Ansys 2021 R2: 3D-проектирование и расчеты в реальном времени

«КАДФЕМ Си-Ай-Эс», элитный партнер Ansys, сообщает о выходе новой версии программных продуктов Ansys 2021 R2. Теперь каждый инженер сможет воспользоваться эффективными рабочими процессами построения геометрии в Ansys Discovery, а также расчетными возможностями Discovery Live в инновационном пользовательском интерфейсе.

Ассоциативная связь с CAD-системами, отслеживание истории изменения и возможность организации связи с проектом Ansys Workbench позволит Ansys Discovery дополнить любой сторонний инструмент и расчетный процесс в Ansys. Улучшения новой версии включают:

• Больше инженерной практики: скользящий контакт в Discovery Live и возможность моделирования пористых тел в режиме Analyze позволяют просто и быстро смоделировать поведение многокомпонентных сборок и явления фильтрации.
• Связь с Ansys Workbench: инженеры могут готовить геометрию к расчету прямо в Discovery, включая стадии выбора материалов и серию предварительных расчетов, с последующей простой передачей подготовленной модели в Ansys Mechanical и Ansys Fluent.
• Рабочий процесс с привязкой геометрии: ассоциативные интерфейсы с CAD-системами, отслеживание изменений и возможности построения эскизов с привязками и наложенными связями позволяют автоматизировать операции моделирования в Discovery и выполнить бесшовный процесс передачи геометрии из CAD-системы в любое другое приложение в среде Workbench.
• Обновление рабочих процессов: возможности сохранения сцен, включения и выключения граничных условий, а также возможность подключения к Ansys Granta Selector и Ansys Granta MI ускоряют и автоматизируют расчетные процессы от настройки расчета до генерации отчета о проведенном моделировании. 

Моделирование акустики

 Ansys 2021 R2 получил дополнительные решения для более простой передачи данных для последующих акустических расчетов. Новый релиз также содержит целый ряд улучшений VRXPERIENCE Sound для проектирования и расчетов:

•  Для расчетов шума и вибрации в Ansys Motion и Ansys VRXPERIENCE Sound: новая возможность организации простой связи путем drag-and-drop в схематике Workbench для расчетных систем гармонического акустического расчета с результатами динамического расчета многотельной системы в Ansys Mechanical.
• Прямой доступ к результатам расчетов в Ansys Fluent, Ansys Mechanical и других приложениях Ansys, открываемый для Ansys VRXPERIENCE Sound SAS в рамках единого инсталлятора (Ansys Unified Installer). Это позволит легко улучшить акустические характеристики изделий и показатели шума таких продуктов, как электродвигатели или вентиляторы. 
• Нововведения в акустическом решателе Ansys LS-DYNA и возможностях нестационарных акустических расчетов в Ansys Mechanical позволят инженерам работать со стеклом и шерстяными шумоизолирующими вставками в интерьерных элементах кабин.

Аддитивные технологии

Новая версия Ansys 2021 R2 содержит ряд изменений, повышающих скорость и удобство расчетных процессов в области аддитивных технологий. Среди них:

• Улучшенный функционал Calibration Wizard и новая возможность учета переменной толщины слоя, повышающие скорость расчетов в Additive Manufacturing.
• Увеличенная точность и численная стабильность расчетов с учетом связей в Additive Manufacturing. Это позволило изменить настройки сетки по умолчанию и повысить общую надежность процесса. 
• Значительные улучшения производительности расчетов с анализом микроструктуры в Additive Manufacturing.

Автономный транспорт

Ansys 2021 R2 продолжает развитие открытой архитектуры решений для расчетов автономного транспорта, создавая связи между реальными измерительными системами и симуляторами движения сторонних разработчиков. В этой версии появились новые возможности для моделирования датчиков и подготовки данных, а также дополнение в библиотеке поддерживаемого оборудования. Таким образом, можно быстро и просто верифицировать, а также тестировать любую конфигурацию датчиков, включая анализ восприятия и всех особенностей автономного движения.

В Ansys 2021 R2 появились дополнительные возможности расчета, позволяющие проводить  новые сертификационные тесты фар и фонарей освещения. Инженеры, занимающиеся моделированием систем датчиков, смогут параметризировать свои модели и компоновки транспортных средств, значительно повышая общую производительность расчетов. А инженеры радарных систем теперь смогут моделировать многомодовые устройства и увидеть микродоплеровские эффекты.

Благодаря улучшениям в Ansys 2021 R2 теперь можно использовать готовые сценарии работы систем NCAP Autonomous Emergency Braking (AEB) и Lane Support Systems (LSS), опираясь на результаты численного моделирования в дневных и ночных условиях движения. Новые интерфейсы прикладного программирования (API) позволят управлять процессами моделирования датчиков, а также получить доступ к необработанным данным с выходов измерительной аппаратуры. В результате у инженеров появится возможность выполнять собственный расчетный процесс и использовать свои расчетные инструменты.

Цифровые двойники

В Ansys Twin Builder 2021 R2 появились улучшения для инструмента подготовки цифрового двойника Twin Deployer. Среди других обновлений – новые возможности для создания модели пониженного порядка (Reduced-Order Models – ROM), возможность интеграции с Rockwell Studio 5000 и Microsoft Azure, а также широкая поддержка IIoT-платформы PTC ThingWorx и новые возможности библиотек Modelica:

Улучшения в Modelica: новый выпуск позволяет проще использовать существующие модели и шаблоны, включая возможность их экспорта на платформу Win32 (FMU), а также проще реализовать клонирование модели и организовать подсистему.

Улучшения в части ROM-моделирования и ROM Viewer: инструмент Static ROM Builder теперь поддерживает полевые величины в качестве входных параметров. Можно добавить точечные датчики физических величин прямо на геометрию и получить прямой доступ ко всем данным ROM-модели в одном интерфейсе. 

Экспорт и инсталляция цифровых двойников: пользователь может создавать собственные библиотеки цифровых двойников в Twin Deployer и просматривать результаты работы цифрового двойника в режиме реального времени с поддержкой 3D-визуализации. В новом выпуске экосистема цифровых двойников расширена поддержкой партнерских платформ Microsoft Azure Digital Twins и Rockwell Studio 5000 для экспорта двойника, а также поддержкой операционной системы Linux для работы с PTC ThingWorx.

Электромагнитные решения Ansys

Ansys 2021 R2 предоставляет новые технологии для решения задач в области разработки трехмерных интегральных схем (3D IC), автономного управления, оборудования 5G и электрификации:

• Стала доступна студенческая версия Electronics Desktop Student.
• Технология Ansys HFSS Phi Plus значительно повышает скорость и производительность моделирования трехмерных интегральных схем (3D IC), включая проволочные соединения.
• Ansys HFSS SBR+ позволяет эффективно моделировать объемные диэлектрики, такие как бампер автомобиля или обтекатели антенн.
• Ansys SI Xplorer помогает проектировщикам печатных плат (ПП) разрабатывать структуру слоев ПП и оптимизировать переходы между ними.
• Возможность создания подсеток в EMA3D Cable позволяет определять области, где размер ячеек сетки может отличаться от остальной части модели.
• Анализ Джоулевого нагрева в Ansys Icepak решает статические или нестационарные связанные электротепловые задачи, а использование тепловых моделей пониженного порядка упрощает настройку для задач с переменным расходом.
• Благодаря усовершенствованию решателя в Icepak время обработки и решения MCAD геометрии ускоряется от 10 до 100 раз.
• Решатель A-Φ в Ansys Maxwell расширяет возможности для анализа кондуктивных электромагнитных помех шин, силовой электроники и печатных плат.
• Специальная двумерная модель skew в Ansys Maxwell позволяет проводить трехмерные точные расчеты электрических машин со скоростью 2D-расчетов.
• Изменения в многодисциплинарных расчетах расширяют возможности проведения расчетов на шум и вибрацию электромеханических устройств и позволяют точнее моделировать тепловую зависимость характеристик постоянных магнитов.
• Внедрение Ansys Nuhertz Filter Solutions – решения для проектирования, синтеза и оптимизации ВЧ и цифровых фильтров. Ansys Nuhertz Filter Solutions может интегрироваться с Ansys HFSS.

Встроенное программное обеспечение

Обновления в Ansys 2021 R2 для встроенного ПО Ansys позволяют еще больше оптимизировать разработку и улучшить взаимодействие между членами команды разработчиков.

Улучшения включают:

• Сервер Ansys ARINC 661 «Cockpit Display System» (CDS) соответствует техническому стандарту FACE. Это позволит быстро создавать и развертывать передовые системы для нового поколения дисплеев кокпитов, систем управления полетами и органов управления оператора.
• Упрощенный процесс проектирования и верификации для автомобильных проектов с расширенной поддержкой AUTOSAR, A-SPICE и ISO 26262.
• Новое квалифицированное решение для тестирования ПО встроенных дисплеев. Оно  охватывает весь процесс верификации и проверки, включая тесты, исполняемые на хосте, автоматическое сравнение изображений, измерение покрытия модели и создание тестовой целевой привязи.
• Новые возможности позволяют создавать безопасное ПО для всех отраслей промышленности, обеспечивая полное соответствие безопасности по стандартам DO-178C, ISO 26262, IEC 61508, EN 50128.

Вычислительная гидродинамика

Новая версия предоставляет возможности для проведения типовых и сложных процессов численного моделирования, в том числе:

• Точное и эффективное моделирование гранулированных потоков путем совместного моделирования потоков с Ansys Rocky.
• Ускорение сходимости решения для высокоскоростных потоков для чисел Маха 30 и выше, с улучшенной обработкой источников реакции в решателе на основе плотности. 
• Улучшенная точность гиперзвукового моделирования благодаря встроенным термодинамическим неравновесным эффектам, свойствам материала NASA-9 и модели частичного скольжения для разреженных потоков.
• Новый встроенный рабочий процесс для перемещения стенки при моделировании поверхностной абляции.
• Автоматизированные настройки адаптации сетки для расчетов, связанных с горением и многофазными процессами, позволяют сократить количество ячеек сетки до 70%.
• Улучшения моделирования горения позволяют повысить точность моделирования декарбонизации с помощью новой модели strained-FGM для лучшего прогнозирования выбросов оксидов азота и углерода, а также проверки рекомендуемых концентраций водорода и смесей водорода.
• Детальное моделирование кинетики с помощью новой системы в Ansys Chemkin-Pro, которая теперь поддерживает жидкую фазу.

Материалы

Ansys 2021 R2 позволит значительно улучшить эффективность работы инженеров-конструкторов, инженеров-расчетчиков и материаловедов за счет повышения доступности проверенных данных о материалов. Среди появившихся обновлений: 

• Новые способы интеграции между Selector, MI Pro и Ansys Discovery, а также данные из последних версий CAD-систем значительно упрощают процесс принятия решения на ранних стадиях проектирования. 
• Возможность значительно быстрее выполнять более точные и сложные расчеты с применением широкого набора проверенных данных о материалах, содержащихся в базе MDS. Кроме того, существенно упрощены процессы топологической оптимизации и генеративного дизайна за счет использования собственных экспериментальных данных для аддитивного производства в Granta MI.
• Возможность свести к минимуму источники данных о материалах и получить доступ к более свежим данным от производителя Supplier Data Sheets (SDS). Это облегчает пользователям, занимающимся проектированием и моделированием, выбор оптимальных материалов для ускорения разработки продукции и обеспечения соответствия мировым стандартам.
• Студентам инженерных специальностей стали доступны все последние достижения представленных технологий в рамках решения Granta EduPack. Это позволяет получить самые актуальные знания и навыки в процессе обучения.
• В обновленной базе данных материалов для решений Ansys 2021 R2 теперь есть материалы для разработки автономных и электрических транспортных средств, коммерческих и военных летательных и космических аппаратов, а также медицинской техники.

Многодисциплинарные расчеты

Ansys 2021 R2 позволит усовершенствовать электротепловой анализ, FSI- моделирование и другие варианты многодисциплинарных расчетов, выполняемых с использованием System Coupling. Эти улучшения расширяют возможности многодисциплинарного моделирования и включают:

• Возбуждение и движение в зависимости от времени.
• Повышение удобства использования приложений для сложных расчетных случаев.
• Использование выражений для большей гибкости при настройке передачи данных.
• Улучшения производительности, включая двукратное среднее ускорение расчета для System Coupling.
• Улучшения точности, включая повышение точности до 20 раз при отображении поверхности с помощью функций квадратичной формы.

Оптика и виртуальная реальность

• Ansys Speos 2021R2 представляет новые возможности для моделирования и визуализации, расчетов лидаров. Это позволяет улучшить результативность оптического моделирования, значительно ускорить вывод новой продукции на рынок и повысить качество готового изделия.
• Возможности настройки и просмотра содержания множества готовых библиотек материалов, а также добавления своих библиотек к проекту позволят существенно ускорить время на подготовку расчетов. Построение сетки теперь происходит до 20 раз быстрее, а процессы локального построения сетки – до 100 раз быстрее по сравнению с предыдущими выпусками.

Визуализация результатов оптических расчетов в Speos Live Preview

Speos Live Preview позволяет на 100% реалистично визуализировать те же результаты, что и Speos CPU, но сделать это значительно быстрее.

Оптические расчеты робастных конструкций

Широкий набор управляемых параметров для линз с полным внутренним отражением позволяет проще и быстрее проектировать системы освещения.

Расширенные возможности моделирования датчиков

Новые возможности динамического моделирования лидаров позволяют учесть перемещение объектов в процессе сканирования и оценить искажение исходного сигнала. Расчеты сканирования и поворота лидаров теперь возможны и в распределенном режиме с применением Speos HPC и Ansys Cloud.

Фотоника

Версия 2021 R2 представляет новые возможности для ускорения процессов расчета, улучшения их точности, а также взаимодействия с другими решениями Ansys: 

• Улучшения высокопроизводительных вычислений и поддержки операционных систем включают поддержку Ansys Cloud Direct и обновления в области работы с операционными системами SUSE и Ubuntu Linux. 
• Интеграция с Ansys OptiSLang позволяет организовать сложную расчетную цепочку с несколькими расчетными средствами.
• Обновления Ansys Lumerical MQW расширяют возможности расчетов усиления и включают новый пользовательский интерфейс, а также новые базы данных материалов.
• Ansys Lumerical STACK при расчетах дисплеев теперь поддерживает работу с толстыми слоями, чья толщина больше длины когерентности.
• Новый расчетный процесс для моделирования дисплеев в Ansys Lumerical STACK и Ansys SPEOS позволяет комплексно исследовать конструкцию от моделирования нано-пикселей до расчетов восприятия изображения человеком.
• Улучшения коснулись расчетов пользовательских компонентов и включают поддержку нового инструмента построения слоев для электрических и тепловых моделей материалов.
• Ansys Lumerical FEEM теперь позволяет моделировать анизотропные материалы и включает новый тип граничного условия PML, что позволяет точнее определять потери в световодах и с утечкой в волокнах.

Расчетная платформа

• В Ansys 2021 R2 расчетная платформа позволяет еще больше интегрировать решатели Ansys и обеспечить максимальный комфорт от использования. Улучшения включают:
• Дополнительные возможности лицензирования Ansys optiSLang за счет новой модели, включающей уровни Premium и Enterprise. Кроме того, в новом выпуске optiSLang проработана еще более тесная интеграция с Ansys Electronics Desktop и Ansys Workbench. Это позволяет активировать возможности optiSLang прямо из решателей Ansys. 
• Ansys Minerva улучшает взаимодействие инженерных команд за счет кастомизируемых досок-дашбордов, позволяющих отобразить нужную информацию для каждого участника расчетной команды, а также содержит изменения в графическом интерфейсе, улучшающие эффективность и удобство использования.
• Ansys LS-DYNA и LSTC теперь доступны в облаке Ansys Cloud. Кроме того, большое количество решателей Ansys стали доступны в качестве приложений в списке HPC batch solves или непосредственно в браузере в интерактивной сессии. 

Анализ безопасности

Новая функция Ansys Safety Analysis значительно сокращает усилия на анализ безопасности благодаря эффективному применению методов анализа безопасности, надежности и кибербезопасности, а также тесной интеграции с широко используемыми инженерными инструментами. Среди других обновлений Ansys 2021 R2:

• Ansys Digital Safety Manager – приложение для общего управления деятельностью, связанной с безопасностью. 
• Блок-схемы надежности (RBD) описывают и анализируют надежность системы.
• Сеть отказов расширена для отображения интенсивности отказов при сбоях, а также учета условных вероятностей.
• Поддержка целей кибербезопасности в соответствии с ISO 21434.

Прочностные решения Ansys

В Ansys 2021 R2 прочностные решения получили новые функции, улучшающие надежность и эффективность работы. Интеграция инструментов в платформу Ansys Workbench позволяет задействовать новые расчетные технологии и расширить спектр выполняемых расчетных задач. Улучшения этой версии включают:

• Интеграцию Ansys Sherlock с Ansys LS-DYNA за счет простого автоматизированного расчетного процесса в Ansys Workbench, позволяющего быстро создать расчетные модели для расчетов дроп-тестов в LS-DYNA, а также других типов прочностных расчетов.
• Расширена поддержка расчетных технологий LS-DYNA в рамках среды Ansys Mechanical. Теперь она включает поддержку методов Smooth Particle Hydrodynamics (SPH), Arbitrary Lagrangian Eulerian (ALE) и расчетов implicit/explicit, позволяющих производить анализ динамической прочности с предварительным статическим нагружением и перезапускать расчеты дроп-тестов.
• Обновленный механизм многошагового расчета в Mechanical теперь позволяет работать с моделями с циклической симметрией с разным числом секторов в одной модели. Это дает возможность существенно сэкономить в размерности расчетной модели и сократить время расчетов до 50 раз.