Тип математической модели
|
Способ представления моделируемого объекта
|
Программное обеспечение применяемое в CADFEM
|
Примечание
|
0D
|
Модель с сосредоточенными параметрами, геометрия и физические свойства усредняются по крупным элементам конструкции
|
- Flownex
- ANSYS Twin Builder дополненный библиотеками Modelica и Modelon
|
Примеры элементов 0D-типа:
- труба, в которой параметры и режимы течения жидкости считаются неизменными по длине
- насос или вентилятор с напорными характеристиками
|
1D
|
Моделируемый объект разбивается на элементы (мелкие участки), расположенные на условной линии, вдоль которой изменяются физические свойства и геометрия
|
- Flownex
- ANSYS Twin Builder дополненный библиотеками Modelica и Modelon
|
Примеры элементов 1D-типа:
- труба, в которой плотность, теплоемкость, вязкость, режим течения и т.д. изменяются по длине
- балка, в которой напряжение может контролироваться по длине
|
2D/2D-осесимметр.
|
Моделируемый объект разбивается на элементы в продольном и поперечном направлении. Используется симметрия относительно плоскости (2D) или центральной оси объекта (2D-осесимметричная модель)
|
ANSYS Fluent/CFX/Mechanical
LS Dyna
|
Пример модели 2D-типа:
- течение в плоской щели или прямоугольном канале, у которого ширина много больше высоты. Позволяет рассчитать, как меняются характеристики по высоте и длине канала, например, увидеть профиль течения
Пример 2D-осесимметричной модели:
- течение в тубе круглого сечения, профиль течения получается симметричным, невозможно увидеть вихри, возникающие в местах поворотов, дорожку Кармана и т.п.
|
3D
|
Моделируемый объект разбивается на трехмерные элементы, что позволяет при прочих равных рассматривать его с наименьшим уровнем допущений
|
ANSYS Fluent/CFX/Mechanical
LS Dyna
Rocky DEM
|
2D/3D модели требуют для решения значительных вычислительных мощностей. Довольно часто один расчёт занимает от нескольких часов до дней.
ANSYS и Flownex позволяют совместно решать 0D/1D/2D/3D/ROM/FMU. Обычно типовые конструктивные элементы описываются в 0D/1D постановке, а нетиповые в 2D/3D постановке.
|
ROM
|
Модель пониженного порядка. Аналог модели «черного ящика», которая строится путем автоматической обработки большого объема расчётов или статистических данных. Связывает входы и выходы без учета физики протекающих процессов.
|
ANSYS ROM builder
ANSYS 3D ROM Builder
ANSYS Deployer
Python
|
ROM-модели могут быть как статическими, так и динамическими. Результаты расчёта ROM могут представляться набором чисел или визуализироваться в виде трехмерного поля характеристик моделируемого объекта.
В ANSYS реализовано 2 основных технологии получения ROM моделей:
- на основе передаточных функций (LTI, LPV)
- на основе поверхностей отклика (response surface), реализованных с использованием нейросетей
|
FMI/FMU
|
Математические модели в универсальном формате, предназначенные для использования в технологических процессах или обмена моделями между различным ПО. Обычно это специальным образом скомпилированные 0D/1D, блочные или ROM модели
|
- ANSYS Twin Builder
- Flownex
|
FMU модели бывают двух типов:
- Co-Simulation (CS). Содержит как модель, так и алгоритм, реализующий метод решения модели. Для использования не требует внешних решателей.
- Model Exchange (ME). Содержит только описание модели, для ее расчёта необходим внешний «решатель». Иногда для решения могут использоваться универсальные методы, иногда требуется запуск математического ядра ПО, в котором была разработана FMU-модель (например, для моделей, созданных во Flownex)
В основном FMU моделям для решения не нужны большие вычислительные мощности и часто их можно запускать на контроллерах.
|
Скачать 16.36 Kb.