NX CAE

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

NX CAE – набор средств инженерного анализа от компании Siemens PLM Software. Вся работа с CAE приложениями осуществляется через интерфейс пре-постпроцессора NX Advanced FEM, к которому подключаются требуемые расчетные модули. В сентябре 2012 года вышла версия NX 8.5, вместе с которой обновились и CAE решения[1].

К основным расчетным модулям NX относят NX Nastran, NX Thermal и NX Flow.

NX Nastran[править | править исходный текст]

NX Nastran — инструмент для проведения компьютерного инженерного анализа (CAE) проектируемых изделий методом конечных элементов (МКЭ) от компании Siemens PLM Software. NX Nastran вместе с дополнительными решателями предназначен для решения как статических, так и динамических линейных и нелинейных задач инженерного анализа[2].

История создания[править | править исходный текст]

В 1964 г. национальное агентство по аэронавтике и исследованию космического пространства США (NASA) для поддержки проектов, связанных с космическими исследованиями и, в частности, для проведения анализа и проектирования средства выведения ракеты носителя «Сатурн V», — ставит задачу разработки программного пакета для проведения конечно-элементного анализа изделий. Выпуск первой коммерческой версии пакета программ NASTRAN (NASA STRuctural ANalysis) состоялся в 1972 году. Одной из компаний, участвовавших в разработке, была MSC (MacNeal-Schwendler Corporation). В 2003 году компания UGS приобрела исходный код программы у MSC.Software, среду и права для дальнейшей разработки и предложения решения на рынке. Современное решение от компании Siemens PLM Software — решатель NX Nastran.[3][4][5].

Описание[править | править исходный текст]

Решатель NX Nastran обеспечивает выполнение полного набора инженерных расчетов, включая расчет напряженно-деформированного состояния, собственных частот и форм колебаний, анализ устойчивости, решение задач теплопередачи, исследование установившихся и неустановившихся процессов, нелинейных статических процессов, нелинейных динамических переходных процессов, анализ частотных характеристик, отклика на динамические и случайные воздействия.

Решатель NX Nastran доступен совместно с инженерными системами для подготовки расчетных моделей NX и Femap или в виде самостоятельного приложения, используемого на специально выделенных CAE серверах или высокопроизводительных вычислительных кластерах с любыми совместимыми инструментами пре-/постпроцессорной обработки NX Nastran[6].

Система NX Nastran распространена в таких областях промышленности, как аэрокосмическая[7][8], автомобильная, судостроение, тяжелое машиностроение, медицина и товары народного потребления, обеспечивая анализ напряжений, вибраций, долговечности, передачи тепла, шума/акустики и аэроупругости. Система обеспечивает высокую степень интеграции с большим числом CAE приложений.

Пакет средств разработки NX Nastran SDK предоставляет пользователям программы инструменты разработки, предназначенные для упрощения использования возможностей NX Nastran в собственных клиентских и отраслевых инструментах[9].

В декабре 2008 г. Siemens PLM Software сообщила о том, что с помощью NX Nastran специалистам компании удалось решить сложнейшую статическую линейную пространственную задачу механики деформируемого твердого тела (МДТТ) для крыла самолета, находящегося под действием изгибающих нагрузок. Для КЭ решения задачи была разработана полномасштабная пространственная КЭ модель, которая содержала ~ 98 млн оболочечных и ~ 49 млн пространственных конечных элементов. Общее число уравнений — ~ 500 млн уравнений. Время КЭ расчета составило менее 18-ти часов на 8-ми ядерном сервере IBM Power 570[10][11].

NX Thermal[править | править исходный текст]

NX Thermal/NX Advanced Thermal — специализированный расчетный модуль, основанный на разрабатываемом компанией MAYA HTT[12] с 1983 года коде TMG-Thermal, семейства NX Advanced Simulation, предназначенный для решения широкого круга тепловых задач[13][14].


При решении могут быть учтены все механизмы теплообмена: теплопроводность, излучение, конвекция. Особенностью решателя является наличие инструментов создания так называемых тепловых связей — упрощенных методик описания тех или иных тепловых процессов. Версия NX Advanced Thermal является расширением модуля NX Thermal и содержит дополнительные инструменты и возможности (параллельные вычисления, пользовательское программирование, расширенные термооптические свойства материалов, тепловой унос вещества и др.) наряду с всем функционалом версии NX Thermal.

На основе модуля NX Advanced Thermal разработан специализированный отраслевой инструмент для расчета теплового состояния космических аппаратов — NX Space Systems Thermal.

NX Flow[править | править исходный текст]

NX Flow/NX Advanced Flow — специализированный модуль для численного моделирования процессов гидрогазодинамики и тепломассообмена на основе решения уравнений Навье-Стокса в стационарной и нестационарной постановках, базирующийся на решении TMG-Flow компании MAYA HTT[12]. NX Flow/NX Advanced Flow позволяет учесть широкий круг физических процессов: сжимаемость, турбулентность, массовые силы, теплообмен, многофазность и пр.[13][14].

Для моделирования турбулентных течений предоставляет следующие модели: фиксированной вязкости, пути смешения, k-e, k-omega, sst, LES. Данный модуль может работать как со стандартным для всех NX CAE сеточным построителем, так и со специализированным решением, адаптированным к задачам вычислительной газодинамики.

Для ускорения вычислений реализованы алгоритмы параллельной обработки задач.

Между модулями NX Flow и NX Thermal имеется бесшовная связь на уровне постановки задачи и обмена данными в процессе расчета. Интеграция позволяет совместно решать задачи течения жидкости или газа в трехмерной и одномерной постановках (1D-3D).

Источники[править | править исходный текст]

  1. Siemens. Пресс-релизы
  2. Siemens PLM Software. Раздел NX CAE.. Проверено 23 сентября 2009. Архивировано из первоисточника 8 апреля 2012.
  3. MacNeal, Richard H., «The NASTRAN Theoretical Manual», December 1972
  4. Норенков И. П. Краткая история вычислительной техники и информационных технологий. // Наука и образование : Приложение к журналу «Информационные технологии». — 2005. — № 9.
  5. Center-IT. История САПР.
  6. Данилов Ю., Артамонов И. Практическое использование NX. // М.: ДМК Пресс. — 2011. — ISBN 978-5-94074-717-8.
  7. Применение средств инженерного анализа помогает развивать бизнес компании. // САПР и графика. — ноябрь 2011. — № 11. — С. 68-69.
  8. Пресса о нас. ГКНПЦ им. М.В. Хруничева.
  9. Обзор NX Nastran.
  10. Компания Siemens PLM Software объявила о решении задачи рекордной размерности с использованием программного обеспечения NX Nastran. : Пресс-релиз. — 15 декабря 2008.
  11. Компания Siemens PLM Software объявила о решении задачи рекордной размерности. // CADReview : Новости. — 15.12.2008.
  12. 1 2 Компания MAYA HTT.
  13. 1 2 Гончаров П.С., Артамонов И.А., Халитов Т.Ф., Денисихин С.В., Сотник Д. Е. NX Advanced Simulation. Инженерный анализ. // М.: ДМК Пресс. — 2012. — ISBN 978-5-94074-841-0.
  14. 1 2 NX Lifecycle Simulation – платформа для инженерного анализа (часть I). // CAD/CAM/CAE Observer. — 2011. — № 2 (62). — С. 8.

Литература[править | править исходный текст]

См. также[править | править исходный текст]