Autodesk Simulation – část 1.

Autodesk Simulation je počítačový program pro výpočtové modelování chování reálných objektů založený na metodě konečných prvků (MKP). V principu jde o nelineární program pokrývající několik oblastí fyziky, který obsahuje simulační nástroje pro řešení řady strukturálních a termodynamických problémů, analýzu proudění kontinua a další. Fyzikální simulace lze primárně provádět odděleně a díky propojení jednotlivých oblastí programu je lze spojit do společné, tzv. multifyzikální analýzy. Vedle strukturální analýzy lze řešit přenosy tepla, proudění, Autodesk Simulation umožňuje kontrolní a návrhové výpočty, citlivostní a optimalizační analýzy, výpočty spolehlivosti a další.

Volba druhu analýzy

Už v roce 2009, kdy Autodesk převzal firmu Algor, byla připravena verze 2010, která obsahovala velké množství nových možností programu. Avšak v následující verzi došlo na malá vylepšení. Vedle nepodstatné změny v označování verzí v souvislosti s novým majitelem a jeho produktovými řadami je možné ve verzi 2011 vyzdvihnout nový nástroj, který uživateli názorně poukáže na geometrii, která zapříčinila, že automatický generátor sítě při své činnosti nemohl síť vytvořit (zobrazí chybnou část modelu). K významnějším zásahům do programu již pod hlavičkou Autodesku došlo během posledního roku, tedy s příchodem verze 2012.

3D podpora Autodesk Simulation
Velká část letošních vylepšení programu Autodesk Simulation je směrována na integraci konečnoprvkového programu s existujícími CAD programy. Autodesk Simulation byl již v minulých verzích schopen poloautomaticky upravovat geometrii importovaných dat na základě uživatelem stanovených vstupů, což je běžně nezbytné učinit pro úspěšnou realizaci výpočtové simulace. V současnosti tuto roli přejímá program Autodesk Inventor Fusion. Vedle vlastního softwaru jde o celou stejnojmennou skupinu nástrojů a postupů tzv. Fusion Technology. Autodesk Inventor Fusion je součástí instalace Autodesk Simulation, programy jsou oboustranně provázány, a tak se Fusion v podstatě stal primárním nástrojem pro přípravu geometrie pro výpočtové modelování. Obdobná provázanost až na úroveň geometrických parametrů funguje nově i s programem Autodesk Inventor.
Autodesk Inventor Fusion má ve spolupráci s programem Autodesk Simulation uplatnění při mnoha výpočtářových pracích, zejména ve fázi přípravy výpočtového modelu. Obsahuje celou řadu funkcí vhodných pro modelování „od základu“ a zároveň pro úpravu importovaných dat (jak univerzálních formátů, tak programů třetích stran) i modelů vycházejících z dalších programů firmy Autodesk. Proto je Fusion stejně tak dobrým pomocníkem programů Autodesk Inventor a AutoCAD. Ve všech třech zmíněných programech je nově zapracována přímá provázanost s programem Fusion (pod nenápadnou ikonou Start Simulation či Autodesk Simulation).

Po analýze řešeného problému, nashromáždění vstupních konstant a proměnných, s přihlédnutím na řešený problém a na základě výpočtářovy praxe jsou obvykle prováděny úpravy importované geometrie. Zjednodušující úpravy modelu úlohu zmenší a zároveň zrychlí (z hlediska počtu elementů a výpočetního času), potlačí geometrické entity, které jsou pro danou úlohu nepodstatné (rovněž vede na zmenšení počtu elementů a zrychlení výpočetního času zejména u nelineárních úloh), a mnohdy zajistí, že na CAD model půjde vůbec vytvořit síť elementů (přes kvality současných generátorů sítí si s každou geometrií nemusí jakýkoli MKP program poradit a generování sítě kolabuje).

Autodesk Simulation mimo jiné umí libovolnou plochu modelu (s historií i bez historie) posunout prvky smazat nebo přemístit, čímž je možné úpravy modelu elegantně realizovat. Navíc obsahuje tři „nadstandardní“ nástroje. Funkce „rozdělit geometrii“ umí na plochách vytvářet uzavřené regiony, na kterých mohou být následně aplikována zatížení, kontakty či provedeno zhuštění sítě elementů.
Druhou funkcí je Find Features. Příkaz na základě naprogramovaných algoritmů nalezne na objemových datech entity, které pravděpodobně vznikly (je identifikuje) jako zaoblení, sražení hran anebo otvor, načež je zobrazí ve stromové struktuře modelu. To zvládá u „mrtvých dat“, kdy strom modelu je povětšinu prázdný. U dat s historií (i v nativním formátu) dokáže navíc nalézt zrcadlení. Prvky pak lze výběrem ve stromu elegantně odstranit – typický úkon pro editaci nebo záměnu typu geometrické entity –, tedy např. otvor prohlásit za prvek vzniklý rotací profilu.

Třetí, výrazně více automatizovanou funkcí je Simplify. Funkce vyhledá v modelu entity typu otvor, sražení či zaoblení hrany a rovnou je v modelu vypne. Alternativně lze nastavit mezní rozměry prvků, na základě nichž Fusion odstraní ty nepřípustně malé.

Autor článku: Lubomír W. Novotný ze společnosti TOSHULIN, a.s.
Publikováno: MM Průmyslové spektrum č. 10/2011, str. 62.