”Den nya Discovery Live-mjukvaran representerar ett genombrott i hastighet och användarvänlighet av simulering och lägger möjligheterna för digital prospektering i händerna på varje ingenjör”, sa ANSYS general manager, Mark Hindsbo, i samband med lanseringen av programmet under slutet av fjolåret. Discovery Live är kort och gott den första realtids 3D-simuleringsmiljön som möjliggör intuitiv och snabb interaktion med geometri, fysik och resultat, var budskapet.
Testade kostnadsfri ”15-dagarsversion”. Ungefär så där lät det vid lanseringen av den nya produkten, men när nu fanfarerna tystnat och det är dags att leva upp till ”verklighetens krav” – hur ser det ut då?
För att få en första titt på mjukvaran laddade ENGINEERINGs Phillip Keane hem den kostnadsfria 15-dagars testversionen av ANSYS Discovery Live från ANSYS webbplats. Versionen kommer med Discovery AIM och Discovery SpaceClaim som tillägg, om man vill skapa en djupare simulering eller utföra 3D-modelleringar.
Vi börjar med lite hårdfakta: ANSYS Discovery Live är ett GPU-baserat realtidssimuleringspaket, som kombinerar simuleringsmiljöer för CAD-modellering och bildar en mycket responsiv arbetsmiljö där användare kan se hur förändringar i konstruktionerna påverkar simuleringar – i realtid. Det är slut på detta med meshning och borta är postprocessproblematiken. ”Efterbehandling” är i denna moderna värld egentligen bara, ska vi kalla det ”bearbetning”? Man bör observera att då Ansys Discovery Live är GPU-baserad, behöver man en GPU för att köra mjukvaran. Ansys rekommenderar ett dedikerat NVIDIA GPU-kort, baserat på Kepler, Maxwell eller Pascal-arkitekturen (eller senare), med minst 4 GB video RAM (8 GB är dock att föredra). Vi testade på en NVIDIA GTX 980 och hade inga märkbara problem.
Okay, så långt allt väl. Men när man sedan ska börja jobba med programvaran känns det frestande att testa detta med, ”enkelheten i användningen” och det intuitiva gränssnittet. Kan man exempelvis köra programmet utan att behöva tillgripa läsning av bruksanvisningen? Utgångspunkten var alltså detta: Om det är intuitivt behöver vi inte läsa manualen. Så fick det bli.
Snygg välkomstskärm med valalternativ. Genom att starta demon av Discovery Live visar sig inledningsvis en välkomstskärm för användaren. Den ser ut som visas i Figur 1, och valalternativen består av olika demos, vad det är man vill simulera, eller så kan man alternativt själv skapa en egen ny design/simulering.
Demosarna ser intressanta ut, så för att se vad mjukvaran kan göra, klickade vi på vindtunneltest av en soplastbil, initialt med en tom container utan lock.
Som framgår i Figur 2, är vindtunneln uppbyggd i ett begränsat område där flödesriktningen indikeras av den gröna pilen på vänster sida. Färgerna på denna plot motsvarar flödeshastigheten och man kan ändra plotttyp genom att klicka på den lilla menyn längst ner på skärmen. Den lilla panelen på skärmens vänstra sida visar data som är relevanta för simuleringen, t ex gravitation, flödeshastighetstemperatur och eventuella beräkningar som man kan ha ställt in. Vill man exempelvis mäta luftmotståndet på förarhytten, kan man välja vilka delar på kabinen som man vill mäta av ifrån och man kan byta mellan dessa med menyn till vänster. Byte från varje beräkning kommer att visa en 2D-plot av informationen i ett litet diagram på höger sida av skärmen. I bilden som visas i Figur 2 kan man se plotter, som var och en mäter trycket totalt på markerat området, vindrutan respektive backspeglarna. Man kan lägga avkänningspunkter var som helst för att mäta data när som helst.
Sammantaget är plotgränssnittet mycket lätt att använda direkt från musen och detsamma gäller för alla plottyper, vare sig de är baserade på ”flytande” eller fast mekanik.
Överraskning för SW-användare, men inte för SpaceClaim-folk. Men om man nu vill göra förändringar i geometrin och se resultaten i realtid – hur gör man då? Då är det fliken ”Design”, som finns i toppmenyn (se Figur 3), som gäller och det är här man kan ändra modellens geometri och se hur simuleringen svarar i realtid.
För den som kommer från en SOLIDWORKS-bakgrund kan den första reaktionen vara förvirring: Vad har hänt med alla de vanliga alternativen? Svaret får man genom att titta på ikonen ”Pull”. För vana SpaceClaim-användare är detta knappast någon överraskning, men för såna som är vana vid andra miljöer gäller följande: Alla extruderings-, skärnings- och rotationsverktyg, som hjälper användaren att konvertera sina skisser från 2D till 3D, nås via ”Pull-knappen”.
Även andra ikoner har multipla funktioner. Dessa kan nås genom att klicka på ikonen, samtidigt som man håller CTRL eller ALT eller någon annan kombination av tangenter. Så det är alltså här man hittar de funktioner som man är van vid att finna på andra ställen. De finns fortfarande kvar; men menyn är reducerad för att bli mindre rörig.
Det hela kan upplevas bedrägligt enkelt vid första anblicken, men efter att ha kört i några timmar lär man sig rätt lätt hur djupt funktionerna går. Men det där med att helt hoppa över att läsa manualen är kanske inte den bästa idén. Det behöver man definitivt göra; alternativt lära sig att använda SpaceClaim på rätt sätt. Då blir arbetet mer flytande och man får ut det mesta man vill ha i sammanhanget.
Oönskade turbulensvirvlar. Därefter bytte vi plot och gick över till en virvelvariant (”vortex”) – via Lambda2-metoden. Man kan se att det finns många virvlar inne i den öppna containern bakom hytten (se figur 4).
Virvlar av den här karaktären är antagligen inga önskade effekter så vi konstruerade ett lock till behållaren och virvelplotten svarar i enlighet med denna förändring. Designträdet ligger i skärmens vänstra panel, så vi kan aktivera eller avaktivera våra modellkomponenter därifrån.
Kan fenor eller vingar reducera virveleffekterna? Av skärmdumparna framgår nu att virvlarna i containern försvunnit, men det finns ännu mycket turbulens bakom fordonet (se figur 5). Låt oss lägga till ett orealistiskt stort fenparti på baksidan av fordonet för att se om vi kan få bukt med problemet. Vi kan göra detta genom att klicka på en yta och skissa på detta (se Figur 6).
Vingar av olika slag brukar ju vara ett sätt att komma tillrätta med turbulenser, så vi experimenterade genom att lägga till ett par riktigt stora vingar/fenor (se figur 7).
Men som vi kan se ovan har de tillagda större vingarna/ fenorna gjort väldigt lite åt virvelproblematiken. Möjligen bortsett från att skapa ännu fler virvlar. Växlar man nu till tryckplott-läget framgår också att det byggts upp ytterligare tryck kring det vi lagt till, så okay – kanske vingar inte var någon bra lösning.
Men det är just detta som är en poäng i sammanhanget och en del av meningen med ANSYS Discovery Live. ANSYS vill att simulering ska bli en del av den konceptuella design i tidiga faser. Visst, man kanske inte kommer att använda Discovery Live för en kritisk brokonstruktion, där fysiken behöver verifieras, men man kan få en bra uppfattning om hur en ovanlig design (som vinglar på en sopbil) kan påverka effekter kring produkt. Det ger oss en slags frihet att utforska idéer i tidiga skeden, utan att behöva gräva på djupet eller ”postprocessa”. Och detta är en bra sak.
Kan ANSYS Discovery leva upp till det hajpade budskapet?
Svaret är ett tveksamt ja, menar ENGINEERINGs Phillip Keane: ”När det gäller användbarhet och funktion lyckas lösningen med uppgiften att göra simulering tillgänglig för alla designers (och inte bara ingenjörer). Den verkar dock vara något begränsad när det gäller vilken typ av beräkningar som är tillgängliga. Men om man verkligen vill köra mer djupgående fysikstudier kan man alltid skicka filen direkt till ANSYS Discovery AIM (som ingår i både försöket och hela versioner). Detta är ett användbart designverktyg, men det är inte ett designvalideringsverktyg.
Ännu viktigare är dock att detta faktiskt är en rolig lösning att använda. Nästan som ett videospel, där spelaren måste nå ett visst värde genom att ändra modellgeometri.
Gaming av designteknik. En cool lösning, är konklusionen. ”Vi tror”, noterar Keane, ”att vi kommer att skriva om den här programvaran under en längre tid. Det blir intressant att se casestories från universitet och företag som gjort omställningen till Discovery Live och använder den för att designa produkter.
Detta kommer att bli det verkliga ”slutprovet”, som avgör om Discovery Live bara är en cool gimmick eller ett förändrande, levande förbättringsverktyg.”
”Från vårt perspektiv lutar vi åt det senare. Det betyder att vi kanske måste läsa manualen men med detta gjort blir Discovery Live ett intuitivt verktyg med kapabilitetet att hantera den grundläggande modelleringen på ett enkelt sätt,” skriver Keane, men tillägger för säkerhets skull att, ”den här programvaran går säkert djupare än så…”
