXROM, State­space ROM (Icepak ROM, Mechanical ROM и т.д.)

В утилите Modelica (библиотеки моделей) появилась новая встроенная библиотека — ANSYS Twin Builder Fluid Power Library, предназначенная для моделирования гидравличес­ких и пневматических систем. Добавлено несколько улучшений эргономики для Modelica Editor, включая возможность показа кода модели в новой вкладке Model Editor. Предусмотрен новый компонент библиотеки Average IGBT/MOSFET (транзисторы). Реализована поддержка последней версии Matlab/Simulink 2018 a/b для совместного моделирования и экспорта. Уроки по Modelica теперь доступны и в справочной системе.

Визуализация полей для полной модели при расчете с учетом симметрии

Визуализация полей для полной модели при расчете с учетом симметрии

ANSYS Meshing

В этой версии в качестве полноценной опции появился метод послойного построения тетраэдров, ранее доступный в виде бета­функции.

Новый метод может использоваться для построения сеток в задачах моделирования аддитивного производства с помощью 3D­печати, в том числе для деталей с мелкими элементами геометрии, отверстиями и тонкими стенками. Метод строит неструктурированную тетраэдральную сетку, упорядоченную послойно, с заданной толщиной слоя.

Remove partial segments: без применения опции (слева) и с включенной опцией (справа)

Remove partial segments: без применения опции (слева) и с включенной опцией (справа)

Применение опций Boundary conforming

Применение опций Boundary conforming

ANSYS Discovery SpaceClaim

К процессу построения базовых решетчатых конструкций (Basic Infill Lattices) добавлены новые опции обрезки: Remove partial segments и Boundary conforming. Remove partial segments обрезает лишние части с точностью до целого элемента решетки.

Boundary conforming создает треугольную решетку на поверхности обрезаемой конструкции и соединяет ее с регулярной решеткой внутри.

ANSYS Discovery Live

В программном продукте для моделирования в реальном времени теперь в тестовом режиме доступна топологическая оптимизация.

Топологическая оптимизация в ANSYS Discovery Live

Топологическая оптимизация в ANSYS Discovery Live

Топологическая оптимизация в ANSYS Discovery Live — это высокоскоростной интер­активный способ создания оптимальной формы конструкции, которая находится под воздействием определенной нагрузки и проектных ограничений.

Подход Level­set автоматически обеспечивает сглаженные результаты. Возможно извлечение фасеточной модели на основе проведенного расчета и экспорт ее в STL.

***

Дистрибутив новой версии ANSYS 2019 R1 доступен для загрузки на портале ANSYS Customer Portal. 

Текст материала подготовлен компанией CADFEM CIS.