КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС ANSYS Батайкина И.А.

Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва


Номер: 5-1
Год: 2015
Страницы: 10-13
Журнал: Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук

Ключевые слова

модель, математическое моделирование, информационные технологии обучения, program ANSYS complex, model, mathematical modeling, information technologies of training

Просмотр статьи

⛔️ (обновите страницу, если статья не отобразилась)

Аннотация к статье

Современная информационная технология опирается на достижение в области компьютерной техники и программного обеспечения. В статье представлен Программный комплекс ANSYS, применяемым для моделирования внутренних теплофизических процессов. ANSYS широко используется для инженерных расчетов компьютерной техники, телекоммуникационного оборудования, полупроводниковых устройств.

Текст научной статьи

На современном этапе информатизации одним из важнейших направлений в технических вузах является подготовка специалистов, обладающих высокой квалификацией и необходимой информационной культурой для того, чтобы они были готовы и умели применять новые информационные технологии в своей профессиональной деятельности. Целью информационной технологии является производство информации для анализа ее человеком и принятия на этой основе решения по выполнению какого-либо действия. Информационные технологии обучения (ИТО) включают в себя технологии обучения, базирующиеся на применении компьютеров, средств мультимедиа, использовании сетей и систем телекоммуникаций. Традиционными сферами применения компьютерных технологий в материаловедении являются обработка экспериментальных и математическое моделирование. Цель курса «Современные компьютерные технологии в материаловедении» - познакомить студентов с вычислительным комплексом ANSYS, применяемым для моделирования внутренних теплофизических процессов. Программный комплекс ANSYS - это гибкое, надежное средство проектирования и анализа. Многоцелевая направленность программы позволяет использовать одну и ту же модель для решения разнообразных задач: влияние магнитных полей на прочность конструкции, тепломассоперенос в электромагнитном поле и т.д. Рис. 1. Вид готовой модели в рабочей среде SolidWorks Несмотря на то, что комплекс ANSYS располагает богатыми и сложными возможностями, ее организационная структура и “дружественный” графический интерфейс позволяют легко и удобно изучать и применять программу. Система меню обеспечивает ввод данных и выбор действий программы с помощью панелей диалога, выпадающих меню и окон списка, помогая пользователю управлять программой. Графический интерфейс обеспечивает удобный интерактивный доступ к функциям, командам, документации и справочным материалам программы. Создает своего рода путеводитель, обучающий пользованию программой шаг за шагом при проведении анализа. В то же время программным комплексом ANSYS предоставляется полная документация в интерактивном режиме и современная система HELP для помощи при выполнении сложных видов работ. Система меню наделена “интуитивными” свойствами, помогая пользователю целесообразно управлять программой. Исходные данные можно вводить с помощью манипулятора “мышь”, клавиатуры или сочетая эти два варианта. Проведение расчета в программном комплексе ANSYS условно можно разделить на несколько этапов: 1) построение модели; 2) подготовка модели для проведения расчетов; 3) проведение расчетов; 4) обработка результатов. Построение модели для расчетов можно проводить как с помощью встроенных модулей программного комплекса ANSYS, так и с помощью сторонних приложений, таких как SolidWorks (рис.1) или его российского аналога КОМПАС-3D. Следующим шагом является создание проекта расчета в среде ANSYS Workbench. На данном этапе задаются модули проекта, такие как Geometry, Mesh, CFX. Каждый модуль отвечает за отдельный этап расчета модели. Рис. 2. Мониторинг температуры в среде ANSYS CFX - Solver Manager Ключевым шагом на этапе подготовки модели является построение сетки. Построение сетки осуществляется с помощью модуля ANSYS ICEM CFD. Заключительным шагом на этапе подготовки модели является задание доменов и граничных условий. Домены определяют параметры и физические свойства сред компонентов модели. Граничные условия определяют параметры внешней среды, источников тепла, плоскостей симметрии, интерфейсов взаимодействия внутри и между доменами. Эти действия осуществляются с помощью модуля ANSYS CFX-Pre. Для удобства мониторинга за процессом расчета задается количество итераций, условия сходимости, и добавляется дополнительный монитор, на который выводятся данные о температуре. На этапе проведения расчетов модель с заданными граничными условиями передается в модуль ANSYS CFX - Solver Manager (Рис.2). На заключительном этапе обработки данные из ANSYS CFX - Solver Manager передаются в модуль ANSYS CFX - CFD-Post, предназначенный для конечных расчетов и визуализации результатов. В настоящее время необходимы высокоточные тепловые расчеты для соответствия высоким требованиям, предъявляемым к электронным устройствам, среди которых компактное размещение. Перегрев электронных компонентов ухудшает рабочие характеристики и снижает надежность устройств, что приводит к дорогостоящими модернизациями. Чтобы обеспечить соответствующее охлаждение корпусов интегральных схем, печатных плат и укомплектованных электронных систем, инженеры используют программный комплекс ANSYS для выполнения тепловых расчетов до начала производства деталей электронных устройств. ANSYS предлагает усовершенствованный решатель с автоматическим сеточным генератором для быстрого моделирования теплообмена и потоков воздуха. Данный инструмент широко применяется для инженерных расчетов компьютерной техники, телекоммуникационного оборудования, полупроводниковых устройств, применяемых в авиационной, космической, автомобильной, бытовой электронике.

Научные конференции

 

(c) Архив публикаций научного журнала. Полное или частичное копирование материалов сайта возможно только с письменного разрешения администрации, а также с указанием прямой активной ссылки на источник.