Mer än någonsin behöver idag ingenjörer kunna hantera komplexiteten i sina produkter för att skapa konkurrensfördelar. I detta är tidsåtgång en nyckelparameter; ju snabbare man kan få innovativa produkter ut på marknaden, desto fortare kommer också de intäksflöden kring den nya lösningen som skapar de resurser som behövs för att kunna gå vidare i utvecklingen av ännu bättre lösningar.
EFFEKTIVARE ARBETSFLÖDEN OCH ÖKAD TILLFÖRLITLIGHET
Men det stannar långt ifrån där; det som utvecklas måste ha vassa och validerade funktioner, uppnå högt satta kvalitetsnivåer och möta regleringar som inte bara varierar från land till land, utan som också tenderar att bli allt fler, vilket gör att antalet ingående parametrar som ska hanteras i produktutvecklingsarbetet blivit så många att hålla reda på att det är hart när omöjligt att göra det utan en mjukvara.
Det finns förstås flera aspekter, men i takt med att digital produktutveckling och virtuella prototyper blivit allt vanligare har simulering och analys alltmer pekats ut som en framgångskritisk del i utvecklingsarbetet.
De mjukvaror som används för att klara de här aspekterna måste sålunda vara utrustade med en rad kapabiliteter och dessutom vara industriellt bevisade, vilket gäller för Simcenter STAR-CCM+.
När det gäller nya versionen, 2021.3, så levererar programmet en mängd intressanta nya funktioner och förbättringar för att hjälpa ytterligare effektivisera arbetsflödena inom simulering och öka tillförlitligheten. Vi ska titta lite närmare på några aspekter av detta i dagens artikel, guidade av Siemens’ Simon Fischer, som är marknadsansvarig för ”Simcenter Fluids & Thermal Solutions”.
SNABBARE, INTEGRERAD INSTALLATION FÖR ELEKTROTERMISK BATTERIANALYS
På den mycket konkurrensutsatta marknaden för fordonselektrifiering är simuleringstiden avgörande. Med det nya arbetsflödet för batterier kan man nu utföra elektrotermiska simuleringar av batteripaket helt inom Simcenter STAR-CCM+, vilket bolagets Simon Fischer menar, ”dramatiskt förkortar modellberedningstiden och ökar produktiviteten.”
Han konstaterar vidare att arbetsflödet också utnyttjar en ny likvärdig kretsmodell, fullt konfigurerbar inom programmet och som faktiskt möjliggör upp till tio gånger snabbare elektrotermiska simuleringar, samtidigt som den ger mycket naturtrogna förutsägelser av värmeförluster och elektriskt beteende.
Meshfree DEM-simulering av en tvillingextruder.
SNABBARE BULKMATERIALSIMULERINGAR MED ”MESH-FRIHET”
Vätskeflödet kan ofta bli missgynnat eller t o m negligerat när man simulerar bulkmaterial för tung utrustning och tillämpningar för processindustri. Med den meshfria DEM-metoden (Discrete Element Method) i 2021.3 behöver geometrier inte längre vara vattentäta och det finns inget behov av att skapa volym-meshar eller använda överskjutande mesh-teknik för sådana fall. Detta sparar tid och minskar avsevärt tiden till lösning.
SNABBARE MESHGENERERING FÖR AERODYNAMISKA SIMULERINGAR
Externa aerodynamiska simuleringar kräver högkvalitativa ”väggnära” mesh-maskor för att fånga turbulenta flöden i och runt komplexa geometrier. Här menar Siemens Simon Fischer att, ”2021.3-versionen levererar en helt ny förmåga att generera anisotropiska ytmaskor med polyhedrala och avancerade mesh-lager (ALM), vilket säkerställer en optimerad mesh-fördelning och förfining på vingar, fenor, propellrar och rotorblad, samtidigt som det ger en minskning av det totala antalet celler med upp till 70 %.
Men det stannar inte där – man har också jobbat med att vässa genereringen anisotropa ytnät på en flygplanskropp. STAR-CCM+ 2021.3 genererar i detta också det polyedriska framskjutande skiktets bulknät parallellt för att ytterligare accelerera mesh-processen. Tillsammans gör dessa meshing-förbättringar att man bättre kan fånga komplexiteten i extern aerodynamik, samtidigt som simuleringarna går snabbare.
ÖKAD REALISM FÖR HVAC-AEROAKUSTIK
Dagens slutkunder är mer känsliga för termisk och akustisk färdkomfort än någonsin tidigare. Detta möts i den nya versionen av en ny metod för hybrida aeroakustik-simuleringar av HVAC-system som använder Lighthill-vågmodellen.
”Det nya tillvägagångssättet är mindre känsligt för mesh-förfining och lösningsinställningar, vilket gör det enklare och snabbare att producera mer konsekventa och tillförlitliga resultat för design av lågbrusiga HVAC-system,” hävdar Fischer.
EXAKT STRUKTURELLA VIBRATIONSLÄGEN
Att med tillförsikt välja storlek på tidssteg för transient strukturell analys och komma rätt kräver kunskap om de naturliga vibrationslägena. Simcenter STAR-CCM+ kan nu extrahera vibrationsläges-former och frekvenser både för den obelastade initiala konfigurationen av en struktur, såväl som under simuleringen av den belastade strukturen. Egenvärdesanalysen för normala lägen i den modala analysen för solid mekanik gör att man kan säkerställa att komplexa transienta strukturella vibrationer fångas korrekt, utan att man behöver förlita sig på andra strukturella analysverktyg.
SNABBARE OCH ENKLARE INSIKTER TURBINPRESTANDA
En av utmaningarna med att utveckla gasturbiner är att göra meningsfulla jämförelser mellan designalternativ. Eftersom det interna flödet är mycket komplext, är periferimedelvärde avgörande för att karakterisera maskinens övergripande beteende. I den senaste versionen av STAR-CCM+ finns nya verktyg för att enklare göra jämförelser mellan konstyruktioner, vilket tar bort behovet av anpassade fältfunktioner när man skapar x-y-diagram med genomsnittliga flödesparametrar. Detta gör att man kan få insikter snabbare och enklare än tidigare, tack vare ett förbättrat arbetsflöde och snabbare medelvärdesberäkning av resultat.
Ovanstående exempel är bara några ur floran av förbättringar och nya kapabiliteter i STAR-CCM+ 2021.3.. Det finns flera lösningar som underlättar och förenklar modellering av dagens allt komplexarte produkter. Här menar nu Siemens att användarna av denna mjukvara kan göra betydelsfulla unsatser när man går vidare mot nya versioner. Därför bjuder man in
Användare till bolagets nya Ideas-plattform, som låter Simcenter STAR-CCM+-användare över hela världen hjälpa till att forma programvarans framtida riktning.
