ANSYS Multiphysics

Výpočetní programy firmy ANSYS Inc. jsou celosvětově nejpoužívanějším softwarem pro technické simulace. Firma ANSYS Inc. jako jediná poskytuje kompletní portfolio programů (výpočetních modulů) pro provádění komplexních multifyzikálních analýz na špičkové úrovni.

Nejčastěji se jedná o následující typy fyzikálně komplexních analýz:
  • výpočty teplotních a silových bilancí energetických strojů, turbodmychadel, spalovacích motorů, parovodů apod.
  • výpočty silových bilancí na lopatkách turbostrojů – flutter,
  • výpočty teplotních bilancí elektrických strojů a výkonové elektroniky,
  • výpočty namáhání konstrukcí elektromagnetických strojů působením Lorentzových sil,
  • indukční ohřev, vysokofrekvenční ohřev, Peltierův článek,
  • simulace akustických dějů s uvažováním poddajných stěn,
  • chlazení elektroniky,
  • simulace chování feromagnetických kapalin.

Simulační metody

Multifyzikální simulační technologie od společnosti ANSYS Inc. nabízí několik osvědčených přístupů:
Direct Coupled-Field Elements,
ANSYS Multi-field solver (Load Transfer Methods),
Coupled Physics Circuit Simulation,
Reduced Order Modeling.
Pomocí těchto přístupů je možné řešit široké spektrum multifyzikálních analýz.
V rámci multifyzikálních analýz je možné aplikovat následující simulační programy:

 
a podpůrné programy:

Direct Coupled-Field Elements


Přístup založený na Direct coupled-field elements umožňuje provádět multifyzikální analýzy v rámci jediného numerického modelu tvořeného elementy s příslušnými stupni volnosti odpovídající požadované fyzikální oblasti.
Tento přístup je nejčastěji aplikován při simulacích následující zařízení:

 

  • elektronické komponenty,
  • mikro-elektro mechanické systémy,
  • převodníky,
  • piezoelektrické gyroskopy,
  • akcelerometry,kde se uplatňují především následující fyzikální děje:
  • teplotní dilatace,
  • piezoelektrické jevy, piezorezistivní jevy, piezokalorické jevy,
  • Coriolisovy efekty,
  • elektroelastické jevy,
  • teplotní dilatace v kombinaci se změnou elektromagnetických vlastností materiálu.

ANSYS Multi-field solver – Load Transfer Methods


Řešení multifyzikálních analýz pomocí ANSYS Multi-field solver je založeno na iterativním provádění simulací, které implementují odlišné fyzikální oblasti dané problematiky. Během multifyzikálních simulací je každý numerický model řešen samostatně (výpočetní sítě mohou být různé, přizpůsobené dané fyzikální oblasti) a výsledky jsou mezi jednotlivými modely sdíleny v každém časovém okamžiku, přičemž je vyžadováno dosažení konvergence multifyzikálního řešení. To přispívá jak k přesnosti dosahovaných výsledků, tak i efektivně prováděných simulací. Programová platforma ANSYS Workbench disponuje speciálním modulem pro řízení iterativního způsobu výpočtu a výměny/sdílení vypočtených dat mezi zvolenými simulacemi.
Tento přístup je možné aplikovat především v následujících oblastech:

 

  • teplotně-pevnostní analýzy,
  • teplotně-elektromagnetické analýzy,
  • pevnostně-elektromagnetické analýzy,
  • teplotně-pevnostní-elektromagnetické analýzy,
  • analýzy kombinující simulace proudění a pevnostní analýzy s možností zpětného ovlivnění tvaru proudové oblasti vzniklými deformacemi kanálů, tj. fluid-structure interaction analýzy (FSI).