FloEFD újdonságai 2019.1-től 2019.4-ig

Eljött az ősz és jön a Solid Edge 2021, így az eddigi elmaradásomat a FloEFD újdonságai terén két bejegyzésben megírom. Ebben a bejegyzésben az újdonságok (most már talán régiségek inkább) FloEFD 2019.1-től a FloEFD 2019.4-ig lesznek, a következőben a FLOEFD 2020.1 és a FLOEFD 2020.2 újdonságai lesznek. (Kicsi spoiler a 2020.1-ben nagybetűsre változtatták a szoftver nevét.) Illetve ez az a blogbejegyzés ameddig dicsekedtem azzal, hogy a mi a blogra saját ötletek alapján írunk cikkeket és nem fordítunk le a Siemens-es blogról cikkeket… Az eredeti bejegyzések linkjei a bejegyzés alján találhatók.

Kezdésnek, a FloEFD egy hő- és áramlástani szimulációs szoftver, röviden ezt a fajtájú szimulációs módszert CFD-nek rövidítik, ami a Computational Fluid Dynamics (numerikus folyadékdinamika) rövidítése. A következő képen látható a FloEFD kulcs funkciói:

Az alapmodul funkcionalitását kiegészítő modulokkal és hidakkal lehet bővíteni, melyek a következő ábrán láthatók:

Második spoiler itt a bevezetés szakaszban, a 2020.1 újdonságai között lesz egy új modul.

 

FloEFD 2019.1 újdonságai

 

Ventilátor visszafolytás

Ventilátorok gyakran üzemelnek a munkapontjuk alatt. Ilyenkor üzemük halkabb, élettartalmuk hosszabb és ezek mellett az elvárt hűtőteljesítményt produkálhatják. Ventilátorok teljesítménye visszavehető az üzemi fordulatszám csökkentésével. Ez a folyamat a ventilátor jelleggörbéjét visszaveszi (csökkenti) és szimulálható egy csökkentési tényezővel (Derating factor).

 

Logikai kifejezések egyenlet definíció során

Peremfeltételek függhetnek térbeli koordinátától, időtől vagy vizsgált értékektől pl. céloktól (goal). Mostantól szofisztikáltabban lehet függőségeket létrehozni feltételekkel és Boole-műveletekkel, ilyen az IF (ha), AND (és), OR (vagy), XOR (kizáró vagy), NOT (nem), > (több mint), < (kevesebb mint) és az = (egyenlő). Ennek a funkciónak a segítségével könnyen definiálhatunk egy olyan hőforrást, ami két hőmérsékelt szenzor (hőmérséklet cél) értékétől függően változtatja teljesítményét.

 

További sugarak hozzáadása sugárzási forrásokhoz

Sugárzó felületekről további sugarak indíthatók (csak Monte Carlo sugárzás esetén). Ezzel a funkcióval jobb felbontást lehet elérni, illetve lokálisan növelhető a sugarak száma, így számolási időt csökkenthetünk. Ezenfelül a sugárzás rögzítése (radiation freezing) automatikusan bekapcsolható.

 

Hőmérsékletfüggő teljesítmény összekapcsolt hálózatokhoz (Network Assembly)

Összekapcsolt hálózatok (például DELPHI kompakt modell) esetén hőteljesítmény függőség adható meg a csomópontok (node) hőmérsékletének függvényében.

 

FloEFD 2019.2 újdonságai

Hűtőborda modell porózus közegekhez

A hűtőborda modell gáz-folyadék átáramláskor keletkező hőcserét írja le hővezető porózus közegek esetén. Hűtőközeg a szimulációs projektben definiált gáz, mely a porózus régión átáramlik, ahol egy virtuális folyadék a szimulációban résztvevő gázra merőlegesen érkezik és hőt ad át neki. Ehhez definiálnunk kell a hőelvonást és a gáz tömegáram arányát (Heat Removed vs Mass Flow Rate of gas ), mely mérési eredményből származik. Ezt követően a FloEFD kiszámítja az effektív hővezetést (Thermal conductivity) és a térfogati hőcsere együtthatóját (Volumetric heat exchange coefficient).

 

Sugárzás térfogati szóródása, térbeli eloszlása

Szilárd testeken belüli sugárzás szóródása (lineáris-anizotrop szóródás) mostantól vizsgálható FloEFD-n belül. Szimulációshoz szükséges a Mérnöki adatbázisban (Engineering Database) a szilárd testek sugárzási tulajdonságainál a szóródási együttható (Scattering coefficient) és az anizotrop szóródási tényező (Scattering anisotropy coefficient) meghatározása (csak Monte Carlo sugárzási modell esetén használható). Ezen felül a sugárzás forrás mostantól koordinátától és időtől is függő lehet.

 

Komponens hőmérsékletének (Min, Átlag, Max) megjelenítése metszetekben felületei paramétereként (Surface Parameter)

Mostantól, ha a Felületi paraméter (Surface Parameter) parancson belül egy síkbeli lekérdezés (Cut Plot) segítségével metszeteket készítünk akkor azokat minden egyes elmetszett testre meg tudjuk jeleníteni és a komponenesek neveivel lesznek a metszetek azonosítva. Eddig egy síkbeli lekérdezéssel az összes elmetszet felületre lehetet csak lekérdezni egy minimum, maximum és átlag értéket.

 

Hőmérséklet változás a magasság függvényében

Mostantól a magasság függvényében változtatható a környezeti hőmérsékletet változása.

 

Egyéb fejlesztések a FloEFD 2019.2-ben

  • Membránok pára/gőz diffúziós tényezőjének hőmérséklet függése. Mostantól membránok páradiffúziós tényezője a hőmérséklet függvényében változtatható.
  • Hozzáadás komponensből (kapcsolt feltételek). Lokális hálózási beállításokat alszerelés szimulációjából hozzáadhatók a főszerelés szimulációjához.
  • Függőség. Turbulencia paramétereihez, sebesség komponensekhez, Mach számhoz és nyomáshoz is hozzárendelhető koordináta függőség.
  • DoE (Design of Experiments optimalizáció). A válasz felület nézettel (Response Surface Viewer) mostantól célfüggvények is megjeleníthetők.
  • Szabadfelület. Levegő összenyomhatóságát is figyelembe veszi a VoF modul megoldója, így Ma > 0.3 feletti sebességen nőt a szimuláció pontossága.
  • Cauer exportálás kalibrációból. Szerkezeti függvények exportálhatók a Cauer hőhálózati formátumba 1D-s szimulációk futtatásához vagy T3Ster mérőrendszeres méréshez.
  • MSL frissítés. A FloEFD 2019.2 a Mentor Standard Licensing (MSL) 2019_2-es verzióját támogatja, ami a FlexNet™ 11.16.2.1. licencekezelővel egyenértékű.

 

FloEFD 2019.3 újdonságai

 

PDML Import

PDML a FloTHERM formátuma, az IC gyártók által használt formátum, ami az IC tokozások szimulációjához használható. Ezt a formátumot használja a FloPACK (szintén a Mentor Graphics terméke), mellyel IC-khez termikus tervezése valósítható meg, többek között 2R (két ellenállásos) vagy kapcsolt hálózatok (Network assembly) például DELPHI kompakt modellel. Az IC *.pdml formátumból importálható FloEFD-be (EDA híd licence szükséges hozzá). PDML formátum a geometriáról, anyagtulajdonságokról, terhelésekről tartalmaz információkat.

A következők importálhatók FloEFD-be:

  • Geometria
  • Terhelés (hőforrás)
  • Anyagtulajdonságok, a sugárzó felületek tulajdonságaival együtt,
  • 2R, kapcsolt hálózatok (Network assembly)

 

PCB modellek hozzáadása meglévő projektekhez linkelt kapcsolattal (EDA híd része)

Mostantól a PCB-k importálhatók meglévő szimulációkba és könnyebben származtathatók más szerelésekbe. EDA Import a PCB-ket linkkel kapcsolatként a Hozzáadás komponensből paranccsal (Add from Component) hozzáadja meglévő szimulációs projekthez.

Komplex függőségek

A Paraméterek a 18-as verzió újdonságai voltak. Mostani frissítéssel a preremfeltételeknek beállíthatunk paraméter függőséget. A paraméterek függhetnek céloktól (goal), időtől, iterációktól és menetektől (travel), melyekhez használhatók a logikai műveletek (IF, OR, AND, >, <..), ezáltal könnyen és rugalmasan lehet komplex függőségeket definiálni.

 

Automatikus Min/Max skálázás plotokhoz (síkmetszet, Cut Plot)

Plotok mínium és maximum értékei automatikusan újra skálázódnak, ha az eredmények megváltoznak (például más paraméterekkel újra futtatjuk a szimulációt, vagy ha változtatunk az egyik komponens geometriáján, áthelyezzük a lekérdezést máshova).

Kiosztott megoldás fejlesztései

  • Eredmények fejlesztett átmásolása a szerverről

Az eredmények akkor is átmásolásra kerülnek, ha a CAD rendszer be van zárva.
Amikor a CAD rendszer bezáródik, egy speciális rutin elindul és  figyelemmel kíséri az eredmények elkészülését és elvégzi azok átmásolását az kliens gépre.

Abban az esetben, ha a számítógépet kikapcsolták, a másolás a CAD megnyitásával fog megtörténni.

  • Argumentumok átadása Windows HPC Pack 2016 ütemezőjének felhasználói szinten

Áramlási útvonalak ábrázolása nyomvonalat érintő testtel (Pattern on Shape)

Előre definiált testtel az azt érintő áramlási nyomvonalak megjeleníthetők.

Ez a funkció egy gömbbel látható a következő videón:

Átlagolás állandósult állapotban

Állandósult állapoton belül mostantól a paraméterek átlagolhatók iterációról iterációra. Ez a funkció különösen a Monte Carlo féle sugárzás szimulációjánál a zajok csökkentésére alkalmas.

Egyéb fejlesztések a 2019.3ban

  • Minden valós gázhoz fázisátalakulás. Fázisátalakulás mostantól elérhető valós gázokhoz is, nemcsak hűtőközegekhez.
  • FLOEFD View. Fejlesztések a FLOEFD ingyenes nézegetőjében:
    • Plot normál irányú nézete (“Normal to Plot”) hozzáadva a síkmetszethez (Cut Plot).
    • Forgatás parancs a képernyő közepe körül forgat.
    • Metszetek a geometria metszete mellett, mostantól hozzáadhatók a plotokhoz is, a plot beállításai között.
  • Mentés másként. Lekérdezésekbe geometria mentésénél Drótváz (Wireframe), Árnyékolt (Shaded), Árnyékolt élkiemeléssel (Shaded with Edges) nézetstílusok használata.
  • Eredmények összefoglalása. Az eredményösszefoglalóba a turbulencia paraméterei is választhatóvá váltak.
  • Sugár plot. Sugár (Ray) plot típus elérhet elérhetővé vált megoldás előtt, és a Kötegelt eredmény feldolgózóval (Batch Results Processing) kiszámítható.
  • Felületi paraméterek. A Felületi paramétereken (Surface parameters) belül az offszet opció elérhetővé vált.
  • Pontbeli célok (Point goals). Ha hozzáadunk egy pontot koordináta alapján, név is beállítható hozzá.
  • CAD paramétertől függő egyenlettel vezérelt cél (Equation Goal). Egyenlettel vezérelt célok mostantól a CAD modell paramétereitől is függhetnek.
  • NX 13. Támogatott a Siemens NX 13 (1847 és 1872 Series).
  • SE 2020. Támogatott a Solid Edge 2020.
  • Szemelyreszabható licence funkciók. Mostantól a szemályreszabható funkciók (Customize Features) a modulokat (LED, HVAC, Advanced CFD…) listázza ki, a licence funkciói helyett. A rendszeradminisztrátorok a CustomizeFeatures.exe segítségével tudják ezt beállítani. További részlet, a telepítési útmutató (Installation Guide) Licence funkció választása (Selecting License Features to Use) fejezetben.
  • MLS (Mentor Licence Server) frissítés. Az új MLS 2019_3 a Flexera FlexNet 2019 R2 (11.16.4) szerveren alapul.

FloEFD 2019.4 újdonságai

 

FMU Export és Import

FMU Exportálás (FloEFD az alárendelt szoftver) és FMU Importálás (FloEFD a vezérlő szoftver) lehetővé teszi, hogy STAR-CCM+-szal, Amesim-mel vagy Flomaster-rel is kapcsolt szimulációkat futtahatunk FLOEFD segítségével.

FLOEFD Interface Simcenter Motionhöz

Mostantól lehetséges FloEFD eredményeit kinematikai szimulációkhoz felhasználni Simcenter Motion-ön belül. Ezáltal az áramlás által vezérelt mozgás is szimulálható.

Közeli és távoli tér megvilágítása

Mostantól megjeleníthető a terek megvilágítása (bejövő sugárzási fluxus az emberi szemhez igazítva, pl.: látható fény fluxusa).

A közeli tér megvilágítás plot a következő videón megtekinthető:

Egyéb fejlesztések a 2019.4ben

  • Szerkezeti függvény importálás. Szerkezeti függvény (Structure function – RC létradiagram) T3Ster-ből (*.xCTM) importálhatók összekapcsolt hálózatokba (Network Assembly).
  • VIA anyagválasztó. SmartPCB-ben VIÁ-khoz (Vertical Interconnect Access) szigetelő vagy réz vagy számolásból kizárt anyag társítható.
  • Komponenesek vezérlése (Component Control) szűrő: Duplikált, rejtett. A Komponensek vezérlése (Component Control) ablakban meg lehet jeleníteni a rejtett és duplikált komponenseket.
  • Min/Max meghatározása a levágás utáni régióban. Mostantól a plotok Min és Max értékénél figyelembe veszi levágásokat (crop).
  • További sugarak LEDekhez. Egy meghatározott sugárzó LED-hez további sugarakat tudunk hozzáadni (LED-eknél be kell kapcsolni a Sugárzási tulajdonságok (Radiation properties) között).
  • Hullámhossz levágás. Mostantól beállítható, hogy az anyagok milyen hullámhossz alatt átlátszók (sugárzás szempontjából).

Telepítőállományok:

A telepítő állományok az ügyféltámogatási rendszerünkben elérhetők.

Források:

Beosztás: Ügyféltámogató mérnök
Szakterületek: Szimulációs szoftverek

Szakmai életút:

Gépészmérnöki alapdiplomámat a Dunaújvárosi Főiskolán szereztem, és ugyanitt már Dunaújvárosi Egyetem néven végeztem el a mesterképzést. Jelenleg az Óbudai Egyetem Biztonságtudományi Doktori Iskolának vagyok a hallgatója, ahol ikerturbinák áramlástani szimulációjával foglalkozom. Már a BSc-s képzés alatt is elkezdtem szimulálni, de igazán az első munkahelyemen kezdtem el ezzel foglalkozni, és azóta is szimulálom a munkát.

Az Enterprise Group-nál a szimulációs termékek (végeselem, áramlástan és kinematika) és a Solid Edge terméktámogatása a feladatom.

 

A szerző további cikkei »