Opublikowano: piątek, 07 wrzesień 2018 13:36
Poniżej znajduje się kilka przykładów symulacji które wykonywaliśmy w ANSYS Discovery Live i ANSYS AIM aby porównać wyniki (ANSYS AIM pracuje na solverach FLUENT, ANSYS Mechanical, Maxwell). Przykłady te pokazują jasno i wyraźnie, że nie ma lepszych narzędzi do szybkiego sprawdzania koncepcji niż ANSYS Discovery Live.
Przykład 1
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 filetu | Discovery Live [MPa] | Discovery AIM [MPa] | Procent różnicy [%] |
1 | 185.2 | 220.2 | 15.9 |
2 | 145.3 | 161.2 | 9.9 |
3 | 132.3 | 124.2 | 6.4 |
4 | 123.2 | 115.7 | 6.5 |
5 | 116.5 | 108.9 | 7.0 |
Przykład 2
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.
Wyniki | Discovery Live [°C] | Discovery AIM [°C] | Procent różnicy [%] |
Temperatura radiatora | 42.9 | 42.6 | <1 |
Temperatura pakietu chłodzonego | 52.5 | 54.0 | 2 |
Przykład 3
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.
Wylot | Discovery Live [kg/s] | Discovery AIM [kg/s] | Procent różnicy [%] |
Mass Flow Exit 1 | 0.0576 | 0.0583 | 1.2 |
Mass Flow Exit 2 | 0.0296 | 0.0266 | 11.2 |
Mass Flow Exit 3 | 0.0523 | 0.0603 | 13.2 |
Mass Flow Exit 4 | 0.0293 | 0.0261 | 12.2 |
Mass Flow Exit 5 | 0.0654 | 0.0717 | 8.8 |
Warto tu zauważyć że AIM potrzebował 288 iteracji aby reszty spadły do zera. Innymi słowy – musieliśmy trochę poczekać na wyniki.
Przykład 4
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).
Wynik | Discovery Live | Discovery AIM | Procent różnicy [%] |
Maksymalna prędkość, [m/s] | 7.17 | 7.75 | 7.5 |
średnia temperatura na wylocie, [°C] | 49 | 51.7 | 5.2 |
Przykład 5
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.
Wynik | Discovery Live | Discovery AIM | Procent różnicy [%] |
Maksymalne przemieszczenia, [m] | 0.0037 | 0.00379 | 2.4 |
Maksymalna wartość naprężeń zredukowanych, [MPa] | 617.9 | 793.3 | 22.1 |
Przykład 6
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.
Wynik | Discovery Live [Hz] | Discovery AIM [Hz] | Procent różnicy [%] |
Mod 1 | 303.2 | 288.8 | 5.0 |
Mod 2 | 622.4 | 592.3 | 5.0 |
Mod 3 | 835.2 | 791.5 | 5.5 |
Podsumowanie
Discovery Live 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.