MSC Software Corporation

Раскрытие подушки безопасности

Точность Dytran была многократно подтверждена хорошей корреляцией с результатами натурных испытаний. Dytran помогает инженерам предсказать, как прототип изделия будет реагировать на множество реальных динамических воздействий, и исследовать потенциальные причины разрушений\отказов изделия. Далее приведены некоторые примеры промышленного применения системы:

• Аэрокосмическая отрасль: покидание самолета, плескание топлива в баке, его разрушение, птицестойкость, моделирование попадания нелокализованных осколков в элементы силовой установки, обрыв и разрушение лопаток газотурбинных двигателей, ударопрочность авиационных конструкций, прочность и безопасность авиационных кресел, прочность и герметичность обитаемых и грузовых отсеков летательных аппаратов
• Автомобилестроение: проектирование средств пассивной безопасности водителя и пассажиров, таких как, раскрытие подушки безопасности, срабатывание ремня с преднатяжителем (в том числе, случаи с нестандартным положением манекена), крэш-тесты транспортных средств, аквапланирование шин, плескание топлива в баке с динамическим воздействием на его стенки
• Военное и оборонное применение: моделирование срабатывания профилированных зарядов взрывчатых веществ, проектирование различных видов оружия, бронестойкость и пробивная способность снарядов, гидродинамический удар (системы кондиционирования, гидросистемы), столкновение кораблей, моделирование подводных взрывов (UNDEX), взрывозащищенность и живучесть обитаемых отсеков и важных элементов конструкции
• Другое промышленное применение: проектирование упаковки, бутылок, контейнеров, моделирование процессов подачи бумаги в копировальной технике, дроп-тесты, устойчивость спортивного инвентаря к ударным воздействиям

Аквапланирование

Минометный выстрел

Инновационные возможности Dytran моделировать взаимодействие множества адаптивных эйлеровых областей вокруг поверхностей сопряжения по мере их движения и деформации дает возможность исследовать сложные сценарии взаимодействия жидкости и конструкции, которые часто слишком сложно или невозможно смоделировать с помощью других программных средств. Такие возможности включают в себя:

• Ударное воздействие нескольких объектов с различными характеристиками и направлениями движения о многослойные конструкции (например, оценка последствий ударов нескольких птиц по конструкции планера самолета во время полета)
• Катастрофические повреждения конструкции с возможной утечкой или проникновением жидкостей (например, исследование способности транспортного средства выдерживать ударные воздействия, которые могут привести к разрушению топливного бака и аварийной утечке топлива)
• Наполнение емкостей жидкостью и динамические эффекты на стенки емкости, учет плескания жидкости в емкости на прочностные характеристики конструкции (например, проектирование перегородок и барьеров в емкостях для оптимизации виброакустических и прочностных характеристик изделия)

Прямоточный двигатель

Взрыв под транспортным средством

Благодаря постоянным усовершенствованиям Dytran с каждой новой версией обеспечивает все больше возможностей повышения производительности труда инженера-расчетчика. Некоторые из последних технологических усовершенствований включают в себя:

• Возможности эйлерова решателя по применению режима DMP-распараллеливания (Distributed Memory Parallel) и вычисления поверхности сопряжения для получения улучшенных характеристик производительности в задачах взаимодействия жидкость-конструкция
• Циклические граничные условия для существенного сокращения размерности задачи при моделировании турбин, течения между вращающимися элементами конструкции, моделирования течения в каналах
• Распределенные нагрузки на тела, которые могут быть приложены к различным материалам внутри определенной области, заданной границами коробки, сферы, цилиндра или поверхности
• Дискретное измельчение эйлеровой сетки: благодаря этой возможности границы одних эйлеровых элементов могут быть соединены со сторонами других эйлеровых элементов в дискретной пропорции. Это дает возможность «приклеивать» области с более мелкими эйлеровыми элементами к областям с более грубой сеткой, обеспечивая при этом высокую эффективность моделирования и анализа, особенно там, где сгущение сетки необходимо лишь в локальных зонах. Эта возможность очень полезна в таких задачах взаимодействия жидкость-конструкция, как моделирование срабатывания подушки безопасности, задачах слошинга и моделирования взрывов
• Неоднородная (с ортонаправленными сгущениями) эйлерова сетка: возможность моделировать и применять в расчете сетку с локальными сгущениями в нужных зонах пространства эйлеровой области путем задания относительного или абсолютного положения плоскостей сгущения и степени сгущения, таким образом обеспечивая еще один способ повышения гибкости моделирования. Кроме того, методы неоднородных сгущений и дискретного измельчения сетки можно использовать совместно. Это особенно важно при моделировании различных взрывов, например подводных взрывов (UNDEX)
• Ускорение моделирования задач в осесимметричной постановке за счет определения шага по времени в осевом и радиальном направлениях
• При моделировании задач, связанных с кораблестроением теперь, можно использовать специальную обработку граничных условий на основе профиля гидростатического давления
  

Обрыв лопаток вентилятора

Изготовление пластиковых бутылок

Dytran использует явную схему интегрирования по времени для решения динамических задач. Для моделирования конструкций могут применяться объемные тела, оболочки, балки, мембраны, соединители и вспомогательные жесткие элементы. Доступен широкий спектр моделей материалов для реализации нелинейного отклика и/или разрушения. К ним относятся эффекты линейной упругости, критерии текучести, уравнения состояния, модели разрушения и расщепления, модели взрывного горения, композиционные материалы и многие другие. Контактные поверхности позволяют элементам конструкции взаимодействовать друг с другом и/или с абсолютно жесткими геометрическими конструкциями. Это взаимодействие может включать контакт с трением и без, скольжение с эффектами трения и разделение контактирующих тел. Односторонний самоконтакт поверхности (как отдельный вид контакта) может использоваться для моделирования потери устойчивости конструкций, в которых материал может складываться сам на себя.

Дроп-тест контейнера

Плескание жидкости в емкости (слошинг)

Эйлеровы решатели обычно используются для решения задач с течением жидкости, в то время как Лагранжевы решатели используются для моделирования поведения конструкций. Однако, во многих реальных ситуациях необходимо учитывать взаимодействие между омывающей жидкостью и твердой конструкцией – исследовать деформации твердых тел, их влияние на течение жидкости, а также объем жидкости, деформирующий в свою очередь саму конструкцию. Такие задачи, как плескание жидкости в баке, наполнение подушки безопасности, аквапланирование и др. могут быть решены только с учетом взаимодействия жидкости и конструкции.

В Dytran доступны как лагранжевы, так и эйлеровы решатели, позволяющие моделировать конструкции и жидкости в одной модели, с учетом их взаимного влияния друг на друга. Взаимодействие между жидкостью и конструкцией достигается за счет моделирования и исследования поведения поверхности сопряжения, описанной на поверхности конструкции (лагранжева область).

Dytran использует новейшие численные методы и высокопроизводительное компьютерное оборудование. Он обеспечивает экономичные решения для компьютеров последнего поколения, от настольных до суперкомпьютеров. Кроме того, для решения многих задач могут использоваться средства параллельной обработки для систем с распределенной памятью.