Skip to main content

Article Category

Article available in the folowing languages:

Popularyzacja wykorzystania obliczeniowej mechaniki płynów

Poprzez opracowanie przystępnego cenowo, przyjaznego dla użytkownika oprogramowania do obliczeniowej mechaniki płynów jedna z austriackich firm inżynieryjnych zapewnia możliwość skorzystania z tej potężnej technologii większej liczbie firm motoryzacyjnych.

Gospodarka cyfrowa
Transport i mobilność

W branży motoryzacyjnej królują narzędzia symulacyjne do obliczeniowej mechaniki płynów (ang. Computational Fluid Dynamics, CFD). Obliczeniowa mechanika płynów prowadzi do szybszego rozwoju, obniżenia kosztów, wyższej wartości dodanej i większej innowacyjności poprzez wykorzystanie analiz numerycznych i struktury danych do analizowania i rozwiązywania problemów związanych z płynnością. Niestety jej złożoność i wysokie koszty licencjonowania sprawiają, że jest ona niedostępna dla wielu małych i średnich przedsiębiorstw (MŚP). Przy wsparciu finansowym UE austriacka organizacja Engineering Software Steyr (ESS) postanowiła odpowiedzieć na zapotrzebowanie na przystępne cenowo, przyjazne dla użytkownika oprogramowanie CFD. Efektem tych działań jest SENSE, innowacyjne, modułowe rozwiązanie w zakresie CFD. „Naszym celem była demokratyzacja obliczeniowej mechaniki płynów w przemyśle motoryzacyjnym”, mówi Martin Schifko, dyrektor generalny ESS i koordynator projektu SENSE. „W tym celu stworzyliśmy system ograniczający – o ile nie eliminujący – przeszkody, które tradycyjnie uniemożliwiały wykorzystanie oprogramowania CFD na dużą skalę”.

Upraszczanie symulacji

Aby osiągnąć ten cel, badacze pracujący w ramach projektu musieli stworzyć tak proste modele numeryczne, aby planiści i projektanci pojazdów również mogli być użytkownikami CFD. Oznaczało to całkowitą zmianę sposobu działania oprogramowania CFD. Na przykład, zamiast pracować, bazując na złożonym – i kosztownym – procesorze, SENSE korzysta z opłacalnego procesora graficznego. Wykorzystuje również metodę obliczeniową do symulacji mechaniki – np. ciał stałych i przepływu cieczy – SPH (ang. smoothed-particle hydrodynamics). Jak twierdzi Schifko, to połączenie użycia SPH i procesora graficznego, wraz z intuicyjnym graficznym interfejsem użytkownika, upraszcza proces w porównaniu do metody elementów skończonych i metody objętości skończonych wykorzystywanych przez większość narzędzi CFD. Eliminuje to również potrzebę czasochłonnego przetwarzania wstępnego i końcowego oraz dziesięciokrotnie skraca całkowity czas symulacji. „SENSE wyróżnia się jako pierwsze modułowe rozwiązanie CFD na rynku”, mówi Schifko. „Zamiast potrzeby zakupu złożonych, wstępnie zdefiniowanych zestawów narzędzi pełnych funkcji, które nigdy nie zostaną użyte, SENSE dostarcza łatwe w użyciu moduły przeznaczone do jednego zastosowania, którego potrzebuje użytkownik, zoptymalizowane do jego potrzeb i ze wstępnie ustalonymi warunkami brzegowymi”. Zestaw narzędzi SENSE zawiera obecnie modele numeryczne do różnych zastosowań, w tym do układów napędowych, drenażowych, zalewowych, uszczelniania PCV, woskowania, oddziaływania ciał stałych, formowania wtryskowego i chłodzenia.

Rewolucyjne rezultaty

Ponieważ system SENSE obniża koszty symulacji CFD z 400 000 EUR do zaledwie 40 000 EUR, przyciągnął już uwagę kilku znaczących firm. Na przykład ostatnio zaczęła go używać Grupa Audi do symulacji konserwacji gniazd. „Zdając sobie sprawę z tego, że MŚP mogą włączać do swoich procesów tylko w pełni rozwinięte produkty, musieliśmy przestawić się na dużych producentów oryginalnego sprzętu, którzy mogliby zacząć już korzystać z indywidualnych zastosowań technologii SENSE”, wyjaśnia Schifko. „Jednak teraz, gdy system SENSE jest już dostępny w formie gotowego produktu, ponownie kierujemy swoją uwagę na MŚP”. Chociaż SENSE jest obecnie dostępny w postaci oprogramowania, ESS przygotowuje się do wprowadzenia wersji opartej na chmurze – ulepszenia, które zapewni jeszcze szybszą obsługę i udostępni to rozwiązanie jeszcze większej liczbie użytkowników. Firma bada również nowe przypadki zastosowania technologii SENSE w innych branżach. „Naszym celem w ESS jest zrewolucjonizowanie rynku motoryzacyjnego poprzez zapewnienie MŚP dostępu do tak potrzebnego oprogramowania symulacyjnego”, dodaje Schifko. „Dzięki SENSE możemy to osiągnąć, umożliwiając MŚP podniesienie ich efektywności kosztowej i czasowej, innowacyjności i konkurencyjności”.

Słowa kluczowe

SENSE, Engineering Software Steyr, przemysł motoryzacyjny, obliczeniowa mechanika płynów, CFD, MŚP, procesor graficzny, GPU, SPH, metoda elementów skończonych, metoda objętości skończonych

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania