Кто-то думает, что это волшебство - для нас же это просто работа. Тут рассказывают о развитии CAE технологий, HPC вычислительных комплексов и прочей магии позволяющей разрабатывать хорошие продукты. Welcome to Magic-Driven Product Development!
Моделирование многофазного течения в LS-DYNA ICFD
ICFD - это неявный CFD решатель в LS-DYNA, способный решать не очень сложные задачи. Его ключевыми фишками были возможность моделирования свободной поверхности, самостоятельная генерация сетки и возможность работы с динамическими сетками, а также довольно стабильная реализация FSI. Работа с многофазными потоками не была реализована в данном решателе, хотя о том, что сдать ее поддержку возможно, разработчики говорили еще в поколении решателей R7.
И вот, сегодня на официальном канале LSTC появилось видео примера моделирования многофазного течения. Будем надеяться, что в R15 нам завезут данный функционал.
https://www.youtube.com/watch?v=rXJrJbE9ml0
Даже Джейм Кэмерон шарит за композиты и МКЭ!
Надеюсь, кто такой Джеймс Кэмерон, вам рассказывать не надо. На днях он дал свои комментарии по поводу трагедии, которая произошла с батискафом OceanGate на этой неделе. И в этом комментарии он очень толково рассуждает про МКЭ, особенности традиционных и циклического награждения долговременной прочности композиционных материалов в металлов. Приятно увидеть посмотреть на складные и правильные рассуждения человека совсем не из нашего мира.
https://youtu.be/LEBCc-Qpilw
Не смотри на сварку, говорили они
Но на такую сварку смотреть хочется. Сегодня тема для пятницы и она не посвященна расчетам. Для вас инстраграм со сварными швами!!!
https://www.instagram.com/willinger_living_metals/
Predictive Engineering присоединяется к Rand Simulation
Стало известно, что небольшая, но очень талантливая команда Predictive Engineering, присоединиться к элитному партнёру Ansys, компании Rand Simulation (Rand SIM). Для тех кто не в теме, Rand SIM - слат в 2022 году партнером года Ansys в Северной Америке. В пресс-релизе четко прописано, что все это для усиления позиций последнего в области явной динамики и LS-DYNA.
Очередной пример того, что на рынке все еще очень большой кадровый голод, и что иногда проще поглотить целую компанию ради ее инженерной команды - ведь мгновенно вырастить свой инженерный коллектив вы не сможете. Так делает и Ansys, и его партнеры. Быть квалифицированным инженером очень выгодно.
https://resources.randsim.com/press-releases/rand-simulation-expands-offering-with-ansys-ls-dyna-expertise
Конференция пользователей Ansys
Мой коллега из паблика Ansys4all решил, что без конференций по Ansys жить не итересно. По сему Алексей Трухнов уже на этой неделе устрит свою собственную коференцию.
Сама конфереция будет проходить 23 и 24 июня в виде набора предзаписанных YouTube докладов. Живое обсуждение докладов будет организовано в закрытой телеграмм группе.
Секретная ссылка на группу: /channel/+yyzPUoOciQkwMmIy
Более подробная информаци о конференции: instagram.com/alex_trueknow
BLAST: High-Order Finite Element Hydrodynamics
В рамках исследований, финансируемых LLNL, ученые разработали BLAST, исследовательский код гидродинамики с высоким порядком конечных элементов, который повышает точность моделирования и обеспечивает жизнеспособный путь к экстремальным параллельным вычислениям и экзафлопсным архитектурам.
Методы конечных элементов высокого порядка используют дополнительные степени свободы на вычислительный элемент (или зону) для повышения точности и надежности моделирования по сравнению с методами низкого порядка, которые исторически использовались.
https://computing.llnl.gov/projects/blast
Заметки о вычислительной гидродинамике
На прошлой неделе подвернулась интересная книга от людей из сообщества OpenFOAM.
Один из ее авторов, Генри Веллер (Henry Weller), корневой разработчик кода “Field Operation and Manipulation” (FOAM), превратившегося в 2004 году после 33 лет развития в OpenFOAM.
Второй автор, Крис Гриншильдс
(Chris Greenshields), с 2008 года занимается созданием учебных примеров и тренингов по OpenFOAM и уже успел начитать 650 дней курсов для более чем 3000 человек.
Итак, два автора собрались, написали и выложили в открытый доступ свою книгу по тому, как надо решать CFD задачи. Такое не может быть бесполезным!
https://doc.cfd.direct/notes/cfd-general-principles/index/
Не в тему паблика
Позволю себе отступить от основной темы канала в честь поста выходного дня.
Я знаю, что многие сейчас продолжают искать работу и ходить по собеседованиям. А собеседования в больших компаниях, это всегда если не лотерея, то экзамен совсем не по той специальности в которой вы сильны. Пройти техническое собеседование не сложно, если вы стоящий специалист. Дойти до технического собеседования обойдя все отделы кадров и не профильных специалистов: вот настоящая засада.
Всем, кто сейчас готовиться к собеседованиям я могу порекомендовать канал, советами с которого пользовался я сам, и, как потом выяснилось, многие мои знакомые технари.
Канал дает предельно сжатую и сухую информацию без излишней инфоццыганщины.
TheCompaniesExpert" rel="nofollow">https://youtube.com/@TheCompaniesExpert
Проектирование колеса
Забавный расчет в самописном коде выполняющем прочностные расчеты методом граничных изогеометрических элементов (что это вообще такое?). В качестве расчетной сетки напрямую используются NURBS поверхности, составляющие геометрическую модель
https://youtu.be/2iYOamWPAYU
BlastFoam: Методы моделирования взрывчатых веществ
Разработчики BlastFoam из компании Synthetik Applied Technologies записали очень подробный и не очень сложный для понимания вебинар по основным техникам моделирования детонации и динамики распространения ударных волн. Всем, кто хочет понимать, как это моделировать, на какие результаты смотреть и о каких особенностях модели задумываться - настоятельно рекомендую к просмотру.
https://www.youtube.com/watch?v=IkaivF_NJg8
TexGen для построения модели композитов на микроуровне
TexGen - это программное обеспечение с открытым исходным кодом, лицензированное по лицензии General Public License, разработанное в Ноттингемском университете для моделирования геометрии текстильных структур. TexGen использовался командой Ноттингемского университета в качестве основы моделей для различных свойств, включая механику текстиля, проницаемость и механическое поведение композитов.
https://texgen.sourceforge.net/index.php/Main_Page
Краткий обзор по линейной теории разрушения (Linear Elastic Fracture Mechanics, LEFM)
- Теория Гриффитса: энергия идет на создание свободной поверхности трещины
- Теория Ирвина: смотрите на скорость высвобождения энергии.
- 3 формы разрушения, коэффициенты интенсивности напряжений и их экспериментальные измерения
https://www.youtube.com/watch?v=vu0d25_K41Q
Ударные волны - это красиво!
В последнее время я внезапно обнаружил себя плотно моделирующим ударные волны. И мой любимый инструмент конечно может очень много для этого. Но вот постпроцессинг у открытого CFD когда blastfoam выглядит пока сильно лучше, чем у меня. Надо будет повторить решение этой тестовой задачи на досуге.
https://youtu.be/lBpS4qFT1E4
Conservation Element and Solution Element (CESE)
Метод Conservation Element and Solution Element (CESE) - это численный метод решения уравнений гидродинамики с использованием консервативных элементов (Conservation Elements, или CE) и элементов решения (Solution Element, или SE). Он был разработан в 1993 году для решения уравнения Эйлера для идеального газа.
Основная идея метода CESE заключается в разбиении расчетной области на консервативные элементы, которые обеспечивают сохранение массы, импульса и энергии внутри каждого элемента, и решающих элементов, которые обеспечивают точность решения уравнений в каждой точке расчетной области. Эти два типа элементов взаимодействуют в процессе численного решения уравнений гидродинамики.
Метод CESE хорошо подходит для моделирования ударных волн, так как он использует консервативные элементы, которые хорошо сохраняют массу, импульс и энергию при расчетах. Это позволяет точно и достоверно описывать развитие ударных волн и их влияние на окружающую среду.
Другой важной особенностью метода CESE является способность автоматически адаптироваться к изменяющимся условиям при расчетах, что позволяет быстрее и точнее моделировать процессы, происходящие в различных средах.
Таким образом, метод CESE позволяет получить точное и быстрое решение для уравнений гидродинамики, а также моделировать различные физические процессы, включая ударные волны, с высокой точностью.
CESE есть в ANSYS LS-DYNA https://www.dynaexamples.com/cese
Все, кто заинтерсовались, могут почитать одну из основопологающих научных статей, раскрывающих работу метода более подробно: https://arc.aiaa.org/doi/10.2514/1.J058928
M-Star CFD
Набрел еще на один GPU ускоренный CFD решатель на основе решетчатых уравнений Больцмана. Ничего особенного, но визуализация очень эффектаная.
https://www.youtube.com/shorts/MjPLIBgb5VQ
PFEM моделирование обработки металла с использованием ультразвуковых колебаний
Обработка с использованием ультразвуковых колебаний (UVAM) включает в себя высокочастотные колебания во время резания, обеспечивая такие преимущества, как более тонкая стружка, улучшенная обработка поверхности и меньшие силы резания. С точки зрения вычислений, простое добавление колебательной нагрузки к моделированию не оказывает существенного влияния на результаты. Однако точное включение явлений размягчения, вызванных акустическим воздействием, в моделирование структуры позволяет получить реалистичные результаты, включая более тонкую стружку, улучшенное формирование стружки и снижение силы резания.
https://www.linkedin.com/posts/hadi-bakhshan-aab4aa90_machining-chip-ultrasonic-activity-7077640666654076930-xBaY/
Коллеги выполнили расчет при помощи метода конечных элементов с частицами (PFEM) для моделирования, как обычной обработки, так и обработки с использованием ультразвуковых колебаний (UVAM). Считали в академическом коде Kratos PFEM https://gitlab.com/pfem-research/kratos
Хотя меня больше интересует математика их модели материала, которая учитывает подобное ультразвуковое воздействие.
Ускорение МКЭ при помощи машинного обучения
Ну вот и до нас добрались "современные" технологии. Смотрим часовой доклад со следующей анностацией:
В дополнение к традиционным численным методам, физически информированные нейронные сети (PINN) недавно появились в качестве альтернативных аппроксиматоров для решения дифференциальных уравнений в частных производных (PDE). Основным преимуществом PINN по сравнению с традиционными методами является их огромная вычислительная эффективность с точки зрения скорости прогнозирования после обучения модели PINN. Используя их способность к быстрому прогнозированию, мы интегрируем PINN в конечно-элементный решатель и используем их для аппроксимации решения механических PDE. Этот шаг позволяет нам обойти прямую численную дискретизацию PDE, аппроксимируя поле решения за долю времени по сравнению с традиционным МКЭ. Разработанная схема получила название I-FENN (Integrated Finite Element Neural Network), и в этом докладе я представлю ее применение в случае нелокального градиентного повреждения континуума. Будет представлена серия эталонных численных примеров, демонстрирующих вычислительную эффективность и способность I-FENN к обобщению, а также обширный анализ сходимости ошибок и гиперпараметров для подтверждения ее предпосылок.
https://www.youtube.com/watch?v=RqhHFB3YGsA
CFD расчеты на Raspberry Pi
Забавная статья про то, как коллеги баловались со знаменитым очень маленьким и дешевым компьютером и открытыми CFD кодами. Удалось запустить OpenFOAM и SU2, хотя последний активно сопротивлялся. В целом, в качестве развлечения или студенческого проекта такая работа будет выглядеть неплохо.
https://community.cadence.com/cadence_blogs_8/b/cfd/posts/would-you-care-for-some-cfd-with-that-pi
This is Hans: Infoday Human Modeling
Запись бесплатного информационного дня "Моделирование человека", проведенного 3 мая в Штутгарте компанией DYNAmore
00:00:00 Трейлер
00:00:47 Приветствие (М. Шенке, DYNAmore, Ansys Company)
00:09:45 Краткая историческая справка и обзор современных моделей (Карин Бролин, Lightness by Design)
00:32:38 Это HANS (А. Громер, DYNAmore an Ansys Company)
01:23:39 Травмы шеи и эффективность защиты шейных позвонков при авариях с переворачиванием в картинге (В. Вэй, Университет Гюстава Эйфеля)
01:51:46 Достижения и проблемы при внедрении расширенного материала типа Hill в конечно-элементные модели человеческого тела (П. Лерге, Университет Штутгарта)
02:27:50 In Silico Orthopedics - биомеханическое проектирование изделий (О. Авчи, Fraunhofer IPA)
03:01:34 Различные применения моделей человеческого тела и перспективы на будущее (Карин Бролин, Lightness by Design)
03:46:30 Пролиферация и атрофия клеток метастатического рака легких в тканях мозга и дальнейшее биомеханическое применение (Вольфганг Элерс, Университет Штутгарта)
04:18:20 HANS - перспективы и дальнейшие шаги (Д. Фрессманн, DYNAmore, Ansys Company)
04:36:44 Обсуждение и прощание (М. Шенке, DYNAmore, Ansys Company)
https://www.youtube.com/watch?v=nwvpIDgRbew
Использование методов Галеркина на основе элементов высокого порядка для описания процесса интенсификации ураганов
16 мая 2023 года Фрэнк Джиральдо из Военно-морской аспирантуры представил доклад "Использование методов Галеркина на основе элементов высокого порядка для описания процесса интенсификации ураганов". Правильное отражение быстрого усиления урагана (когда ветер усиливается на 30 узлов в первые 24 часа) остается сложной задачей для атмосферных моделей. Причина в том, что нам нужны масштабы типа LES 𝒪(100 м), которые все еще недостижимы из-за вычислительных затрат.
https://www.youtube.com/watch?v=yesKLcqYWZU
M3d FEA
За 15 лет в CAE я много каких «удобных» пользовательских интерфейсов повидал. Но это что-то с чем-то.
https://youtu.be/vdb0Wticp3k
North American LS-DYNA User Forum 2023
Стали известны даты проведения главной тасовки любителей LS-DYNA в США. 15-16 ноября, Детройт, Мичиган. Есть кто из подписчиков в США, отзовитесь!
https://www.ansys.com/events/na-ls-dyna-user-forum-2023
Задачи механики деформируемого твердого тела в постановке конечных объемов
Интересная лекция от Филипа Кардифф из Университетского колледжа Дублина. Он является основным разработчиком инструментария solids4Foam, позволяющего решать прочностные задачи в открытом и изначально ориентированном на CFD коде OpenFoam.
https://www.youtube.com/watch?v=sNDWUABn_c4
Времени на новости не было, смотрим красивые мультики про SPH https://youtu.be/qtV9ggm8edI
Читать полностью…Взаимодействие ударной волны с препятствиями - обзор
Взаимодействие ударной волны с препятствиями - сложная, многогранная проблема. У нас конечно есть много CAE кодов, которые таки или иначе могут смоделировать данный процесс, но мы, как инженеры, должны всегда отдавать отчет, а не х*рню ли мы получаем в качестве результатов. Так вот этот обзор позволит вам с этим разобраться.
https://journals.sagepub.com/doi/10.1177/20414196221118595#bibr7-20414196221118595
Pressure-Based и Density-Based Solvers в CFD
Решая уравнения сохранения массы и импульса, которые описывают потоки жидкости, CFD коды используют решатели на основе давления или плотности (привет Fluent).
Решатели на основе плотности в основном используются для сжимаемых потоков, которые встречаются на высоких скоростях. Эти решатели также называются связанными решателями.
Однако решатели на основе давления исторически были разработаны для низкоскоростных несжимаемых потоков, где плотность предполагается постоянной величиной. Решения на основе давления также называются разделенными решениями.
Я нашел неплохой ликбез по данной теме.
https://www.youtube.com/watch?v=bN-t-fMe0dI
Voxon photonics
Оказывается, уже есть настоящие 3D «дисплеи» как в кино. Хотя к CAE системам пока не пристыковать.
https://youtu.be/jTdrHuDQt6E
Квантовые вычисления для CAE
Нашел сервис, который обещает решать любые CAE задачи практически мгновенно в своем облаке, ибо их облако одним концом присоединено к квантовому компьютеру. Кажется, что это какой-то развод.
https://quanscient.com/
Готовый учебный курс по WB LSD
https://youtu.be/53-NEshyEnE