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MSC Multiphysik: CoSim verbindet Adams, Marc und scFlow

Die Simulationsspezialisten von MSC Software präsentieren die erste Version des neuen Produkts MSC CoSim, einer benutzerfreundlichen Schnittstelle für die direkte Kopplung von verschiedenen Solvern und Disziplinen in einer multidisziplinären Umgebung. In der ersten Version V1.6 können Ingenieure Co-Simulationen mit Adams (Mehrkörperdynamik), Marc (FEM) und scFLOW (CFD) aufsetzen.

MSC CoSim
CoSim verbindet die verschiedenen Solver des MSC-Portfolios (Alle Bilder: MSC Software).

Damit wird eine breite Palette von Anwendungen im industriellen Maßstab abgedeckt: von Waschmaschinen-Vibrationen bis zum Schwappen des Kraftstoffs im Tank; von beweglichen Membranventilen bis hin zu Lüftern und Pumpen; von adaptiven Scheibenwischsystemen bis zu hydraulischen Aktuatoren; von Autotürdichtungen mit nichtlinearem Verhalten des Gummis bis zu Fahrwerksteilen.

Die Erfolgsgeschichte von MSC reicht bis zu den Mondlandungen der NASA zurück. Seitdem hat sich das Softwareangebot ständig weiterentwickelt und verbreitert, seit über zehn Jahren liefert MSC branchenführende multiphysikalische CAE-Lösungen. Mit MSC CoSim gibt es nun eine komfortable Schnittstelle, die die Lösungen verbindet. Die Kopplung verschiedener Disziplinen führt zu einem einzigartigen, ganzheitlicheren Überblick. Alle MSC-Lösungen für Akustik, Mehrkörperdynamik, Strömungssimulation (CFD), Struktur- und Crashberechnung lassen sich mit Hilfe von CoSim kombinieren.

Multiphysikalische Co-Simulation bedeutet höhere Genauigkeit und Effizienz

MSC CoSim
Hier koppelt CoSim Mehrkörperdynamik und FEM.

Die Co-Simulation hilft falsche oder ungenaue Annahmen zu vermeiden. Das führt zu einer besseren Übereinstimmung zwischen CAE-Simulation und Tests. So gewinnen Produktentwickler einen besseren Einblick in das zu erwartende Produktverhalten, es kommt seltener zu Überdimensionierungen. Durch die Kopplung der verschiedenen Effekte in einer Rechnung werden genauere Ergebnisse erzielt, dabei bleibt der Entwicklungszeitraum gleich und verlängert sich nicht. Ein gutes Beispiel ist die Simulation eines Gesamtfahrzeugs, das den Bordstein rammt. Dabei verformt sich der untere Querlenker plastisch. Wird dies komplett durch die nichtlineare Finite Elemente Methode (FEM) abgebildet, können Wochen für eine solche Simulation ins Land gehen. Wird die nichtlineare FEM-Berechnung jedoch mit der Mehrkörperdynamik gekoppelt, können die Ingenieure das gleiche Maß an Genauigkeit in Stunden statt Tagen oder Wochen erreichen.

Mit den bereits heute von MSC unterstützten Technologien zur Co-Simulation können Ingenieure CAE-Aufgabenstellungen lösen, deren Lösung früher nicht denkbar gewesen wäre. Programme zur Berechnung der Mehrkörperdynamik wie Adams werden weltweit ausgiebig und selbstverständlich für industrietaugliche Co-Simulationen eingesetzt. Adams hat offene Schnittstellen zu einer Vielzahl von kommerziellen und Open Source CAE-Programmen, beispielsweise Edem von DEM Solutions, Vires Virtual Test Drive (VTD) für die Simulation von Fahrerassistenzsystemen und autonomem Fahren und Matlab & Simulink (von MathWorks) für 1D-Systeme und Einbindung von Reglern.

Dank CoSim 90 Prozent Rechenzeit eingespart

Dr. Steve Jia, leitender Ingenieur bei der Litens Automotive Group, sagt zu den Co-Simulationsmöglichkeiten von MSC: „In der Entwicklung wollen wir vernünftige Ergebnisse in vernünftiger Zeit erreichen. Mit der Adams-Marc-Co-Simulation können wir dieses Ziel mehr als erfüllen. Da wir über 90% Rechenzeit einsparen, ist die Optimierung mit komplexen nichtlinearen Modellen zur praktisch gut einsetzbaren Methode geworden. Solch eine Entwicklung ist für unsere Produktentwicklung sehr nützlich und von großer Bedeutung. Wir sind stolz, zusammen mit MSC diese Technologie weiter voranzubringen.”

Die Solver Adams und Marc arbeiten zusammen für eine realistische Simulation.

Paolo Guglielmini, CEO von MSC Software, kommentiert die neue MSC CoSim Engine: „Wir freuen uns, MSC CoSim zu veröffentlichen und dass Ingenieure weltweit diese Technologie jetzt in der Praxis einsetzen können. Dieses Produkt führt viele Jahre Entwicklung von Co-Simulationstechnologien zusammen. Ich bin überzeugt, dass wir hier die Grenzen der echten multiphysikalischen Simulation erweitern und neue Maßstäbe für die Nutzung der CAE-Co-Simulation setzen.”

Die Multiphysiksimulation ist für mich der eigentliche Durchbruch in der Simulation: Statt starrer, immer irgendwie über den Daumen gepeilter Randbedingungen werden physikalische und chemische Abläufe realitätsnah simuliert und dienen dann als Eingangsgröße für die nächste Stufe der Simulation. MSC bietet mit CoSim die Möglichkeit, seine bewährten und vielfach verifizierte Solver zu einem „Gesamtkunstwerk“ zusammenzuspannen – für mich ein logischer und mehr als sinnvoller Move.

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