ALLHEXA

     
navigation
Интеллектуальные технологии
 
Олхекса - ALLHEXA
Компания «Олхекса» занимается  автоматизацией инженерного анализа.
Ключевой продукт компании:
  • Генератор структурированной конечно-элементной модели типа all-hexa.
В настоящее время проект находится в стадии создания прототипа.
Инженерные расчеты
При проектировании новых изделий создается математическая модель конструкции с целью изучить свойства проектируемого изделия.
Создание математической модели (ММ) сложных изделий: двигатель, автомобиль, самолет, корабль и их узлы требуют больших временных и денежных затрат.
Например. Создание модели двигателя занимает от 5 до 12 человеко-месяцев и от 1-го до 3-х месяцев. И стоит около 5000-12000$. Это очень долго и дорого при современных темпах разработки. Причем модификация ММ по требованиям конструктора затруднена.
Современные модели содержат миллионы и десятки миллионов конечных элементов. При этом к математической модели предъявляется множество требований по качеству модели. Конечно, в этом случае стремятся максимально автоматизировать работу инженера. Для простых случаев это удается очень хорошо.
К примеру, уже давно разработаны алгоритмы для автоматизированной генерации конечно-элементных моделей (КЭМ) типа AllTetra состоящих целиком из тетраэдрических элементов. Однако КЭМ данного типа обладают рядом недостатков, таких как:
  • низкая точность решения уравнений;
  • низкая сходимость системы уравнений;
  • высокая размерность системы уравнений.
Для критичных изделий (картера двигателя, турбина, шабот пресса и т.п.) данные недостатки недопустимы при оценке прочности или моделировании течения жидкости и газов. В таких случаях исследователи стремятся применять КЭМ типа AllHexa – модель, состоящую только из гексаэдров (шестигранников). Такая модель обладает высокой точностью решения, высокой сходимостью и, как правило, гораздо более низкой размерностью. Однако автоматизированные генераторы КЭМ типа AllHexa созданы только для простых случаев (например, когда элементы можно вытянуть в каком-либо направлении). Для сложных случаев применяется ручное создание AllHexa КЭМ. А это приводит к высоким временным затратам и высокой степени ошибкам. К тому же не всегда инженер может спроектировать структуру КЭМ.
В связи с этим проблема создания автоматизированного генератора AllHexa моделей в настоящее время очень актуальна. Последние 10 лет ведутся активные исследования во всем мире алгоритмов для решения этой задачи.
Подробно текущее состояние разработок дано в работе Скота Митчелла (Sandia National Laboratories, США) «Technical History of Hex Mesh Generation».
В рамках исследования компанией был разработан метод для генерации all-hexa сеток. При разработке данного метода использовался опыт специалистов в создании систем искусственного интеллекта и структурной оптимизации. В данном подходе применяются методы искусственного интеллекта для решения проблемы генерации AllHexa задач.
Метод позволяет пользователю задавать требования к КЭМ на разные области тела. К таким требованиям можно отнести: требования по качеству элементов (аспект, углы, якобиан), размеры элементов, количество элементов или узлов, специальные требования по сетке (пограничный слоя для моделирования турбулентности, рост плотности элементов в зонах концентрации). При генерации алгоритм ищет решение, соответствующее данным требованиям. При этом решается задача глобальной оптимизации. В случае наличия такого решения, решение будет найдено.
Характеристика ожидаемого результата
В качестве результатов работы ожидаются:
  • генератор AllHexa КЭМ для трехмерного тела
В качестве исходных данных для генератора используются:
  • геометрия тела (в формате STEP AP203 или IGES, поверхностная или твердотельная модель);
  • параметры генератора;
  • требования к КЭМ (средний размер элемента и т.д.).
В качестве результатов работы ожидаются:
  • конечно-элементная модель типа all-hexa в формате NASTRAN.
К генератору разрабатывается графический конечно-элементный препроцессор.
Дальнейшее развитие работы
В дальнейшем предполагается развитие в следующих направлениях:
  • разработка конечно-элементного препроцессора для подготовки геометрии для генератора (в настоящее время может использоваться геометрия из CAD систем);
  • встраивание методов работы с неподготовленной геометрией (несшитые поверхности с дырками, сплайны высоких порядков и т.д.);
  • встраивание методик генерации специальных сеток (с учетом специфики задач, например, для задач течения жидкостей и газов, для прочности, для ударов и т.д.);
  • параллелизация метода для работы на SMP/MMP/CUDA машинах;
  • улучшение метода для работы с большими сетками (~1 млрд. ячеек).
Это позволит успешно использовать комплекс для любых промышленных задач.
 
Последние новости
Главная страница Карта сайта