Produktentwicklung: Schnell und leistungsfähig simulieren

Ansys, Anbieter von CAE- und Multiphysik-Software mit den Schwerpunkten Strömungs- (CFD), Strukturmechanik- (FEM) und Elektromagnetiksimulation (EM), bietet Ingenieuren mit der neuen Version Ansys 19 die Möglichkeit, neuartige Produkte – von autonomen Fahrzeugen über Smart Devices bis hin zu elektrisch betriebenen Flugzeugen – noch schneller zu entwickeln.

„Durch die zunehmend enge Verbindung zwischen der digitalen und der physischen Welt werden Produkte immer komplizierter. Unternehmen stehen unter hohem Druck, Innovationen voranzutreiben und die Produktqualität zu erhöhen, aber gleichzeitig Zykluszeiten, Kosten und Risiken zu reduzieren“, erklärt Thomas Zanzinger, Geschäftsführer von Ansys in DACH. „Ansys 19 hilft Ingenieuren, die Komplexität zu beherrschen und die Produktivität zu steigern. Es ermöglicht seinen Benutzern, noch genauere Lösungen in den unterschiedlichsten Anwendungen bereitzustellen – und damit Simulationen noch umfassender zu machen.“

Ansys 19 bietet Lösungen, die die Produktivität steigern und in jeder Entwicklungsphase einen nahtlosen Arbeitsablauf erlauben sollen. Damit können Ingenieure din kürzerer Zeit mehr erreichen. Mit Verbesserungen auf der Solver- und Technologie-Ebene, die Produkte schneller und leistungsfähiger machen, und Updates, welche die Zeit bis zur Zertifizierung verkürzen, soll die Software die Markteinführungszeit verkürzen und die Produktivität der Ingenieure verbessern.

In den mechanischen und elektromagnetischen Entwicklungsumgebungen erhöht die Software die Anzahl der verfügbaren Parallelprozesse für das High Performance Computing (HPC) von zwei auf vier. In Verbindung mit schnelleren und besser skalierbaren Lösungsverfahren bietet dies eine verbesserte Ausnutzung der Rechnerleistung und damit eine höhere Rechenkapazität. Zusätzliche Flexibilität erfahren die Anwender, da dieselbe Ansys-HPC-Lizenz zur Aktivierung aller Ansys-Produkte verwendet wird. Das macht die Lizenzierung konsistenter und erleichtert Kunden den Einsatz der Softwarelizenzen in all ihren Organisationen. 

Im Strömungsmechanik-Paket verspricht die Simulationslösung Ingenieuren bessere Ergebnisse in kürzerer Zeit und mit weniger Aufwand. Neue Funktionalitäten reduzieren zum Beispiel den Rechenaufwand deutlich, der für die Entwicklung von Einspritzsystemen notwendig ist. Ansys 19 verwendet hierzu die ‚Volume of Fluid‘-Methode, um Instabilitäten der freien Oberfläche sowie Oberflächenspannungseffekte zu berechnen, die zur Entstehung von Ligamenten und zur Bildung von Tröpfchen führen. Die Tröpfchen werden danach mit Hilfe der Euler/Lagrange Methode weiter berechnet. Die Kombination dieser beiden Methoden mit lösungsbasierter Gitteradaption resultiert in einer effizienten und genauen Berechnung des Strahlzerfalls und der Tröpfchenverteilung mit minimalem Aufwand. Da es bisher numerisch nicht praktikabel war, Tröpfchengrößenverteilungen unter Verwendung herkömmlicher Verfahren zu berechnen, reduziert diese neue Funktionalität den Berechnungsaufwand erheblich.

Das Strukturmechanik-Paket umfasst wesentliche Erweiterungen.  Mit der SMART Methode (Separation, Morphing, Adaptive and Remeshing Technology) in Verbindung mit Remeshing Tools gibt es jetzt die Möglichkeit, das Risswachstum automatisch zu berechnen. Damit können Anwendern in der Branche erstmals über die traditionellen Annahmen der linear-elastischen Bruchmechanik hinausgehen. Fortschritte bei der nichtlinearen Adaption in Ansys 19 erlauben Ingenieuren, nichtlineare Aufgabenstellungen in Anwendungen wie Dichtungsberechnungen sowie der Umformung von Blechen und anderer Materialien zu lösen.

Mit der Entwicklung autonomer Luft- und Kraftfahrzeuge werden die in diesen Branchen genutzten Anwendungen komplexer und erfordern Multirate-Fähigkeiten. Multirate-Anwendungen sind bei integrierter Software zwar üblich, sie sind aber mit Herausforderungen verbunden, die manuell gemeistert werden müssen – einschließlich der Datenverarbeitung zwischen Funktionen mit unterschiedlichen Raten und der Planung dieser Funktionen für die Ausführung. Mit ANSYS 19 bietet die Multirate-Unterstützung in der Development Suite einen nahtlosen Ablauf zur Erfassung und Verifizierung von Multirate-Anwendungsarchitekturen in einem Anwendungscode, der portabel und – gestützt durch qualifizierte Code-Generierung – einfacher zu zertifizieren ist. Dies gestattet eine schnellere Zertifizierung und besseres Time-to-Market.

Die 3D-Design-Suite befähigt Ingenieure auf allen Ebenen unabhängig von ihrem bisherigen Erfahrungsschatz neue Designs durch Optimierung von Designräumen zu erkunden „Mit Ansys 19 können Ingenieure dank der Verbesserungen in der Topologieoptimierung stabilere Konstruktionen mit geringerem Gewicht in kürzerer Zeit erarbeiten. Ansys bietet nun die Darstellung optimierter Formen während der Optimierungsberechnungen und eröffnet Ingenieuren damit eine zusätzliche Kontrolle über das endgültige Design in kürzerer Zeit“, betont Thomas Zanzinger. „Weitere Verbesserungen ermöglichen Benutzern außerdem optimierte Formen für die nachgelagerte Verwendung schneller zu glätten, zu reparieren und zu optimieren.“

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