HUMUSOFT s.r.o. 1 DATASTAT ‘03 Svratka, září 2003

HUMUSOFT s.r.o. 2 distributor produktů firem The MathWorks, COMSOL, dSPACE, NAGdistributor produktů firem The MathWorks, COMSOL, dSPACE, NAG –MATLAB (poslední verze 6.5), Toolboxy –FEMLAB (poslední verze 2.3, připravuje se 3.0) –NAG Foundation Toolbox, knihovny Fortran, C/C++, Fastflo 3.0 vlastní aktivity HUMUSOFTuvlastní aktivity HUMUSOFTu –výukové modely (TQ) –Real-Time Windows Target –Virtual Reality Toolbox –datové karty

HUMUSOFT s.r.o. 3 FEMLAB 2.3 Software pro modelování úloh popsaných PDRSoftware pro modelování úloh popsaných PDR Výpočet vede na metodu konečných prvkůVýpočet vede na metodu konečných prvků Equation - based modellingEquation - based modelling Princip postupu a řešení modelované úlohy:Princip postupu a řešení modelované úlohy: –vytvoření geometrického modelu –zadání okrajových podmínek –zadání vlastností subdomén –generování geometrické sítě –nastavení parametrů řešiče, řešení úlohy –následné zpracování

HUMUSOFT s.r.o. 4 FEMLAB FEMLAB pracuje v prostředí MATLABu MATLAB - workspace - funkce FEMLAB - funkce pro vytváření geometrie - řešiče - postprocesor

HUMUSOFT s.r.o. 5 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

HUMUSOFT s.r.o. 6 Definice úlohy Krok 1 symetrie Krok 2

HUMUSOFT s.r.o. 7 Výsledky

8 Příklady

9 Statický mixer - Kenics ® KM Úloha:Úloha: 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° V 0 = 0.01 m.s -1  = 0.001kg.m -1.s -1  = 1000 kg.m -3 D = mol.m -3 c 0 = 5 m 2.s -1 VSTUP VÝSTUP

HUMUSOFT s.r.o. 10 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

HUMUSOFT s.r.o. 11 Statický mixer - Kenics ® KM 4) Zadání okrajových podmínek pro proudění - Navier-Stokes: tlak p=0 tlak p=0 složka 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

HUMUSOFT s.r.o. 12 Statický mixer - Kenics ® KM 7) Postprocessor: Výstupem řešení je rychlostní profil proudící směsi. směsi. Znázornění změny koncentrace mísených koncentrace mísených látek průchodem přes látek průchodem přes pevné lopatky mixeru pevné lopatky mixeru

HUMUSOFT s.r.o. 13 Statický mixer - Kenics ® KM Znázornění proudového pole mísených látek pomocí příčných řezů mixerem a proudnicových čar :

HUMUSOFT s.r.o. 14 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

HUMUSOFT s.r.o. 15 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 skruže d = 10 cm Tlak působící na stěny nádoby F = .g.h z [N.m -2 ]

HUMUSOFT s.r.o. 16 Zatížení nádoby vodou 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)

HUMUSOFT s.r.o. 17 Zatížení nádoby vodou Zatížení nádoby vodou 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

HUMUSOFT s.r.o. 18 Zatížení nádoby vodou Zatížení nádoby vodou 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

HUMUSOFT s.r.o. 19 Parametrický řešič Zatížení nádoby vodou Zatížení nádoby vodou

HUMUSOFT s.r.o. 20 Děkuji za pozornost.