ТЕХНИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ CFD

Интеграция и совместная работа с САПР
В Autodesk CFD используются продвинутые механизмы непосредственного импорта трехмерной геометрии из различных САПР. Имея трехмерную модель, созданную в одной из распространенных CAD-систем, пользователь может открыть ее в Autodesk CFD и использовать как основу для построения расчетной модели.

Кроме того, приложение Autodesk CFD можно интегрировать непосредственно в одну из распространенных САПР (Inventor, Revit, SpaceClaim, PTC Creo, Solidworks и пр.).


Продвинутые инструменты работы с геометрией
Начиная с 2019 версии, подписчики Autodesk CFD имеют доступ к Fusion 360 Ultimate, который позволяет упростить геометрию существующей трехмерной модели и сделать ее более дружественной к созданию расчетной модели. Также с помощью него можно создавать простые трехмерные объекты, анализировать и редактировать существующие модели. С помощью Fusion 360 можно залить отверстия, удалить лишние мелкие детали с модели (фаски, скругления и пр.), которые не влияют на результаты расчета, но их обработка и расчет могут занимать большое количество времени.

Грамотное применение Fusion 360 для подготовки модели способствует формированию качественной сетки и сокращению времени расчета.

uproschenie1.jpg

Библиотека материалов и компонентов

В состав Autodesk CFD входит полноценная библиотека материалов, веществ и компонентов, которые широко используются в промышленности. Каждый объект библиотеки содержит в себе описание всех своих теплофизических характеристик, что позволяет применять их в формировании расчетных задач. В библиотеке можно найти различные жидкости и газы, пассивные и активные компоненты электронных приборов, устройства для создания систем теплообмена и многое другое.
Библиотека Autodesk CFD полностью открыта, поэтому каждый пользователь может создавать неограниченное число своих материалов и объектов или редактировать существующие.  


Простота освоения и использования

При разработке Autodesk CFD был реализован важный принцип – приложение должно быть максимально простым и понятным даже тем пользователям, которые не имеют опыта проведения гидро - и газодинамических расчетов в программных системах. Все элементы интерфейса программы давно стали стандартными и знакомыми по другим продуктам Autodesk, что позволяет легко освоить систему и быстро начать работать в ней.

В Autodesk CFD можно найти большое количество инструментов, упрощающих и ускоряющих работу по созданию задач, проведению расчетов и анализу результатов. Продуманные мастера и диалоговые окна, наглядные инструменты ввода и вывода результатов, средства определения нагрузок и коэффициентов, призваны ускорить работу пользователей. Для первоначального освоения программы доступны пошаговые текстовые видеоинструкции, а полноценная справочная система позволит разобраться во всех тонкостях работы.


Автоматическая генерация расчетных сеток
С одной стороны, генератор расчетной сетки, реализованный в Autodesk CFD, способен избавить пользователя от рутинных процедур, поскольку генерирует очень качественную сетку конечных элементов в автоматическом режиме. С другой стороны, опытные пользователи могут самостоятельно настроить параметры генерации сетки и вручную выделить отдельные зоны, где необходимы особые параметры сетки.


setka.jpg



Сеточный генератор способен автоматически выделить области, в которых необходимо реализовать разные виды сеток. Например, для точного моделирования течения в пограничном слое система формирует в нужных областях пристеночный слой из призматических элементов. При формировании сеток в больших объемах система самостоятельно уменьшит размер ячеек в тех местах, где присутствуют мелкие объекты или происходит смена формы или направления потока.


Математический решатель CFD\CFD2
В основе Autodesk CFD лежат два уникальных математических решателя: CFD и CFD2. Решатель CFD разрабатывался с самых первых версий программы и ориентирован на вычисление простых задач. Более новый и продвинутый решатель CFD2 разрабатывался специально для расчета больших задач, содержащих 30-50 миллионов элементов. Он полностью поддерживает многопроцессорные и многопоточные технологии, автоматически распределяет вычисления по процессорам, ядрам и потокам.

Решатели настроены таким образом, что подходят для работы с большинством задач. Однако опытные и продвинутые пользователи могут выполнить тонкую настройку алгоритмов. Например, на выбор доступны разные схемы адвекции, модели турбулентности и многое другое.

В Autodesk CFD реализована поддержка большинства реальных физических процессов:


Высокопроизводительные вычисления
Для тех расчетных задач, в которых используются сложные трехмерные модели с большим количеством элементов сетки или предполагается расчет длительных процессов, в Autodesk CFD реализована технология высокопроизводительных вычислений HPC (High Performance Computing). С помощью нее можно запустить приложение на многоядерной рабочей станции или на вычислительном кластере.


Вычисления в облаке
С помощью Autodesk CFD можно проводить как расчеты на локальном компьютере пользователя, так и в высокопроизводительном облаке Autodesk. Вычисления в облаке позволяют использовать локальный компьютер даже тогда, когда производится расчет, а кроме того, они проводятся гораздо быстрее. Для доступа к облачным вычислениям необходимо иметь действующую единую учетную запись Autodesk ID и оплаченные облачные кредиты Autodesk Cloud Credits. Пользователю достаточно загрузить подготовленную расчетную модель в облако и запустить процесс решения, после выполнения которого все результаты автоматически загрузятся обратно на компьютер.


Моделирование свободной поверхности
В Autodesk CFD реализована поддержка моделирования свободного течения жидкостей методом свободной поверхности VOF (Volume of Fluid). С помощью него можно моделировать и анализировать взаимодействие потока и тела, которое может менять свое положение. Применение такого метода позволяет решать задачи анализа процессов прорыва плотин, наполнения шахт и штолен водой, разлива масла из танкера и другие.

VOF1.jpg


Моделирование потоков с движущимися твердыми телами
С помощью решателя Autodesk CFD Motion пользователи системы могут моделировать и анализировать взаимодействие потока жидкости или газа с телом, которое находится в этом потоке, при этом оно не закреплено или движется по определенному описанному закону.

В Autodesk CFD реализован анализ следующих видов движения твердых тел:


Инструменты анализа результатов вычислений (постпроцессинг)
Пользователи Autodesk CFD имеют в арсенале широкий набор инструментов для анализа полученных в процессе вычислений результатов (постпроцессинг). С помощью средств наглядного представления данных можно легко визуализировать результаты и получить полную информацию об исследуемом объекте.


Плоскости сечений
Чтобы проанализировать значения величин в какой-то определенной плоскости, пользователь Autodesk CFD может создать требуемое количество сечений и настроить для них отображение данных в виде распределения цветовых полей или группы векторов. С помощью цветовых полей можно отображать давление, величину теплового потока, векторы скорости или его проекции на оси, плотность потока, распределение температуры и многое другое.


Визуализация потоков

При анализе потоков жидкостей и газов в Autodesk CFD их направление можно отобразить в виде настраиваемых векторов, меняя их цвет, масштаб и другие параметры. Этот инструмент аналогичен реальной практике проведения исследований, например, в аэродинамической трубе, когда потоки визуализируются с помощью нитей или цветного дыма.


Построение графиков исследуемых величин
В созданной для анализа потока плоскости сечения можно отображать результаты не только в виде цветовых полей или набора векторов, но и построить график, демонстрирующий поведение измеряемой величины в конкретной точке сечения. В случае исследования нестационарных задач можно построить график изменения величины в течение определенного временного отрезка.


Параметры потока в конкретном сечении 
Встроенный в Autodesk CFD инструмент Bulk Results позволяет определять и анализировать параметры потоков в замкнутых контурах. Если система обнаружит такие контуры в плоскости сечения, то автоматически вычислит параметры потоков через все обнаруженные сечения.


Визуализация и трассировка движения частиц в потоке
Autodesk CFD отображает траектории движения частиц и тел в потоке с помощью цветных трехмерных кривых. При расчете и трассировке движения для частиц может быть задана масса и включен режим расчета с учетом гравитации, что позволит повысить точность вычислений и получить более реалистичный результат, максимально приближенный к результатам натурных испытаний и поведения в реальных условиях эксплуатации.


Изоповерхности
Для наглядной оценки результата вычислений в Autodesk CFD реализованы инструменты построения изоповерхностей. Изоповерхность – это поверхность, образованная из точек, имеющих постоянное значение исследуемой величины. С помощью них можно оценить не только значение параметров, но и геометрическую форму потока. С помощью цвета на изоповерхности отображаются конкретные значения величин исследуемых параметров.

Isosurface.png


В анализе результатов решения задач гидрогазодинамики изоповерхности широко применяются для оценки скорости потока, распределения температуры, фронтов давления и многого другого.


Воздействие потоков на твердые поверхности

С помощью Wall Calculator в Autodesk CFD можно вычислять и анализировать силы, которые образуются на твердых поверхностях под воздействием потоков. Список задач, решаемых с помощью этой технологии:

Данный тип расчета полезен при разработке систем гидротолкателей и гидрокомпенсаторов, систем кондиционирования, вентиляции воздуха и пр.



Выбор оптимального решения с помощью Центра принятия решений

Основная масса расчетных задач гидрогазодинамики не ограничивается выполнением одного единственного варианта расчета. Зачастую для получения более точного и правильного результата требуется вычислить одну и ту же задачу несколько раз по разным сценариям, меняя при этом параметры и исходные данные. Анализ и сравнение полученных результатов для разных вариантов позволит выбрать оптимальный вариант конструкции.

В рамках создания разных расчетных сценариев пользователь может оперировать двумя вещами:

Desicion Center.png

Для принятия решения о достоверности того или иного расчетного результата в Autodesk CFD есть специальный набор инструментов в среде «Центр принятия решения».

С помощью команд центра можно легко и быстро сравнивать результаты расчетов нескольких вариантов проекта, при этом пользователь может самостоятельно выбрать параметры и критерии сравнения.

С помощью Центра принятия решения возможно выполнять следующие действия:

Алгоритм работы центра очень прост. Пользователю достаточно создать объект вычисления в рамках одного сценария и присвоить ему категорию «Результат проекта», после чего система автоматически вычислит значения для этого объекта по каждому существующему в задаче сценарию.



Генератор отчетов

В Autodesk CFD реализован мощный генератор отчетов, с помощью которого можно создавать отчеты любой сложности и содержания.

В отчеты могут включаться данные как самого расчета, так и исходные данные расчетной задачи, данные применяемых материалов, веществ и сред, параметры наложенных сеток и граничных условий. Кроме того, в отчеты можно вставлять данные о настройках системы и решателей.



Автоматизация расчетов с использованием API

В Autodesk CFD реализована поддержка программного интерфейса API, позволяющего работать с программой не с помощью графического пользовательского интерфейса, а программно через обращение напрямую к конкретным командам и операциям. Через открытый API можно решать широкий круг задач, например, автоматизировать рутинные задачи, решать вопросы интеграции Autodesk CFD с другими системами, выводить результаты расчетов в специальные форматы и многое другое.

Для решения разного уровня задач можно выбрать один из поддерживаемых языков:



Продвинутая справочная система пользователя

Справочная система Autodesk CFD – это не просто описание функций, команд и элементов интерфейса, а полноценный, исчерпывающий источник информации.

Что можно найти в справочной системе Autodesk CFD:

Немаловажно, что система поиска ищет не только по разделам справочной системы, но и по форумам и базам знаний. Часть материалов, находящихся в справочной системе, локализована и переведена на русский язык.




Autodesk CFD в электронике и приборостроении

Главная тенденция в разработке электронных приборов и устройств – миниатюризация и уменьшение габаритов при все больше потребляемой мощности. Как результат – постоянно возрастающие требования к перераспределению температур в устройствах, их охлаждению и отводу лишнего тепла. Анализ тепловых режимов работы устройств на самых ранних этапах проектирования позволяет избежать возникновения потенциальных проблем при реальной эксплуатации и сэкономить деньги на создании прототипов.

Autodesk CFD дает пользователям возможность использовать специальные инструменты, которые упрощают расчет и анализ тепловых режимов электронных изделий. Библиотека компонентов, поставляемая вместе с программой, содержит описание большого числа компонентов, которые чаще всего применяются в электронике и радиоаппаратуре:

Для принятия решения о достоверности того или иного расчетного результата в Autodesk CFD есть специальный набор инструментов в среде «Центр принятия решения».

С помощью команд центра можно легко и быстро сравнивать результаты расчетов нескольких вариантов проекта, при этом пользователь может самостоятельно выбрать параметры и критерии сравнения.

С помощью Центра принятия решения возможно выполнять следующие действия:

Алгоритм работы центра очень прост. Пользователю достаточно создать объект вычисления в рамках одного сценария и присвоить ему категорию «Результат проекта», после чего система автоматически вычислит значения для этого объекта по каждому существующему в задаче сценарию.




Генератор отчетов

В Autodesk CFD реализован мощный генератор отчетов, с помощью которого можно создавать отчеты любой сложности и содержания.

В отчеты могут включаться данные как самого расчета, так и исходные данные расчетной задачи, данные применяемых материалов, веществ и сред, параметры наложенных сеток и граничных условий. Кроме того, в отчеты можно вставлять данные о настройках системы и решателей.




Автоматизация расчетов с использованием API

В Autodesk CFD реализована поддержка программного интерфейса API, позволяющего работать с программой не с помощью графического пользовательского интерфейса, а программно через обращение напрямую к конкретным командам и операциям. Через открытый API можно решать широкий круг задач, например, автоматизировать рутинные задачи, решать вопросы интеграции Autodesk CFD с другими системами, выводить результаты расчетов в специальные форматы и многое другое.

Для решения разного уровня задач можно выбрать один из поддерживаемых языков:



Продвинутая справочная система пользователя

Справочная система Autodesk CFD – это не просто описание функций, команд и элементов интерфейса, а полноценный, исчерпывающий источник информации.

Что можно найти в справочной системе Autodesk CFD:

Немаловажно, что система поиска ищет не только по разделам справочной системы, но и по форумам и базам знаний. Часть материалов, находящихся в справочной системе, локализована и переведена на русский язык.




Autodesk CFD в электронике и приборостроении

Главная тенденция в разработке электронных приборов и устройств – миниатюризация и уменьшение габаритов при все больше потребляемой мощности. Как результат – постоянно возрастающие требования к перераспределению температур в устройствах, их охлаждению и отводу лишнего тепла. Анализ тепловых режимов работы устройств на самых ранних этапах проектирования позволяет избежать возникновения потенциальных проблем при реальной эксплуатации и сэкономить деньги на создании прототипов.

Autodesk CFD дает пользователям возможность использовать специальные инструменты, которые упрощают расчет и анализ тепловых режимов электронных изделий. Библиотека компонентов, поставляемая вместе с программой, содержит описание большого числа компонентов, которые чаще всего применяются в электронике и радиоаппаратуре:




Autodesk CFD в строительстве и архитектуре

Технологии информационного моделирования BIM уже на протяжении многих лет поднимают стандарты качества в строительной отрасли. За это время выполнено большое число качественных, конкурентоспособных проектов, а специалисты получили неоценимый опыт.

С развитием таких технологий растет и сложность проектируемых объектов, сокращаются сроки разработки, возведения и ввода в эксплуатацию зданий и сооружений. Регулирующие и надзорные органы постоянно принимают новые нормы и повышают требования к экологичности, безопасности и энергоэффективности возводимых объектов.

Применение Autodesk CFD в процессе проектирования объектов строительства позволяет быстро и точно оценить характеристики объектов, найти их слабые места и принять решение о необходимости корректировки.

Какие задачи можно решать с помощью Autodesk CFD в этой области:

В большинстве случаев использование CFD-моделирования является необходимым условием полноценного внедрения BIM-технологий. На сегодняшний день ни одна расчетная методика не в состоянии представить полную картину по течению потоков снаружи и внутри проектируемых объектов, поэтому становится очевидным, что использование Autodesk CFD при проектировании зданий и сооружений просто необходимо.

Связаться с нами

Если у вас появились вопросы по продукту, его возможностях и функциональности, условиях и стоимости приобретения, свяжитесь со специалистами нашей компании, через специальную форму на сайте или по телефону +7 (812) 321-00-55.


Наш YouTube канал


Продукты



Вернуться на главную