Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

HUMUSOFT s.r.o. 1 FEMLAB - počítačové modelování a analýza fyzikálních dějů STU Bratislava, 28.dubna 2003.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "HUMUSOFT s.r.o. 1 FEMLAB - počítačové modelování a analýza fyzikálních dějů STU Bratislava, 28.dubna 2003."— Transkript prezentace:

1

2 HUMUSOFT s.r.o. 1 FEMLAB - počítačové modelování a analýza fyzikálních dějů STU Bratislava, 28.dubna 2003

3 HUMUSOFT s.r.o. 2 společnost založena 1990společnost založena zaměstnanců, sídlo Praha, ČR11 zaměstnanců, sídlo Praha, ČR –proměnný počet externích spolupracovníků výhradní zástupce The MathWorks, Inc.výhradní zástupce The MathWorks, Inc. –pro Českou Republiku, Slovensko, Rusko, Ukrajinu, Bělorusko a Moldávii výhradní zástoupce COMSOL ABvýhradní zástoupce COMSOL AB –pro Českou Republiku, Slovensko, Rusko, Ukrajinu, Bělorusko, Moldávii, Bulharsko, Rumunsko, Slovinsko, Chorvatsko a Jugoslávie dalších společností - dSPACE GmbH, Lanner Group Ltd.

4 HUMUSOFT s.r.o. 3 HUMUSOFT - vlastní vývojové aktivityHUMUSOFT - vlastní vývojové aktivity Výukové modely, Real Time Toolbox: Virtual Reality Toolbox: Měřící karty: MF614 - PCI MF604 - ISA AD512 - ISA

5 HUMUSOFT s.r.o. 4 COMSOL, Švédsko Společnost založena v červenci 1986 ve StockholmuSpolečnost založena v červenci 1986 ve Stockholmu Pobočky v Dánslu, Norsku, Německu, Anglii, USA, atd.Pobočky v Dánslu, Norsku, Německu, Anglii, USA, atd. Současný počet pracovníků kolem 90 lidíSoučasný počet pracovníků kolem 90 lidí Zaměření firmy na simulační SW, PDE Toolbox v roce 1995, nyní vlastní produkt FEMLABZaměření firmy na simulační SW, PDE Toolbox v roce 1995, nyní vlastní produkt FEMLAB Distributor MATLABu v severských a baltických zemíchDistributor MATLABu v severských a baltických zemích Komerční zákazníci - Bell Labs, Danish Steel Works, Ericsson, Honeywel, SAAB, VOLVO, Procter & Gamble a další.Komerční zákazníci - Bell Labs, Danish Steel Works, Ericsson, Honeywel, SAAB, VOLVO, Procter & Gamble a další. University a vědecké laboratoře - USA, Evropa, AsieUniversity a vědecké laboratoře - USA, Evropa, Asiehttp://www.femlab.com

6 HUMUSOFT s.r.o. 5 Co je to FEMLAB? Nástroj k modelování a simulaci fyzikálních dějů s využitím parciálních diferenciálních rovnic (PDR) a metody konečných prvků (FEM)Nástroj k modelování a simulaci fyzikálních dějů s využitím parciálních diferenciálních rovnic (PDR) a metody konečných prvků (FEM) Využití v oblastech jako jsou:Využití v oblastech jako jsou: pružnost a pevnost, chemické reakce, prostup a vedení tepla, dynamika tekutin, proudění plynů, akustika, šíření elektromagnetických vln, modelování polovodičů, fotonová optika, proudění porézními materiály, geofyzika, obecná fyzika, kvantová mechanika, atd. Intuitivní grafické prostředí (dialogy i modelový prostor 1, 2 a 3D)Intuitivní grafické prostředí (dialogy i modelový prostor 1, 2 a 3D) Otevřenost systému (definice vlastních aplikací PDR)Otevřenost systému (definice vlastních aplikací PDR) Modelování multifyzikálních úlohModelování multifyzikálních úloh zahrnutí více fyzikálních vlivů v jedné úloze, např. vliv tepla při zatížení strojní součásti (prostup tepla + zatížení), ohřívání proudící kapaliny (prostup tepla + proudění),

7 HUMUSOFT s.r.o. 6 Jednoduchý příklad na prostup tepla - Rovnice tepla - Lineární stacionární úloha - Obsahuje několik subdomén

8 HUMUSOFT s.r.o. 7 Definice úlohy Krok 1 symetrie Krok 2

9 HUMUSOFT s.r.o. 8 FEMLAB - úvod Typy PDR řešených FEMLABem Předdefinované rovnicePředdefinované rovnice - různé fyzikální režimy (aplikační režimy) elektrostatika, magnetostatika, prostup tepla, nestlačitelné proudění, rovinná napjatost, rovinná deformace) - klasické PDE - Laplaceova, Poissonova, Helmholzova a Schrödingerova rovnice, rovnice tepla a rovnice vlnění Definice vlastních úloh (uživatelské nastavení PDE)Definice vlastních úloh (uživatelské nastavení PDE) - zadáním koeficientů PDE- zaměřeno na lineární úlohy - zadáním koeficientů PDE - zaměřeno na lineární úlohy - obecný tvar PDE- zaměřeno na nelineární úlohy - obecný tvar PDE - zaměřeno na nelineární úlohy Diskretizace modelu a převedení na FEM - lineární a nelineární úlohy - úlohy závislé na čase - dynamické modely (vlastní čísla)

10 HUMUSOFT s.r.o. 9 FEMLAB - úvod FEMLAB pracuje v prostředí MATLABu MATLAB - workspace - funkce FEMLAB - funkce pro vytváření geometrie - řešiče - postprocesor

11 HUMUSOFT s.r.o. 10 FEMLAB - koncepce - femsim Workspace Model v Simulinku FEMLAB - aplikační módy - PDR - CAD nástroje - okrajové podm. - generování sítí - řešiče - postprocesor Plochy Řezy, kontury Animace Vizualizace DXF, IGES MAT, M-soubory Soubory Workspace MATLABu - model - analyzovaná geom. - geom. objekty - okraj podmínky - koeficienty PDR - síť - řešení - struktura fem Export Import Export do Simulinku Moduly: Chem (chemický průmysl) CEM (elektromagnetismus) SME (pružnost, pevnost) PDR

12 HUMUSOFT s.r.o. 11 Model Navigator Multifyzikální aplikace

13 HUMUSOFT s.r.o. 12 CAD nástroje –2D primitiva –Booleovské operace –import DXF, M-soubor –export DXF, MAT

14 HUMUSOFT s.r.o. 13 CAD nástroje Příklad geometrického modelu - výměník tepla (MEMS)

15 HUMUSOFT s.r.o. 14 CAD nástroje –3D primitiva –rotace profilu –protlačování profilu –Booleovské operace –import IGES –export IGES, MAT >> c3 = cone3(1,2,pi/10)

16 HUMUSOFT s.r.o. 15 CAD nástroje Příklad geometrického modelu - tlaková nádoba

17 HUMUSOFT s.r.o. 16 Okrajové podmínky Okrajové podmínky –Body (2D, 3D) –hrany (2D, 3D) –plochy (3D) –Dirichletova okrajová podmínka (hodnota) –Neumannova okrajová podmínka (derivace)

18 HUMUSOFT s.r.o. 17 Subdoména Subdoména –přiřazení materiálu nebo prostředí subdoméně –definované materiály, nové materiály

19 HUMUSOFT s.r.o. 18 Generování sítě Generování sítě –inicializace sítě

20 HUMUSOFT s.r.o. 19 Generování sítě Generování sítě Hodnocení kvality sítě Hodnocení kvality sítě –histogram –statistika –zobrazení kvality

21 HUMUSOFT s.r.o. 20 Řešení Řešení Typy řešení –stacionární (ustálené řešení, kde čas nehraje významnou roli) –časově závislé –řešení harmonických kmitů (vlastní vektory, vlastní čísla) Forma řešení –lineární (PDR ve formě koeficientů) –nelineární (v obecném tvaru) –slabá Volba řešiče –při zvolení aplikačního režimu –později z dialogu pro nastavení parametrů řešiče

22 HUMUSOFT s.r.o. 21 Typy řešičů Řešení Řešení –Přímé - –používá Gaussovu eliminaci pro lineární a špatně podmíněné systémy –je stabilní –v 1D a ve 2D je rychlejší než iterační řešič –ve 3D někdy potřebuje více paměti a výpočetního času –jsou implicitně nastaveny v 1D a ve 2D –Iterační - implicitně nastaveny ve 3D (úspora místa a výpočetního času), je třeba dobrá kvalita sítě. Kvalitu sítě pod 0.3 ve 3D a 0.6 ve 2D je třeba zlepšit. –Good Broyden např. pro Poissonovy, Helmholtzovy a Navierovy rovnice –GMRES např. pro Navier-Stokesovy rovnice (nejrobustnější z iteračních) –QMR –Adaptivní (adaptace sítě) - pomáhá specifikovat velikost sítě (vedle ručního nasatavení). Odhad chyby provádí: –lineárním funkcionálem –energetickou normou –L 2 normu

23 HUMUSOFT s.r.o. 22 Řešení Řešení Stupně volnosti ve FEMLABu (DOF) –nároky na výpočetní čas a paměť počítače –ve většině aplikací se závisle proměnná počítá ve všech uzlových bodech sítě (nodech) DOF = počet závisle proměnných x nody –vztah mezi počtem elementů a počtem nodů závisí na řádu elementu a na dimenzi (2D, 3D) modelu Počet elementů ve 2D: Lineární elementy: nody = 0.5 x počet elementů Kvadratické elementy: nody = 1.4 x počet elementů Kubické elementy: nody = 4.5 x počet elementů Počet elementů ve 3D: Lineární elementy: nody = 0.2 x počet elementů Kvadratické elementy: nody = 2.0 x počet elementů Kubické elementy: nody = 4.5 x počet elementů

24 HUMUSOFT s.r.o. 23 Dialog pro výběr a nastevení parametrů Řešení Řešení

25 HUMUSOFT s.r.o. 24 Postprocessor Postprocessor Volba zobrazení výsledků: –Plocha s barevnou mapou 2D a 3D –Kontury, izoplochy –Šipky –Řezy –Zobrazení proudnic Elektrostatický srážkový filtr (ESP) - 2D: –část buňky uvnitř ESP s elektrodou –odhad elektrického pole mezi deskami –ESP filtr 3D

26 HUMUSOFT s.r.o. 25 –Třífázový stejnosměrný motor s permanentními magnety –Vibrace disku ve válci s proudícím vzduchem –Zatížení příruby Postprocesor Postprocesor

27 HUMUSOFT s.r.o. 26 FEMLAB a Simulink FEMLAB a Simulink Simulink - nadstavba MATLABu pro simulaci dynamických systémůSimulink - nadstavba MATLABu pro simulaci dynamických systémů FEMLAB- komunikuje se Simulinkem přes datovou strukturuFEMLAB - komunikuje se Simulinkem přes datovou strukturu MATLABSimulink FEMLAB femsim fem.variables

28 HUMUSOFT s.r.o. 27 FEMLAB a Simulink FEMLAB a Simulink Dynamický export z FEMLABuDynamický export z FEMLABu –časový průběh modelovaného děje ve FEMLABu je srovnatelný s průběhem simulovaným v Simulinku Statický export z FEMLABuStatický export z FEMLABu –časový průběh modelovaného děje ve FEMLABu je o hodně rychlejší než průběh simulovaný v Simulinku Export modelu ve stavovém prostoru z FEMLABuExport modelu ve stavovém prostoru z FEMLABu –model ve FEMLABu je linearizovaný kolem nějakého řešení. Exportují se matice příslušné stavovému prostoru.

29 HUMUSOFT s.r.o. 28 FEMLAB a Simulink FEMLAB a Simulink

30 HUMUSOFT s.r.o. 29 Electromagnetics Module - EM Jaké úlohy řeší Elekromagnetický Modul ? Ve 2D a 3D –Statické –Časově závislé –Časově harmonické –Vlastní režimy Definované aplikační režimy - tři hlavní skupiny: –statické –kvazi-statické –vysokofrekvenční vlnění Multifyzikální režimy –Všechny aplikační režimy lze kombinovat s dalšími definovanými režimy

31 HUMUSOFT s.r.o. 30 Elektrostatika (Elektrostatická pole) režimy popisují statická pole pro vodivá a nevodivá elektrostatická média při modelování elektrických vodičů, kondenzátorů, atd.režimy popisují statická pole pro vodivá a nevodivá elektrostatická média při modelování elektrických vodičů, kondenzátorů, atd. –3D Elektrostatika -plná 3D úloha) –Elektrostatika v rovině (rovinná symetrie, kdy se el. potenciál mění jen rovině modelu a elektrické pole a proud jsou rovnoběžné s touto rovinou) –Osově symetrické úlohy (válcově symetrické úlohy, el. potenciál se mění pouze v radiálních „r“ a svislých směrech „z“, elektrické pole a proud jsou rovnoběžné s rovinou „r-z“) Electromagnetics Module - EM

32 HUMUSOFT s.r.o. 31 Electromagnetics Module - EM Kvazi-statické úlohy - elektrické pole režimy v této skupině simulují struktury s malou elektrickou velïkostí - což je vztah mezi velikostí objektů a vlnovou délkou simulovaných polí. Vhodné pro modely s elektrickou velikostí 1/10 (např. výpočet elektrických motorů, transformátorů, premanentních magnetů a induktorů)režimy v této skupině simulují struktury s malou elektrickou velïkostí - což je vztah mezi velikostí objektů a vlnovou délkou simulovaných polí. Vhodné pro modely s elektrickou velikostí 1/10 (např. výpočet elektrických motorů, transformátorů, premanentních magnetů a induktorů) –3D režim řeší případy časově harmonického pole (ne obecně časově závislé) –úlohy řešené v rovině - elektrické pole a proud jsou kolmé k modelující rovině, magnetické pole je s touto rovinou rovnoběžné. –Osově symetrické úlohy (válcová tělesa) - elektrické pole a proud probíhají po průměru a magnetické pole je rovnoběžné s rovinou „r-z“

33 HUMUSOFT s.r.o. 32 Kvazi-statické úlohy - elektrické pole Osově symetrická úlohaOsově symetrická úloha –dvě kruhové cívky nad měděnou deskou protékané proudem –okolní prostředí je vzduch –v úvahu se bere externí a indukovaný proud Electromagnetics Module - EM

34 HUMUSOFT s.r.o. 33 Kvazi- statické úlohy - magnetické pole –kvazi-statické proudy v rovině, magnetické pole je kolmé k modelující rovině, elektrické pole a proud jsou rovnoběžné s touto rovinou –osově symetrické úlohy, magnetické pole má složku po obvodě a elektrické pole a proud je rovnoběžné s rovinou „r-z“ Magnetostatiské pole –statická magnetická pole, magnetické a vodivé materiály Electromagnetics Module - EM

35 HUMUSOFT s.r.o. 34 Elektromagnetické vlnění určeno pro úlohy s vysokými frekvencemi, např. vlnovody, antény nebo fotonové krystalyurčeno pro úlohy s vysokými frekvencemi, např. vlnovody, antény nebo fotonové krystaly –ve 3D se řeší obecné, nesymetrické úlohy, vhodné pro řešení elektrického nebo magnetického pole –TE vlny v rovině, elektrické pole má jenom jednu nenulovou složku, která je kolmá na rovinu modelování. Magnetické pole je rovnoběžné s touto rovinou, vlny se šíří v rovině. Osová symetrie Osová symetrie –TM vlny v rovině, magnetické pole má jenom jednu nenulovou složku, která je kolmá na rovinu modelování. Elektrické pole je rovnoběžné s touto rovinou Osová symetrie Osová symetrie Electromagnetics Module - EM

36 HUMUSOFT s.r.o. 35 Kolmé elektromagnetické vlny příčné řezy modelů mikrovlnných struktur, ve kterých se vlny šíří kolmo k modelovací rovině lze řešit rozložení polí pomocí vlastních režimů.příčné řezy modelů mikrovlnných struktur, ve kterých se vlny šíří kolmo k modelovací rovině lze řešit rozložení polí pomocí vlastních režimů. Materiály musí být homogenní - v celé doméněMateriály musí být homogenní - v celé doméně –Kolmé TM vlny, magnetické pole je rovnoběžné s rovinou modelování a elektrické pole má tři nenulové složky. Vlny se šíří kolmo na rovinu modelování, proto magnetické pole protíná směr šíření vln. –Kolmé TE vlny, elektrické pole je rovnoběžné s rovinou modelování a magnetické pole má tři nenulové složky. Vlny se šíří kolmo na rovinu modelování, proto elektrické pole protíná směr šíření vln. Electromagnetics Module - EM

37 HUMUSOFT s.r.o. 36 Electromagnetics Module - EM Kolmé vlnění - hybridní režimKolmé vlnění - hybridní režim –obecný případ, kde všechny složky pole jsou nenulové –materiál nemusí být homogenní Kolmé vlnění - hybridní režim s pevným indexemKolmé vlnění - hybridní režim s pevným indexem –materiál nemusí být homogenní, omezení -

38 HUMUSOFT s.r.o. 37 Jaké úlohy řeší Modul pro pružnost a pevnost? –Statický výpočet - statický posuv / rotace / teplota, statické zatížení a omezení –Vlastní frekvence - řeší netlumené vlastní frekvence a tvar vlastních režimů, možnost analyzovat vlastní čísla nebo přímo frekvence –Přechodové stavy - časově závislé úlohy, změna zatížení nebo omezení s časem –Frekvenční odezvy - řeší ustálenou odezvu na harmonické zatížení zadané jako: hodnotuhodnotu amplituduamplitudu fázifázi – analýza spojená s teplotou - zahrnutí tepelného zatížení materiálu součásti způsobující vnitřní naplatost, posuv a deformaci součásti Structural Mech. Module - SMM

39 HUMUSOFT s.r.o. 38 Structural Mech. Module - SMM Základem řešení všech aplikačních režimů jsou Navierovy rovnice obsahující vektor posuvů, tenzor napětí a vektor zatížení.Základem řešení všech aplikačních režimů jsou Navierovy rovnice obsahující vektor posuvů, tenzor napětí a vektor zatížení. Aplikační režimy ve 2DAplikační režimy ve 2D –plane stress –plane strain –osově symetrické úlohy Plane stress - rovinná napjatostPlane stress - rovinná napjatost –řešení posuvu v ose „x“ a „y“ –složky tenzoru napětí v ose „z“ jsou předpokládají nulové –konstantní tloušťka materiálu –okrajové podmínky pro body a hrany, teplota –vlastnosti subdomény, materál –von Mises stress

40 HUMUSOFT s.r.o. 39 Plane strain - rovinná deformacePlane strain - rovinná deformace –řešení posuvů v ose „x“ a „y“ –ve směru osy „z“ jsou posuvy a deformace nulové –von Mises stress Osově symetrické úlohy, rovinná napjatost a deformaceOsově symetrické úlohy, rovinná napjatost a deformace –použití válcových souřadnic „r“, „theta“ a „z“ –řešení posuvu v ve směru poloměru a osy „z“ Osově symetrické úlohy, prostup teplaOsově symetrické úlohy, prostup tepla –kombinace stress-strain k simulaci tepelného zatížení –použití válcových souřadnic Structural Mech. Module - SMM

41 HUMUSOFT s.r.o. 40 DeskyDesky –mindlinovské desky –tenká rovinná konstrukce (hodnota tloušťka < 1/10 šířky) –zatěžující síly směřují kolmo k desce, momenty kolem směrů v rovině desky –výpočet deformace ve směru osy „z“ a natočení v osách „x“ a „y“ Nosníky 2D Eulerovy nosníky2D Eulerovy nosníky –počítané proměnné jsou posuvy v osách „x“ a „y“ a natočení kolem osy „z“ –neuvažuje se deformace od příčných sil –definice zatížení a podpory Structural Mech. Module - SMM

42 HUMUSOFT s.r.o. 41 Structural Mech. Module - SMM 3D Eulerovy nosníky3D Eulerovy nosníky –modelování 3D konstrukcí –výpočet posuvu a natočení ve všech třech osách 3D součásti (solidy)3D součásti (solidy) –využití úplných Navierových rovnic –definice zatížení a omezení také v subdoménách –výpočet posuvu ve všech třech osách

43 HUMUSOFT s.r.o. 42 3D Skořepiny3D Skořepiny –složení módů pro mindlinovské desky a rovinnou napjatost –řešení 3D povrchů nebo hraničních oblastí 3D součástí –skořepina popsána tloušťkou a vlastnostmi materiálu –elementy Mindlin-Reissnerova typu (bere se v úvahu příčná deformace) –výpočet posuvů a rotace kolem všech tří os –matice tuhosti a hmotnosti a vektor zatížení je sestavena přímo v aplikaci Structural Mech. Module - SMM

44 HUMUSOFT s.r.o. 43 Jaké úlohy řeší modul pro chemický průmysl ? Modul obsahuje tři hlavní režimyModul obsahuje tři hlavní režimy –momentová rovnováha –energetická rovnováha –hmotová rovnováha Momentová rovnováha –je zadáno rozložení rychlosti –Navier-Stokesovy rovnice –obecné rovnice pro ne Newtonovské tekutiny –k-epsilon turbulentní model ve 2D –Eulerovy rovnice pro stlačitelné prostředí ve 2D –řešení proudění v pórovitých látkách (Darcyho pravidlo, Brinkmanova rovnice) Chem. Engineering Module

45 HUMUSOFT s.r.o. 44 Momentová rovnováha Příklad: Proudění vzduchu kanálem s překážkou na stěně –řešení stlačitelného proudění Eulerovými rovnicemi –použití adaptivního řešiče Chem. Engineering Module M = 1.4 p = 0

46 HUMUSOFT s.r.o. 45 Energetická rovnováhaEnergetická rovnováha –úlohy s přenosem tepla pomocí vedení a konvekce –konvekční výraz je definován buď momentovou rovnováhou nebo je určen předdefinovaným rychlostním profilem Příklad: MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) výměník tepla, chladící médium je voda –viskozita a tepelná kapacita závisí na teplotě –hledáme různé rychlosti proudění a optimální vzdálenost desek výměníku –použití parametrického řešiče Chem. Engineering Module

47 HUMUSOFT s.r.o. 46 Hmotová rovnováhaHmotová rovnováha –pro všechny látky je definován transportní vektor –obsahuje rovnice popisující transport hmoty konvekcí a difúzí –pro elektrochemické systémy a systémy s elektro-kinetickým efektem je hmota transportována navíc pomocí migrace –Maxwell-Stefanova rovnice pro aplikace konvekce-difúze nebo pro difúzi více komponent –konvekční výraz je definován buď momentovou rovnováhou nebo je určen předdefinovaným rychlostním profilem Příklady:Příklady: –difúze plynu porézní membránou –laminární statický mixer –monolitický reaktor Chem. Engineering Module

48 HUMUSOFT s.r.o. 47 Statický mixer - Kenics ® KM Úloha: (Mass transport)Úloha: (Mass transport) Simulace proudění dvou látek, které se mají po průchodu zařízením s nerotujícími částmi maximálně promíchat. Rozměry: Rozměry:  12 mm  12 mm délka 168 mm délka 168 mm Uvnitř jsou tři pevné Uvnitř jsou tři pevné šroubovité listy vzájemně šroubovité listy vzájemně otočené o 90° otočené o 90° vstupní rychlost: V 0 = 0.01 m.s -1 dynamická viskozita:  = kg.m -1.s -1 měrná hustota latek:  = 1000 kg.m -3 difůzní součinitel: D = mol.m -3 koncentrace: c 0 = 5 m 2.s -1 VSTUP VÝSTUP

49 HUMUSOFT s.r.o. 48 Statický mixer - Kenics ® KM Postup řešení ve FEMLABu. 1) Definice multifyzikální úlohy ve 3D: - Nestlačitelné proudění - Navier-Stokes - Konvekce a difúze (Chemickotechnologický modul) 2) Definice geometrického modelu: - Využití geometrických funkcí FEMLABu a příkazové řádky MATLABu - Import z workspace do GUI FEMLABu 3) Zadání okrajových podmínek - konvekce, difúze: koncentrace na vstupu konvekční tok x C0C0C0C0 C 0 = 0 x  0

50 HUMUSOFT s.r.o. 49 Statický mixer - Kenics ® KM 4) Zadání okrajových podmínek pro proudění - Navier-Stokes: tlak p = 0 tlak p = 0 složky rychlosti v ose „z“: w  0 u,v  0 5) Zadání vlastností subdomény (materiálové vlastnosti): - hustota proudící látky - dynamická viskozita - difúzní koeficient, složky rychlosti 6) Generování sítě a postup řešení: a) generovaná síť asi 30,000 prvků b) řešení pouze rovnic Navier - Stokes c) generovaná síť asi 60,000 prvků d) řešení pouze konvekce, difúze

51 HUMUSOFT s.r.o. 50 Statický mixer - Kenics ® KM 7) Postprocessor: Výstupem řešení je rychlostní profil proudící směsi (podélné řezy). směsi (podélné řezy). Znázornění změny koncentrace mísených koncentrace mísených látek průchodem přes látek průchodem přes pevné lopatky mixeru pevné lopatky mixeru

52 HUMUSOFT s.r.o. 51 Statický mixer - Kenics ® KM Znázornění proudového pole mísených látek pomocí příčných řezů a proudnicových čar :

53 HUMUSOFT s.r.o. 52 Statický mixer - Kenics ® KM Nejčastější parametr pro zhodnocení účinnosti promísení: - standardní odchylka koncentrace v příčných řezech různě vzdálených od vstupu: 1. 1.lopatka 2.lopatka 3. 3.lopatka

54 HUMUSOFT s.r.o. 53 Zatížení nádoby vodou Do nádoby přitéká voda, vyšetřujeme zatížení nádoby: Rozměry: poloměr nádoby R = 1 m výška nádoby h = 2 m měrná hustota  = 1000 kg.m -3 tloušt´ka stěny t = 1 cm průměr zkruže d = 10 cm Tlak působící na stěny nádoby F = .g.h z [N.m -2 ]

55 HUMUSOFT s.r.o. 54 Postup řešení úlohy: - využití modulu pro pružnost a pevnost (SMM) - řešeno ve 3D - řešení jako multifyzikální úloha, aplikace: Skořepina Eulerovy nosníky - využití parametrického řešiče - symetrická úloha (řešení 1/4) Zatížení nádoby vodou

56 HUMUSOFT s.r.o. 55 Postup řešení - multifyzikální úloha: 1) režim pro skořepinu - zadání podmínek na hranách (vliv symetrie) - zadání okrajových podmínek na plochách - zatížení a reakce v lokálním s.s. - zatížení a reakce v lokálním s.s. - ve směru osy „z“ působí hydrostatický tlak - ve směru osy „z“ působí hydrostatický tlak - výběr materiálu - Hliník - výběr materiálu - Hliník 2) režim pro Eulerovy nosníky - zadání plošných momentů setrva č nosti a dalších rozměrů a dalších rozměrů - materiál je ocel Zatížení nádoby vodou

57 HUMUSOFT s.r.o. 56 3) generování sítě 4) řešení úlohy, zobrazení: - napjatost von Mises - deformace nádoby ve směru os x, y a z Výška hladiny 1,5 m x z y Zatížení nádoby vodou

58 HUMUSOFT s.r.o. 57 Parametrický řešič Zatížení nádoby vodou

59 HUMUSOFT s.r.o. 58 –Režim TE vlny v rovině –nakreslení modelu Parabolická anténa s trychtýřovým zářičem

60 HUMUSOFT s.r.o. 59 Parabolická anténa s trychtýřovým zářičem Zadání okrajových podmínekZadání okrajových podmínek

61 HUMUSOFT s.r.o. 60 Parabolická anténa s trychtýřovým zářičem Zadání vlastností subdoményZadání vlastností subdomény

62 HUMUSOFT s.r.o. 61 Parabolická anténa s trychtýřovým zářičem Pokrytí modelu sítíVýpočet

63 HUMUSOFT s.r.o. 62 FEMLAB - požadavky na HW a SW Požadavky MATLABu na HW – CD-ROM mechanika – doporučeno 128 MB – Pentium, Pentium Pro, Pentium II, Pentium III, Pentium IV nebo AMD Athlon – místo na HDD, pro partition s velikostí klastru 4K byte vyžaduje pouze pro MATLAB 120 MB s 260 MB pro instalací s nápovědou – minimálně 8-bit grafický adaptér a zobrazení 256 barev Požadatvky na software – internetový prohlížeč Netscape, Explorer 4.0 a vyšší – Acrobat Reader 3.0 a vyšší

64 HUMUSOFT s.r.o. 63 FEMLAB - požadavky na HW a SW Systémové požadavky (viz. MATLAB): –Windows 95/98, NT 4.0, W2000, Windows XP –Macintosh Systém 7.1 a pozdější –Solaris, LINUX, AIX, HP-UX a IRIX –MATLAB 5.3, 6.x Požadavky na HW: –základní požadavek jako na MATLAB –RAM podle velikosti řešených úloh v rozsahu GB (platí pro MS Windows) –grafická karta minimálně 16-bitů, 256 barev, pro 3D se doporučuje podpora grafiky OpenGL


Stáhnout ppt "HUMUSOFT s.r.o. 1 FEMLAB - počítačové modelování a analýza fyzikálních dějů STU Bratislava, 28.dubna 2003."

Podobné prezentace


Reklamy Google