Автор: Чад Джексон (Chad Jackson)
Не так давно у меня был интересный разговор. Я разговаривал с директором, отвечающим в компании за программное обеспечение, который собирался открыть новую компанию, занимающуюся программными продуктами для имитационного моделирования. Его главным вопросом было: «Где больше всего требуется имитационное моделирование сегодня?»
Буду откровенным, я затруднился с ответом. Не потому что все проблемы в этой области решены. Это далеко не так. Но ответить сложно, так как ответ лежит в широком диапазоне, в зависимости от о ком и о чем идет речь. Потребность в имитационном моделировании возникает на различных этапах цикла проектирования, которые существенно отличаются друг от друга. Позвольте мне объяснить.
Имитационное моделирование на этапе создания концепции
До того, как проект получает официальное финансирование, организации оценивают и сравнивают различные варианты нового изделия. То же самое верно и для ранних этапов детальной проработки, когда конструкторы пробуют различные формы для ключевых компонентов. В обоих случаях необходимо понять область проектных параметров таким образом, чтобы сделать лучший выбор.
В результате чего возникают критически важные потребности. Геометрия в концептуальной модели стремится быть простой и наглядной, даже может быть в 2D. Поэтому наличие полностью проработанных 3D-моделей в CAD не настолько важно. Автоматизация этапов моделирования, например, при разработке экспериментов, определяет производительность в области проектирования. Наконец, оптимизация топологии, где к рассмотрению предлагаются новые формы, также крайне полезна.
Имитационное моделирование на этапе проработки проекта
На этом этапе проектирования имеются две цели. Пользователи хотят сравнивать и находить различия между различными вариантами изделия, чтобы выбрать нужный. Им также требуются геометрические размеры изделия.
С точки зрения выполнения моделирования таким пользователям требуется всего несколько важных функций. Важную роль играет тесная интеграция с 3D-моделью. То есть прямое моделирование для упрощения и абстрагирования. Оптимизация параметров помогает пользователям точно узнать нужный размер компонента, находя правильное соотношение между такими критериями проектирования, как масса, производительность и максимальное значение напряжения, которое приводит к отказу.
Имитационное моделирование в ходе валидации и верификации
Здесь цель предельно ясна. Не позволять продолжать выполнение проектирования, если это приведет к неудачам в ходе создания прототипа и испытаний. Для организации важно избежать задержки при передаче изделия в производство. Это также позволяет избежать затрат на построение новых прототипов и выполнение испытаний. Более того, эту задачу обычно выполняют специалисты по имитационному моделированию, у которых имеется большая очередь из заданий, которые необходимо сделать.
На этом этапе важность точности выполнения моделирования становится главнее всего. Это приводит к необходимости применения лучших практик и настройке решающей программы. Крайне важно учесть различные физические аспекты, включающие в себя выполнение таких расчетов, как структурные, динамические, тепловые, возбуждения, усталости, химические и т. п. Например, температурное расширение может непосредственно повлиять на поведение компонентов конструкции. Химические реакции влияют на динамику жидкостей, текущих через насосы и клапаны. Наконец, о чем часто забывают, автоматизация моделирования играет очень важную роль. Поскольку имеется очень большая очередь из зданий на моделирование, требуются инструменты, помогающие выполнять работу быстрее, чтобы повысить пропускную способность.
Выводы
Мы видим, что ответить на этот вопрос не просто.
В ходе процесса проектирования возникают вопросы, связанные с имитационным моделированием. При этом сейчас развиваются технологии, которые могут помочь в этом. Однако, если мы посмотрим на эффективность имитационного моделирования в ходе проектирования, будь вы руководитель группы конструкторов или глава ИТ-компании, возникает широкий набор задач, которые требуется решить. Для каждой из них требуется свое решение.
Резюме и вопросы
В ходе создания концепции особое внимание нужно уделить возможным вариантам изделия. Тесная интеграция с 3D-моделированием играет важную роль, при этом автоматизация имитационного моделирования, причем оптимизация топологии приносит дополнительную пользу.
В ходе подробного проектирования требуется сравнивать производительность различных вариантов и оценивать размеры компонентов. Тесная интеграция с CAD и прямое моделирование крайне важны. Оптимизация параметров и чувствительности очень полезны.
В ходе верификации и валидации важнее всего избежать ошибок при создании прототипов и проведении испытаний. Точность моделирования и учет различных областей физики также крайне важны. Автоматизация моделирования имеет то преимущество, что она расширяет пропускную способность специалистов по выполнению расчетов, у которых очень большая очередь из заданий.
Хорошо, вот мое мнение. Готовы поспорить? Вы считаете, что у различных пользователей на этих этапах — другие потребности? Почему? Кроме того, думаете, что другие аспекты моделирования могут также оказать влияние на этих этапах? С нетерпением жду ваших отзывов.
Всего хорошего. Встретимся снова. Спасибо, что прочитали это.
Настоящее сообщение была заказано для размещения на ресурсах PTC. Концепции, идеи и высказываемая в публикации позиция принадлежат исключительно промышленному аналитику Чаду Джексону из Lifecycle Insights.
Источник: https://www.ptc.com/en/cad-software-blog/splintering-needs-of-engineering-simulation