Ansys Discovery Live: Simulation in Echtzeit

Die Simulationsexperten von Ansys haben letzte Woche eine neue Software herausgebracht, die abseits der üblichen Marketingblasen tatsächlich bahnbrechend zu sein scheint: Bisher musste man geraume Zeit auf Simulationsergebnisse warten – Ansys Discovery Live berechnet Spannungen, Temperaturen und Strömungen dagegen in Echtzeit. Durch die Integration von Spaceclaim ist es möglich, Geometrien zu verändern und den Einfluss dieser Änderung auf die Simulationsergebnisse andere sofort zu sehen.

Simulation in Ansys Discovery Live

Die Herkunft aus Spaceclaim ermöglicht es, Geometrie einfach zu verschieben – das neue Simlationsergebnis ist fast sofort sichtbar.

Im Cadfem-Webinar zur Vorstellung von Ansys Discovery Live fiel zu Beginn das Zitat: „Was nützt mir Geschwindigkeit, wenn man in die falsche Richtung entwickelt?“ In diesem Satz ist viel Wahrheit, wenn man den Einsatz von Simulation in der Konstruktion betrachtet. Bisher hat der Einsatz von Simulation mehrere „Hemmschuhe“:

  • Es ist aufwendig, die Geometrie einzulesen und anzupassen. Deshalb wird meist erst simuliert, wenn die Geometrie schon weitestgehend feststeht.
  • Simulationen – vor allem komplexere – dauern relativ lange, weshalb ein iterativer Einsatz von Simulation nicht möglich ist
  • Das Setup der Simulation ist komplex, weshalb sie Spezialisten erfordert, die die Simulationssoftware bedienen.

Diese Hemmschuhe führten dazu, dass die Simulation erst zu einem sehr späten Zeitpunkt zum Einsatz kam – meist zur Validierung einer fertiggestellten Konstruktion. Dann wiederum ist allerdings jede Änderung teuer, Optimierungen können nicht mehr umgesetzt werden. Die Entwicklungen der letzten Jahre im Simulationsbereich haben am ersten und am letzten der drei Punkte große Verbesserungen gebracht, Systeme wie Ansys AIM vereinfachen das Setup und die Geometrievorbereitung sehr.

Ansys Discovery Live: Richtungsweisende Information zur Konstruktion statt nachlaudender Verifikation

Trotzdem sind die Rechenzeiten der aktuellen Simulationsprogramme immer noch relativ lang, jede Iteration, die eine Simulation beinhaltet, dauert eben einmal mindestens so lange wie diese Simulation, so dass nur eine oder wenige Schleifen pro Tag durchlaufen werden können. Oft geht es ja nur um minimale Änderungen wie einen Radius zum Abschwächen einer Eckspannung, die eine neue Simulation erfordern.

Ansys Discovery Live Screenshot

Auch eine Änderung der Last wird sofort berücksichtigt.

Auf dem Zeitpfeil der Konstruktion von der Idee bis zum serienreifen Produkt ist die Simulation mit AIM und anderen Entwicklungen etwas weiter Richtung Beginn gerutscht, aber nicht mehr – das ist es, was das Eingangszitat sehr schön umschreibt.

Mit Discovery Live hat Ansys nun ein völlig neu konzipiertes Echtzeit-Simulationssystem vorgestellt. Über die Technologie hinter der Software wurde nicht viel verraten, Ansys hält sich da wohl sehr bedeckt. Anscheinend wurde die neue Software mit einer kleinen, sehr abgeschotteten Entwicklermannschaft unter höchster Geheimhaltung entwickelt. Einige Eckpunkte sind allerdings klar: Da die Systemvoraussetzungen eine Nvidia-Grafikkarte der letzten Generationen (Kepler, Maxwell oder Pascal) mit mindestens vier GByte RAM auf der Karte nennen, wird die rasend schnelle Berechnung über CUDA auf der GPU laufen. Die Oberfläche und die CAD-Funktionen stammen von Spaceclaim.

Thermosimulation

In der thermischen Simulation zeigt die Schnittfunktion die Wärme im Innern des Körpers.

Von Spaceclaim hat Discovery Live auch die umfangreiche Sammlung an Importfiltern geerbt, die aktuelle Technology Preview ist allerdings nicht in der Lage, eine veränderte Geometrie zu speichern oder gar zu exportieren. Das dürfte sich in der endgültigen Version ändern.

Sehr schön ist auch die Möglichkeit, eine Darstellungsebene bei einer Flowsimulation dynamisch durch die berechnete, dreidimensional dargestellte Strömung zu schieben. So lässt sich jeder Bereich einer Strömungssimulation genau betrachten. Alle Simulationen sind transient, laufen also immer weiter. Wirbel bewegen sich, wenn man einen Parameter ändert, zeigt sich diese Änderung auch in der Simulation.

Bis Januar kann jeder die Technology Preview herunterladen oder – wenn beispielsweise keine Nvidia-Grafikkarte zur Verfügung steht – auf eine gehostete Testumgebung zugreifen. Auch bei Cadfem finden sich weitere Infos zu Discovery Live.

Beeindruckend ist die transiente Simulation der Wirbel in einem Kohrfitting.

Ich habe einige Zeit mit der Onlineversion verbracht und war begeistert von der einfachen Bedienung. Man kann wirklich an der Geometrie zupfen und erhält sofort die Rückmeldung aus der Simulation, wie sich der Fluss oder die Festigkeit ändert. Schon ohne Speichermöglichkeit ist Discovery Live damit ein wertvolles Tool, um schnell eine gegebene Geometrie zu optimieren und zu testen, wo Schwachpunkte sind beziehungsweise welche Änderungen die Leistung verbessern. Ich rate dringend zum Test.

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