Ansys lanza una nueva versión de su paquete tecnológico de simulación de ingeniería

En conjunto Ansys 14.0 ofrece nuevas ventajas en tres campos principales:

1. Ingeniería amplificada: las empresas buscan maneras de aprovechar sus recursos de ingeniería existentes. La efectividad de los ingenieros es mayor cuando se concentran en tomar decisiones de ingeniería en vez de en realizar manualmente tediosas operaciones. Ansys 14.0 automatiza muchas operaciones que requieren un uso intensivo de usuarios, lo cual ayuda a minimizar el tiempo empleado en plantear los problemas.
2. Simulación de sistemas complejos: los productos actuales son intrínsecamente complejos, por ejemplo, existen cambios de estado, fenómenos no lineales e interacciones de varias físicas. A menudo, los diseños combinan hardware, electrónica y software para formar un sistema complejo, lo que exige establecer nuevas metodologías de ingeniería. La última versión de Ansys permite a los ingenieros simular la complejidad del mundo real, desde un solo componente hasta un sistema completo, sin minar la exactitud.
3. Innovación con computación de altas prestaciones (HPC): la presión de la competencia hace que la introducción de productos en el mercado tenga que ser más rápida y frecuente pero, simultáneamente, los productos deben ser innovadores, deben gustar y deben poseer una calidad elevada. Las empresas solamente pueden satisfacer estos requisitos excluyentes evaluando mucho más rápidamente que antes un gran número de alternativas de diseño. Ansys 14.0 saca partido a los modernos avances de hardware para obtener una velocidad de cálculo en simulación compleja superior a la de las demás alternativas actuales del mercado.

Según palabras de Jim Cashman, presidente y director ejecutivo de Ansys: “Nuestro principal lema ha sido Simulation-Driven Product Development. Mediante la simulación las empresas pueden analizar muchas iteraciones de diseño en las primeras etapas del proceso, lo que les permite innovar. HPC es un factor clave en la aceleración del ciclo de diseño”.

Workbench de Ansys 14.0 va mucho más allá de mejorar los flujos de trabajo personalizados, las evaluaciones paramétricas automáticas y la puesta en común transparente de datos comunes entre diferentes aplicaciones. Las capacidades embebidas de optimización de diseños permiten obtener el diseño adecuado mediante el diseño de experimentos y los estudios paramétricos y de six-sigma. Se han desarrollado herramientas específicamente para gestionar los datos de simulación de ingeniería. Estas herramientas se integran de modo que pueden ser usadas entre varios equipos, grupos y regiones protegiendo la propiedad intelectual de las organizaciones. Además, Ansys 14.0 permite a los usuarios no tradicionales sacar el máximo partido a la simulación.

En dinámica de fluidos, antes de plantear una simulación los ingenieros tienen que hacer frente a la lenta tarea de generar una malla de alta calidad. Ansys 14.0 ofrece funciones rápidas y robustas para realizar estas tareas de manera automática. La herramienta Assembly Meshing extrae el volumen de fluido de los conjuntos CAD y crea automáticamente mallas cartesianas estructuradas o mallas tetraédricas no estructuradas dependiendo de las preferencias y de los objetivos del usuario.

En el ámbito de la mecánica estructural, simular estructuras compuestas implica varios problemas como tener que definir cientos o miles de capas en una estructura que incluye diversas orientaciones o analizar los fallos potenciales capa por capa. La herramienta dedicada Ansys Composite PrepPost facilita de manera importante la utilización de tales modelos. Ansys 14.0 integra sin fisuras Composite PrepPost con otras funciones de simulación estructural en Workbench.

Cuando se deben compartir los resultados de simulación entre varias físicas, la práctica habitual es importar datos (como campos de presión, temperaturas o coeficientes de transmisión de calor) desde archivos externos. Los algoritmos automatizados suponen una herramienta eficiente para enviar los datos de una malla a otra. En Ansys 14.0 se han mejorado los algoritmos automatizados y las opciones de ponderación para ofrecer a los usuarios mayor control y posibilidades de corrección. Herve Chalons, ingeniero de análisis mecánico y estructural de Turbomeca, una empresa del grupo Safran que desarrolla motores para helicópteros, comentaba sobre este asunto: “Mediante la herramienta de datos externos de Ansys para importar datos escaneados 3-D podemos mapear fácilmente el grosor de perfiles aerodinámicos en modelos 3-D para realizar análisis estáticos y modales, así como modelos axisimétricos para el estudio termomecánico de nuestros motores. Los algoritmos de alisado y las herramientas de control nos permiten garantizar la calidad de los datos interpolados así como la robustez del procedimiento de mapeo. A la larga esta fácil herramienta nos permitirá ahorrar tiempo a la hora de plantear nuestros modelos de simulación”.

Los equipos de I+D deben predecir rápidamente el comportamiento de productos complejos en un entorno real. El paquete de Ansys es el único capaz de capturar íntegramente las interacciones entre diversas físicas (estructuras, dinámica de fluidos, electromecánica e interacciones entre sistemas) con profundidad física y desde dentro de simulación de un solo sistema.

Una nueva conexión de cosimulación entre Ansys Fluent y Ansys Simplorer permite a los ingenieros analizar sistemas con Simplorer sin despreciar el comportamiento no lineal del sistema fluido. La cosimulación ofrece resultados de gran exactitud en sistemas de varios campos utilizando un conjunto totalmente integrado de herramientas.

Ansys 14.0 también presenta acoplamiento electromagnético bidireccional con análisis de esfuerzos y la capacidad de volver a simular la distribución del campo electromagnético en la geometría deformada. Esto permite, por ejemplo, diseñar máquinas eléctricas, actuadores magnéticos y transformadores eléctricos en los sectores de la automoción, aeroespacial y energético, para los que la exactitud de las deformaciones de piezas es importante.

El éxito del diseño de muchos procesos industriales depende de la precisión con la que se predigan la dinámica de las diferentes fases (partículas gaseosas, líquidas y sólidas) y su interacción. Debido al continuo progreso del sector de la modelización múltiples fases, las capacidades de dinámica de fluidos de la versión 14.0 de Ansys permiten ampliar la gama de aplicaciones de sistemas multifásicos que se pueden simular de manera exacta, eficiente y robusta.

Las aplicaciones que deben tener en cuenta fenómenos complejos no lineales (como los dispositivos biomédicos, el acero laminado en caliente, la acústica y los chirridos de frenos) pueden sacar provecho de los avanzados modelos de este paquete de software. Por ejemplo, los desarrolladores de aplicaciones biomédicas pueden acceder a mejores fórmulas de materiales, como el modelo de Holzapfel, para recoger el comportamiento de tejidos reforzados con fibra o de aleaciones con memoria de forma para el modelado de ‘stents’. Se ha introducido la difusión de humedad en simulaciones térmicas, estructurales y acopladas para componentes electrónicos.

Para mejorar el conocimiento de los sistemas Ansys 14.0 cuenta con un conjunto completo de solvers y de técnicas avanzadas de HPC que abarcan todo el rango de la física. Las mejoras de gestión inteligente de solvers (como el particionado orientado a la arquitectura) permiten dimensionar con homogeneidad y distribuir con eficacia las tareas a los procesadores computacionales disponibles. A este respecto Carlos Alberto Capela Moraes, consultor técnico de Cenpes (centro de I+D de Petrobras) comentó: “Petrobras se basa en el software de Ansys por su escalabilidad paralela, además de pos sus modelos avanzados de múltiples fases y el mallado dinámico. Las nuevas incorporaciones como el particionado orientado a la arquitectura y la escalabilidad mejorada nos permitirán considerar simulaciones más detalladas, exactas y completas que nunca y que nos proporcionen los conocimientos esenciales para reproducir escenarios críticos y operaciones complejas en sistemas de procesamiento aguas arriba dentro de la industria petrolera”.

Se están aprovechando los avances de las unidades de procesamiento gráfico GPU para conseguir un mayor rendimiento del hardware. Con Ansys Mechanical 14.0 los usuarios pueden sacar partido a la última generación de placas GPU así como minimizar la cantidad de operaciones de entrada/salida necesarias para las operaciones de posproceso. Ansys mantiene su compromiso de estar al día en las últimas tecnologías de computación.

En un compresor o en una turbina es complicado capturar con precisión las interacciones transitorias existentes entre los álabes en movimiento y estacionarios debido al paso de pala entre diferentes filas de álabes. Este cambio de paso a menudo se traduce en que para obtener una simulación exacta de los tiempos es necesario modelar la geometría completa de 360º de la rueda, lo que a su vez supone una simulación transitoria que algunas veces es computacionalmente prohibitiva. Los usuarios pueden reducir drásticamente los requisitos computacionales en términos de tiempo y dinero con los nuevos métodos avanzados transitorios de filas de álabes de Ansys CFD 14.0. Simulando solamente unos pocos pases de álabe se consiguen resultados que arrojan predicciones muy exactas de las interacciones transitorias.

En el ámbito del diseño de antenas, un tema importante de investigación es el análisis de los ‘array’ (arreglos) de antenas con dimensión finita que pueden ofrecer direccionamiento de haz. Tradicionalmente las grandes dimensiones de las estructuras han complicado el análisis riguroso con simuladores 3-D de onda completa. Un método aceptado es resolver un solo elemento del ‘array’ con una condición de contorno conectada, extrayendo la actuación de este único elemento embebido eficazmente en un ‘array’ infinito. Dado que el método deja de lado los efectos de borde de las verdaderas dimensiones finitas del ‘array’, los resultados son aproximaciones de patrones de campo lejano y de factores de acoplamiento de elemento a elemento. La nueva función de ‘array’s finitos de Ansys HFSS 14.0™, construida mediante las contrastadas tecnologías de mallado adaptativo y de descomposición de dominios de Ansys, modela el ‘array’ finito de manera explícita. La técnica HPC es eficiente tanto en términos de tiempo como de memoria y predice el comportamiento del ‘array’ incluyendo los efectos de borde de las dimensiones finitas.