Многоаспектное физическое моделирование

Быстрое получение точных результатов за счет учета влияния сразу нескольких физических явлений

Компания Altair предлагает вниманию клиентов лучший в отрасли пакет ПО для многоаспектного физического моделирования, с помощью которого можно создавать большое количество взаимодействующих точных физических моделей при минимальных затратах времени и средств. В сочетании с решениями в области мультидисциплинарной оптимизации от компании Altair этот пакет открывает перед пользователями невероятные возможности, позволяющие получить преимущество в конкурентной борьбе.

Преимущества решения в области многоаспектной физики

Широкий ассортимент

Компания Altair предлагает клиентам широкий ассортимент продуктов, которые позволяют учитывать влияние температур и электромагнитного излучения, свойств жидкостей, законов акустики и гидравлики, особенностей различных структур, схем управления и сложных кинематических систем в различных комбинациях.

Абсолютная гибкость

Чем больше физических свойств учтет пользователь в ходе проектирования, тем точнее получатся результаты моделирования. Подход, который предлагает клиентам компания Altair, основан на оптимизации и нацелен на создание высококачественных продуктов путем удовлетворения требований в рамках всех дисциплин.

Доступность

Благодаря действенной поддержке технических специалистов и продуманной системе лицензирования компании Altair клиенты могут воспользоваться абсолютно всеми программными средствами из нашего ассортимента. Выбор — исключительно за ними.

Совместная работа как залог более высоких результатов

Многоаспектная физика — это междисциплинарное направление, которое охватывает множество научных и инженерных дисциплин, в рамках которого проблемы рассматриваются и решаются с точки зрения взаимодействия множества взаимодействующих факторов и явлений.  

Преимущество такого комплексного подхода, основанного на оптимизации, заключается в том, что он позволяет избежать ошибок, которые возникают, когда процессы рассматриваются отдельно или игнорируются, и отрицательно сказываются на системе в целом. Благодаря ему клиенты могут сразу получить решение, которое будет наиболее полно соответствовать требованиям всех дисциплин. #smartApplications .text-white {color:inherit!important;}

Решения на нескольких уровнях

Уровень 1
Математическое решение

Аналитический расчет, матричное решение, обработка сигналов, программирование Altair Compose™

Уровень 2
Одномерное моделирование

0D/1D Mathematical Approximation Altair Activate™

Уровень 3
Справочная таблица

Применение результатов быстрого, полностью трехмерного моделирования Altair Flux™ Altair MotionSolve™ Просмотреть еще

Уровень 4
Полное сочетание

Последовательное или прямое сочетание точных результатов средств поиска решений Altair Radioss™ Altair AcuSolve™ Просмотреть еще

Подход, основанный на оптимизации

Средство Altair HyperStudy открывает перед пользователями широчайшие возможности в области мультидисциплинарного изучения и оптимизации конструкции, а также планирования экспериментов. С его помощью клиенты смогут определить критически важные параметры конструкции, их влияние на все конструктивные ограничения, а также на характеристики изделия в целом.

Зная, какому влиянию наиболее подвержен тот или иной параметр, пользователь может получить максимально удачное решение с точки зрения многоаспектной физики.

Влияние электромагнитной и аэродинамической нагрузок на характеристики конструкции

На этом примере можно оценить оптимизацию эффективности двух разных элементов конструкции: топливного насоса и законцовки крыла. Итак, в крыле расположен топливный насос, работа которого вызывает шум и вибрацию. Он должен обеспечивать подачу горючего в надлежащем объеме, работать как можно тише и иметь минимальный вес.

Законцовку крыла необходимо привести в соответствие с требованиями к жесткости и виброустойчивости так, чтобы это не сильно отразилось на ее массе.

Система охлаждения двигателя: взаимодействие жидкого теплоносителя и конструкции

Проблему взаимодействия жидкого теплоносителя и конструкции можно рассмотреть на примере системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания. В данном случае моделирование будет сопряжено с трудностями, потому что модель может оказаться очень большой и сложной. Так, для построения модели моторного блока с четырьмя цилиндрами и рубашкой охлаждения необходимо создать 7 млн узлов и 40 млн элементов сетки.

Моделирование предусматривает учет температурно-зависимых характеристик материала и особенностей пузырчатого кипения. Благодаря поддержке процесса автоматизированного сочетания среда Altair SimLab позволяет относительно легко смоделировать процесс взаимодействия жидкого теплоносителя и конструкции. Анализ тепловой нагрузки при этом осуществляется с помощью средства поиска решений Altair OptiStruct.

Влияние электромагнитного излучения и вибраций на работу активных систем содействия водителю

Стремясь обеспечить для клиентов высший уровень безопасности, производители автомобилей включают в состав активных систем содействия водителю радиолокационные станции (РЛС), которые обеспечивают автоматическое соблюдение дистанции между машинами на дороге. Благодаря мультидисциплинарному подходу средство Altair HyperStudy дает разработчикам возможность подобрать наиболее выгодное расположение РЛС переднего обзора и обеспечить ей максимальную эффективность работы в условиях реальной эксплуатации.

В данном случае бампер автомобиля моделируется как гибкое тело с помощью средства поиска решений Altair OptiStruct®. Общие параметры движения автомобиля при этом отслеживаются с помощью средства моделирования многообъектных систем Altair MotionSolve®. Затем полученные результаты экспортируются в ПО Altair Feko™, которое служит для проведения высокочастотного электромагнитного анализа.

Акустика, шум и вибрация

Электротранспорт переживает сейчас бурное развитие. В связи с этим особое значение приобретает вопрос шумности электродвигателей. С помощью платформы Altair HyperWorks клиенты могут снизить уровень шумности двигателей без ущерба для других характеристик. Средство низкочастотного электромагнитного, электрического и термического анализа Altair Flux™ обеспечивает предельно точный и быстрый расчет сосредоточенных сил, воздействующих на статор, с использованием двухмерной модели. Функции моделирования шума, вибрации и жесткости, которыми обладает средство поиска решений Altair OptiStruct, позволяют смоделировать шум, издаваемый двигателем на разных скоростях. По итогам анализа результатов пользователь может внести в конструкцию соответствующие улучшения с помощью средства Altair HyperStudy.

Магнитно-тепловое моделирование

Рассмотрим однофакторное последовательное совместное моделирование на конкретном примере. Тепловую нагрузку, которой подвергается коммерческий электродвигатель, можно определить с помощью функции термического анализа средства Altair Flux. Эффект нагрева, зависящего от местоположения, моделируется при имитации влияния источника тепла на модель, созданную в средстве поиска решений Altair AcuSolve. Затем средство Altair AcuSolve обрабатывает эти предельные условия и точно определяет температуру охлаждающей жидкости в радиаторе, а также масла, взаимодействующего с электрическими катушками.

Гидродинамика и высокая скорость вращения

Без эффективной системы противовеса стиральная машина может со временем полностью выйти из строя из-за вибраций, которые возникают в ходе работы. В бытовых стиральных машинах роль противовеса обычно играет емкость, которая заполняется водой и уравновешивает массу белья в барабане. Средство моделирования многообъектных систем Altair MotionSolve™ обеспечивает имитацию движения стиральной машины как твердого тела. Моделирование движения жидкости в системе противовеса стиральной машины осуществляется с помощью вычислительного средства поиска решений в области гидродинамики Altair AcuSolve™, а результаты реалистичного моделирования крутящего момента и других видов воздействия, оказываемого жидкостью, затем снова обрабатываются средством MotionSolve.

Терморегулирование в электронике

Мощная микроэлектроника стала одним из китов, на которых стоит современный мир. Ее работоспособность непосредственно зависит от эффективного терморегулирования, поэтому его обеспечение стало вопросом жизненной необходимости. Эффективный термический анализ электрических схем и соответствующих средств охлаждения, обеспечиваемый средством Altair ElectroFlo™, позволяет конструкторам электроники и аналитикам, не обладающим глубокими познаниями в области расчетной гидрогазодинамики (CFD), оптимизировать свои разработки. Средство Altair ElectroFlo дает возможность прогнозировать распределение тепла между различными узлами конструкции на ранних этапах разработки. Таким образом можно выявить проблемные «горячие точки» и недостатки в работе системы охлаждения, которые иначе проявились бы на гораздо более поздних этапах работы.

Разработка на основе многоаспектных физических моделей

Этот двухколесный самоуравновешивающийся самокат и его водитель — отличный пример использования мультидисциплинарного подхода, который охватывает все элементы и характеристики конструкции, в том числе системы управления и электромагнитное излучение, в сочетании с системным анализом сложных кинематических систем.

Самокат, профиль дорожного покрытия, характеристики и особенности шин, а также робот-водитель — все элементы модели прошли анализ с помощью средства моделирования многообъектных систем Altair MotionSolve™. А двигатель и его характеристики были смоделированы в программе общего электромагнитного анализа Altair Flux. И наконец, системы стабилизации и управления двигателем удалось создать в Altair Activate — среде обеспечения разработки на основе моделей с интуитивно понятным интерфейсом в виде блок-схем.

Взаимодействие жидкости и конструкции: моделирование аварийного приводнения

Федеральные нормы и правила устанавливают ряд требований к воздушным судам на случай аварийного приводнения. Падение, аварийное приводнение и применение систем обеспечения плавучести — все эти и многие другие ситуации можно смоделировать при помощи средства поиска решений в области расчетной гидрогазодинамики (CFD) Altair Radioss™, способного также рассчитывать прочностные характеристики с учетом нелинейных переходных процессов. Средство Radioss обеспечивает пользователям широкие возможности моделирования подобных ситуаций с использованием методов гидродинамики сглаженных частиц (SPH) и произвольного Лагранж-Эйлерова поведения (ALE). Применение уникальных функций многодоменных расчетов взаимодействия жидкости и конструкции позволяет значительно сократить продолжительность вычислений без потери точности.

Технологии стремительно эволюционируют буквально на наших глазах, и эти изменения уже вносят свои коррективы в работу инженеров и конструкторов. Компания Altair — надежный партнер, который поможет вам достичь успеха в условиях растущей конкуренции.

Be the first to know

Subscribe to our newsletter to learn about product training, news, events, and more!