» Jak dokładny jest Discovery Live?

Jak dokładny jest Discovery Live?

Poniżej znajduje się kilka przykładów symulacji które wykonywaliśmy w ANSYS Discovery Live i ANSYS AIM aby porównać wyniki (ANSYS AIM pracuje na solverach ANSYS FLUENT, ANSYS Mechanical, Maxwell). Przykłady te pokazują jasno i wyraźnie, że dokładność ANSYS Discovery jest bardzo wysoka zważywszy na fakt, że jest to moduł do symulacji w czasie rzeczywistym. .

Przykład 1 – naprężenie redukowane

Pierwszy przypadek to wspornik ramienia robota: celem symulacji było sprawdzenie wartości naprężeń zredukowanych w funkcji średnicy zaokrąglenia. Discovery Live pracowało na karcie GPU nVidia Quadro M5000, maksymalna rozdzielczość.

Promień filetuDiscovery Live [MPa]Discovery AIM [MPa]Procent różnicy [%]
1185.2 220.2 15.9
2145.3 161.2 9.9
3 132.3 124.2 6.4
4 123.2115.7 6.5
5116.5108.9 7.0

Przykład 2 – dokładność ANSYS Discovery w termice

Drugi przypadek: radiator. Symulacja stanu ustalonego radiatora wykonanego z aluminium. Pakiet który jest chłodzony generuje moc 5 Watów. Celem symulacji było sprawdzenie maksymalnych temperatur na płytce PCB w stanie równowagi. Obliczenia były wykonane na komputerze z kartą GPU nVidia K6000.

WynikiDiscovery Live [°C]Discovery AIM [°C]Procent różnicy [%]
Temperatura radiatora42.942.6<1
Temperatura pakietu chłodzonego52.554.02

Przykład 3 – przepływ masowy

Kolejnym przykładem jest symulacja pracy systemu wentylacyjnego. Celem symulacji było wyrównanie różnicy przepływu masowego na wylotach. Prędkość przepływu była ustalona na poziomie 3m/s, ciśnienie na wylocie: 0 Pa. Przypadek był liczony na komputerze z kartą GPU nVidia Quadro P5000. 

WylotDiscovery Live [kg/s]Discovery AIM [kg/s]Procent różnicy [%]
Mass Flow Exit 10.05760.05831.2
Mass Flow Exit 20.02960.026611.2
Mass Flow Exit 30.05230.060313.2
Mass Flow Exit 4 0.02930.026112.2
Mass Flow Exit 5 0.06540.07178.8

Warto tu zauważyć że AIM potrzebował 288 iteracji aby reszty spadły do zera. Innymi słowy – musieliśmy trochę poczekać na wyniki.

Przykład 4 – przepływ w trójniku

Następnym przykładem jest test na modelu testowym trójnika z zaworem motylkowym. Konstrukcja ma za zadanie mieszać ciecze o różnych temperaturach. Sprawdzana była wydajność konstrukcji dla częściowego otwarcia zaworu. Mieszana była woda o temperaturze 80 stopni i woda o temperaturze 20 stopni. Przedmiotem zainteresowania był profil prędkości i wartość temperatur na wylocie. Prędkość przepływu na poziomie 1.5 m/s. Prace były wykonane na komputerze z kartą GPU M2000M (laptop).

WynikDiscovery LiveDiscovery AIMProcent różnicy [%]
Maksymalna prędkość, [m/s]7.177.757.5
średnia temperatura na wylocie, [°C]4951.75.2

Przykład 5 – analiza wytrzymałości

Jednym z ostatnich przykładów jest analiza wytrzymałościowa osi traktora narażonej na duże momenty rzędu 70 000 N-m. Aby nie zarzucano nam, że pokazujemy jedynie niskie wartości różnić sprawdziliśmy również jak Discovery Live radzi sobie z bardzo sztywnymi i dużymi konstrukcjami. O ile w przemieszczeniach różnice są małe to w naprężeniach wyszły dość znaczne. Korzystaliśmy z komputera z kartą GPU nVidia Quadro P5000 wersja z 16Gb RAM.

WynikDiscovery LiveDiscovery AIMProcent różnicy [%]
Maksymalne przemieszczenia, [m]0.00370.003792.4
Maksymalna wartość
naprężeń zredukowanych, [MPa]
617.9793.322.1

Przykład 6 – analiza modalna

Ostatnim przykładem jest analiza modalna (bardzo często wykonywana symulacja) płytki PCB wykonanej z materiału FR4. Wszystkie komponenty posiadają własności żywicy (epoxy). Punkt przytwierdzenia (warunek brzegowy fixed support) w miejscu 4 widocznych otworów na rogach. Model był liczony na komputerze z kartą GPU nVidia Quadro P5000.

  
WynikDiscovery Live [Hz]Discovery AIM [Hz]Procent różnicy [%]
Mod 1303.2288.85.0
Mod 2622.4592.35.0
Mod 3835.2791.55.5

Dokładność ANSYS Discovery – Podsumowanie

ANSYS Discovery ma tą zasadniczą zaletę, że dostarcza wyniki w czasie rzeczywistym. Bez względu na poziom zmian zarówno pod względem geometrii jak i warunku brzegowego – wyniki dostajemy niemal natychmiast. Jest jednak dużym zaskoczeniem nawet dla nas, że poziom zbieżności tych wyników z wiodącymi na rynku rozwiązaniami ANSYS jest tak wysoki.

Przenosząc to na proces projektowy i rozwoju produktu otrzymujemy bardzo dokładne wyniki symulacji bardzo niskim kosztem, a co najważniejsze: w bardzo wczesnej fazie projektowej. Daje to szerokie możliwości modernizacji procesu projektowego i jego znaczną optymalizację.

Warto zaznaczyć, że ANSYS mocno inwestuje w ANSYS Discovery więc z czasem możemy spodziewać tylko lepszych wyników.