Открываем новые возможности ANSYS Discovery 2020 R1

Этой статьей мы открываем серию публикаций, посвященных ANSYS Discovery – новому на рынке САПР решению, нацеленному на повышение эффективности работы инженеров-конструкторов, решающих задачи с применением интегрированных инструментов CAD и CAE.

История

Зачем нужен ANSYS Discovery

Функциональные возможности

ANSYS Discovery представлен тремя основными продуктами:

• Discovery SpaceClaim (3D-моделирование с прямым редактированием геометрии),
• Discovery Live (экспресс-оценка инженерных концепций с вычислениями на GPU в реальном времени) и
• Discovery AIM (многодисциплинарные задачи и оптимизация), которые дополняются специализированными приложениями.

Также на базе функционала ANSYS Discovery Live построен продукт PTC Creo Simulation Live – совместная разработка ANSYS, Inc. и PTC, Inc. Структура и взаимосвязи пакетов и приложений ANSYS Discovery показаны на рис. 1. Рассмотрим функциональные возможности перечисленных решений более подробно.

Рис. 1. Структура и взаимосвязи пакетов и приложений ANSYS Discovery

ANSYS Discovery SpaceClaim

Discovery SpaceClaim базируется на функционале системы 3D-моделирования SpaceClaim, вошедшей в 2014 г. в портфолио решений корпорации ANSYS после поглощения компании SpaceClaim Corp. Продукт выпускается на русском языке. Пример пользовательского интерфейса Discovery SpaceClaim показан на рис. 2.

Рис. 2. Русскоязычный интерфейс ANSYS Discovery SpaceClaim

Таблица 1. Интерфейсы импорта/экспорта данных ANSYS Discovery SpaceClaim.

ANSYS Discovery Live

Рис. 3. Расчет системы воздушного охлаждения электронного блока в ANSYS Discovery Live

Рис. 4. Визуализация результатов расчета на GPU циркуляции жидкости в ANSYS Discovery Live

Рис. 5. Анализ внутреннего течения в ANSYS Discovery Live

ANSYS Discovery AIM

Discovery AIM позволяет решать следующие задачи: статические прочностные расчеты с учетом физической и геометрической нелинейности, контактов и шарниров; определение собственных частот и форм колебаний; расчеты гидрогазодинамики и сопряженного теплообмена, определения силового и теплового воздействия потока газа или жидкости на конструкцию; стационарные тепловые расчеты с в условиях конвективного, кондуктивного (посредством теплопроводности и лучистого теплообмена; магнитостатические и электростатические задачи, определение параметров магнитного поля, плотности тока, джоулевых потерь, индуктивности, магнитных сил и моментов; моделирование экструзии полимеров, предсказание формы экструдата и проектирование оптимальной формы головки экструдера; оценка усталостной долговечности и срока службы конструкции.

Производительность Discovery AIM может быть повышена за счет подключения опционального модуля CPU Core Extension, который увеличивает количество используемых ядер процессора при распределенных вычислениях. А подключение приложений Geometry Interface Bundle расширяет набор геометрических интерфейсов для импорта/экспорта 3D CAD-моделей (см. таблицу 2).

Таблица 2. Интерфейсы импорта/экспорта данных ANSYS Discovery Ultimate Geometry Interface Bundle.

Между ANSYS Discovery AIM и ANSYS Discovery Live есть двунаправленный интерфейс обмена данными, построенный на основе шаблона Connect to Discovery Live и обеспечивающий передачу геометрической модели, материалов и граничных условий. Для углубленного анализа подготовленную в Discovery AIM модель можно экспортировать в ANSYS Mechanical и ANSYS Fluent с помощью специальных приложений-шаблонов Connect to Mechanical и Connect to Fluent соответственно.

PTC Creo Simulation Live

Новые возможности ANSYS Discovery 2020 R1

В Discovery SpaceClaim 2020 R1 добавлены следующие возможности:

• Усовершенствован инструмент группового выбора скруглений. Теперь он позволяет выделять скругления с радиусами из заданного диапазона значений, в том числе скругления с равным или меньшим радиусом.
• Улучшен инструмент автоматического преобразования фасеточных (STL) моделей в поверхностные.
• Добавлены новые решётчатые структуры – Неовиус и Лидиноид (рис. 6) – бесконечные трехпериодические минимальные поверхности-лабиринты. Эти геометрические элементы могут использоваться при разработке моделей теплообменников, а также для формирования технологических поддержек в моделях для аддитивного производства.
• Добавлены два новых типа линейных тел – труба и теплоноситель.
• Усовершенствованы интерфейсы импорта/экспорта геометрии. Добавлена поддержка версий Creo 6.0, Autodesk Inventor 2020, NX 1847, возможность экспорта моделей в формат PMDB (*.pmdb) и экспорта сеток в форматы ANSYS (*.inp), CGNS (*.cgns), LS-DYNA (*.k).
• Новый элемент эскиза «Изгиб», возможность построения эскизов с привязками, множество улучшений, связанных с надежностью и удобством работы с эскизами в режиме привязок.
• Улучшены интерактивные инструменты построения сеток, в том числе построение сеток в рамках рабочего процесса для задач гидрогазодинамики.
• Добавлена возможность применения скриптов для инструментов «Скрыть поверхности», «Толщина поверхности» и «Выбор границ».

Рис. 6. Новые геометрические элементы Discovery SpaceClaim 2020 R1 – решётчатые структуры
Неовиус и Лидиноид

В Discovery Live 2020 R1 добавлены следующие возможности:

• Расчет тонкостенной геометрии. Значительно улучшено решение для моделирования тонкостенной геометрии. Новый метод дискретизации более эффективно использует видеопамять и позволяет моделировать более тонкие геометрические области и использовать GPU с меньшим объемом видеопамяти.
• Нововведения в инструментах обработки результатов. Повышена производительность процесса рендеринга изображения. Добавлена опция, позволяющая скрыть отображение результатов на фрагментах модели. Улучшены механизмы обработки результатов, что позволяет получить более точные значения интегральных характеристик.
• Стационарные расчеты. Теперь поддерживается быстрое моделирование на основе стационарных расчетов. Данный функционал особенно полезен для тепловых задач смешения и в параметрических расчетах.
• Топологическая оптимизация. Добавлен функционал для комбинированного статического прочностного и модального расчета. Добавлены технологические ограничения для максимальной толщины и направления двустороннего вытягивания. Добавлена новая целевая функция для минимизации массы в условиях ограничений по жесткости и частотам. Теперь поддерживаются параметрические исследования.

В Discovery AIM 2020 R1 добавлены следующие возможности:

• Добавлена поддержка дополнительных упругих моделей, в том числе моделей ортотропной упругости и модели Неогуковской гиперупругости, используемой для моделирования резин и полимеров, подвергаемых большим деформациям.
• Моделирование тросов и кабелей. Поддерживаются соответствующие типы конечных элементов, а также доступны инструменты визуализации поперечных сечений тросов и кабелей при отрисовке сетки и результатов.
• Сетки оболочечных элементов теперь отображаются с учетом толщины элементов как при отрисовке сетки, так и при отображении результатов.
• Проверка недозакрепленности тел перед началом расчета. Если найдены тела, не имеющие контактов, граничных условий и других соединений, то система сообщает об ошибке, связанной с телами, требующими закрепления.
• Топологическая оптимизация поддерживает указание направления выемки. Эта опция позволяет обеспечить целостность модели через задание направления, по которому оптимизируемый продукт будет выниматься из формы.
• Автоматическая генерация сетки на основе шестигранников. Если модель содержит тела, к которым может быть применен метод Sweep (кроме оболочек), то сетка на них автоматически генерируется на основе шестигранных элементов, при этом к телу добавляется контроль размера элемента с учетом заданного значения параметра точности. Если генерация сетки на основе шестигранников не удается для какого-либо тела с указанным контролем размера, то сетка будет построена из тетраэдров.
• Генерация сетки для оболочек. Улучшения сетки оболочечных элементов внедрены как на уровне сетки, так и на уровне физики. Если выбранная физика – механика, тепло или электропроводимость, то можно включить настройку «Модель содержит тонкие детали», чтобы дополнительно измельчить сетку на оболочках или тонких твердотельных элементах. Когда эта опция включена, генерация сетки осуществляется с контролем размера на базе кривизны поверхности. Если используется автоматическая генерация сетки с учетом физики, то система автоматически определяет присутствие оболочечных тел в геометрии и строит на них сетку с контролем размера по кривизне.
• Поддержка метрик качества сетки. В задачу физики добавлены возможности диагностики сетки, которые позволяют построить метрики качества как для всей модели, так и для отдельной детали или тела.
• В шаблон Connect to Discovery Live добавлена возможность передачи дополнительных данных: граничные условия, зависящие от времени в табличной форме; стационарные задачи гидрогазодинамики.

Варианты лицензирования и цены

Подписка стоит дешевле, и на нее действует прогрессивная система скидок, размер которых зависит от количества единовременно приобретаемых пакетов. Например, при покупке 3 пакетов скидка составит 30%, а при покупке 10 пакетов – 40% от прайс-листа. В стоимость подписки включены услуги технической поддержки и обновления версий в течение одного года. Но подписку необходимо ежегодно продлевать, и для использования данного типа лицензии требуется подключение компьютера к сети Интернет, чтобы Discovery мог обращаться к серверу лицензий (не реже одного раза в три дня).

Бессрочная лицензия не имеет ограничений по срокам использования, не требует подключения компьютера к сети Интернет и не нуждается в ежегодном обновлении. Ее можно использовать бесконечно долго в рамках того релиза, который был актуальным на дату выпуска лицензионных кодов. Но стоимость бессрочной лицензии выше стоимости подписки, а техническую поддержку с обновлением версий необходимо приобретать дополнительно. Учитывая, что ANSYS выпускает до трех новых релизов в год, нужно взвешенно подходить к выбору подходящей вам модели лицензирования.

Для крупных организаций и холдинговых структур мы предлагаем специальные программы корпоративного лицензирования, предполагающие поставку неограниченного количества лицензий ANSYS Discovery по фиксированной цене. Для стартапов и образовательных учреждений на продукты ANSYS Discovery действуют специальные цены, которые предоставляются по индивидуальному запросу.

Рис. 7. ANSYS Discovery 2020 R1 в действии

Заключение

ANSYS Discovery отлично зарекомендовал себя как за рубежом, так и в России. Мы уверены, что этому полезному и современному инструменту найдется применение и у вас. Для тестирования уже сейчас доступна полнофункциональная 30-дневная ознакомительная лицензия ANSYS Discovery 2020 R1, которую можно получить в КАДФЕМ.

Также мы ждем вас на Форуме ANSYS 2020 R1, который пройдет в Москве, Санкт-Петербурге, Ростове-на-Дону, Самаре, Екатеринбурге и Новосибирске в апреле этого года. Там можно будет задать все интересующие вас вопросы экспертам компании.