Русская Википедия:SimScale

Шаблон:Infobox software SimScale — программный пакет, предназначенный для инженерного анализа и симуляции физических процессов (англ.), и основанный на облачных вычислениях.

Платформа SimScale разработана немецкой компанией SimScale GmbH и поддерживает расчётные методы, включая метод конечных элементов (МКЭ), вычислительную гидродинамику и термодинамику.^[1]^[2] Платформа основана на программном обеспечении с открытым исходным кодом, в том числе:

решателях методом конечных элементов Code_Aster (фр.) и CalculiX
решателе в вычислительной гидродинамике OpenFOAM

Онлайн-платформа SimScale позволяет моделирование и симуляцию нескольких процессов одновременно и дает инженерам возможность тестировать большее количество вариантов дизайна и быстрее находить оптимальный, по сравнению с традиционными локальными системами.^[3]

История компании

SimScale GmbH основана в 2012 году пятью выпускниками Мюнхенского технического университета (Шаблон:Lang-de) David Heiny, Vincenz Dölle, Alexander Fischer, Johannes Probst и Anatol Dammer^[4] с целью создать облачную (Шаблон:Lang-en) CAE-систему для массового рынка, и предоставить альтернативу традиционным локальным системам. После фазы бета-тестирования платформа SimScale была запущена во второй половине 2013 года.^[5]

В 2015 году SimScale и Onshape объявили о новом партнерстве, запустив приложение, позволяющее пользователям экспортировать свои 3D-модели (CAD) из Onshape и загружать их в SimScale для анализа и оптимизации.^[6]

2 декабря 2015 года, в рамках инициативы демократизации CAE-системы и расширения базы пользователей платформы, был запущен Community Plan, дающий бесплатный доступ ко всем средствам численного моделирования и анализа, предлагаемых SimScale.^[7]^[8]^[9]^[10]

В 2016 году SimScale и Autodesk объявили о начале сотрудничества, разработав приложение, позволяющее пользователям Fusion 360 загружать свои 3D-модели напрямую в платформу SimScale.^[11] Также в 2016 году была запущена Академия SimScale, новая образовательная платформа с онлайн курсами по инженерному анализу и расчётам.^[12]

В сентябре 2017 года число пользователей платформы SimScale достигло 100 000.^[13]

Типы инженерных расчетов

Платформа SimScale предоставляет средства для решения и визуализации различных инженерных задач. Ниже приведены примеры из библиотеки проектов SimScale.

Метод конечных элементов (МКЭ)

Анализ на основе метода конечных элементов (МКЭ) использует открытый исходный код решателей Code_Aster и CalculiX. Эти программные пакеты позволяют решать линейные и нелинейные статические/динамические задачи механики твёрдого тела. Они используются для моделирования таких физических процессов, как усталость материала, разрушение твердых тел, механика контактного взаимодействия, пористый материал и т. д.

Линейный статический анализ	Нелинейный статический анализ	Линейный динамический анализ	Нелинейный динамический анализ
Файл:Static Structural Analysis of a Gripper Arm.jpg Линейный статический анализ вычисляет смещения и напряжения, возникающие в результате нагрузки. Визуализация сверху демонстрирует результаты линейного статического анализа захватного рычага. Проект: Статический структурный анализ захватного рычага.^[14]	Nonlinear Static Analysis Snap Fit На этом изображении показан нелинейный статический анализ застёжки. Анализ включает в себя механику контактного взаимодействия между двумя компонентами. Проект: контактный анализ застёжки.^[15]	Mobile Phone Drop Test На изображении показаны результаты линейного динамического анализа. Мобильный телефон брошен с высоты двух метров, и оценивается деформация в результате удара. Проект: Линейный динамический анализ брошенного телефона.^[16]	Файл:Dynamic Nonlinear Impact Analysis of a Skull.jpg Этот тип анализа исследует динамический отклик структуры, подверженной зависящим от времени нагрузкам. На изображении показан удар черепа по жесткой пластине с шлемом и без. Проект: Динамический нелинейный анализ удара человеческого черепа.^[17]
Многотельные системы	Гармонический анализ	Модальный анализ	Модели материалов
Файл:Multibody dynamics.jpg На этом изображении показаны результаты линейного анализа многотельной системы. SimScale позволяет импортировать модели САПР отдельных частей и сборок. Проект: Линейный анализ многотельной системы.^[18]	Файл:Harmonic Analysis of an Impeller.jpg Гармонический анализ демонстрирует отклик системы под нагрузкой в заданном диапазоне частот. Проект: Гармонический анализ кырльчатки^[19]	Файл:Eigenfrequency Analysis of a Truss Bridge.jpg Модальный анализ может помочь определить собственные частоты структуры из-за свободной вибрации. Проект: Модальный анализ моста.^[20]	Файл:Material Models - Cardiovascular stent.jpg Анализ механики твердого тела предлагает различные модели материалов, подходящие для многих инженерных приложений. Для моделирования высокоэластичных материалов также доступны различные модели гиперэластичных материалов. Проект: Анализ механического напряжения сердечно-сосудистого стента.^[21]

Вычислительная гидродинамика

Для выполнения расчётов движения жидкостей и газов платформа SimScale использует программу OpenFOAM. В платформу SimScale интегрированы следующие типы анализа.

Ламинарное течение	Турбулентное течение	Несжимаемый поток	Сжимаемый поток
Файл:Laminar Cleanroom.jpg Плавный поток, при котором жидкость перемещается слоями без перемешивания. Изображение визуализирует ламинарное течение в чистом помещении. Проект: Ламинарный поток в чистом помещении.^[22]	Файл:Turbulent Flow in a Cyclone Separator.jpg Поток, при увеличении скорости которого образуются многочисленные фрактальные волны. Примером может служить поток турбулентной жидкости в циклонном сепараторе. Проект: Турбулентный поток в циклонном сепараторе.^[23]	Файл:Incompressible Flow in a Venturi Injector.jpg Плотность несжимаемого потока сохраняется при изменении давления. Проект: Несжимаемый поток через инжектор Вентури.^[24]	Файл:Compressible Airflow Airplane.jpg Этот тип анализа подходит для проблем, связанных с существенным изменением плотности жидкости. На изображении показано моделирование воздушного потока вокруг самолета при низком дозвуковом режиме сжимаемого потока. Проект: Моделирование воздушного потока вокруг самолета.^[25]
Многофазный поток	Пассивный скалярный транспорт	Взаимодействие потока с твердым телом	Продвинутое моделирование
Файл:Multiphase Flow Stirred Reactor.jpg Этот тип подходит для анализа потока в различных фазах или различных свойств материала. На изображении показано многофазное моделирование процесса перемешивания в реакторе. Проект: Многофазное моделирование процесса перемешивания в реакторе.^[26]	Файл:Scalar Transport Simulation in a Garage.jpg Распространения дыма или газа является типичным примером такого рода потоков. Проект: Моделирование пассивного скалярного транспорта в гараже.^[27]	Файл:Solid Body Interaction in a Valve.jpg Этот тип анализа моделирует потоки жидкости, которые зависят от движения твердого тела. Типичным примером является изменение потока путем открытия и закрытия предохранительного клапана. Проект: Анализ предохранительного клапана.^[28]	Centrifugal Pump with MRF Некоторые дополнительные продвинутые функции, такие как поток с вращающимися частями и пористыми материалами, также можно моделировать с помощью SimScale. Проект: Центробежный насос.^[29]

Термодинамика

Термодинамический модуль SimScale использует OpenFOAM для задач с твердым телом и задач, где присутствует тепловое взаимодействие между жидкостью и твердым телом. Для термоструктурного анализа SimScale использует Code_Aster и CalculiX. В настоящее время SimScale допускает моделирование теплопроводности, конвекции, теплового излучения, теплоотдачи и т. д. Типы анализа, которые можно моделировать с помощью SimScale, включают:

Термомеханический анализ	Конвекция	Теплопроводность	Сопряженная теплопередача
Thermal — Structural Analysis of a Pipe Термодинамический компонент программного обеспечения SimScale позволяет выполнять термомеханические и теплопередающие анализы. Проект: Термоструктурный анализ треснувшей трубы.^[30]	SimScale Thermal Analysis — Convection При этом виде теплообмена внутренняя энергия передается струями и потоками. В этом случае конвективный поток внутри лампочки происходит из-за нагретой нити. Проект: Конвективный поток внутри лампочки.^[31]	SimScale Conduction heat transfer На этом изображении показан тепловой эффект в электронных микросхемах, установленных на печатной плате (PCB). Проект: Термический анализ печатной платы.	SimScale Radiation heat transfer Теплопередача, происходящая между жидкостями и твердыми телами. Типичным примером может служить теплообменник, в котором теплообмен происходит между двумя жидкостями, разделенными твердой областью. Проект: Теплообменник — сопряженное моделирование теплопередачи.

Формат файлов

SimScale позволяет импортировать геометрию в форматах STEP, IGES, BREP, Rhinoceros 3D, Autodesk Inventor, SolidWorks, Parasolid, ACIS и STL; сетки в форматах OpenFOAM, UNV, EGC, MED, CGNS. Кроме того, геометрию можно напрямую импортировать со своей платформы САПР (CAD) партнера Onshape.

Приложение SimScale для Autodesk Fusion 360, позволяет также напрямую импортировать модели из Autodesk Fusion 360 в SimScale.^[32]

Промышленные применения

Программное обеспечение для инженерного анализа платформы SimScale находит применение в самых разных отраслях — таких как отопление, вентиляция и кондиционирование (ОВК), ветроэнергетика, автомобилестроение, аэрокосмическая промышленность, электроника, промышленное оборудование и техника, радиаторы, потребительские товары, биомеханика и т. д.^[33] Формы применения очень разнообразны. Японская компания Tokyowheel, которая разрабатывает гоночные колеса из углеродного волокна для велосипедистов, использовала SimScale для определения самого аэродинамического профиля колеса.^[3] Carlsson Autotechnik оптимизировал аэродинамику своего автомобиля.^[34] Компания Malaika, специализирующаяся на проектировании и производстве автомобильных сидений, использовала симулятор SimScale FEA для дизайна безопасных автомобильных сидений для детей.^[34]

Сообщество пользователей SimScale

SimScale Community Plan был запущен 2 декабря 2015 года, на основе нового инвестиционного раунда под руководством Union Square Ventures (USV).^[35] Community Plan является бесплатным и включает в себя 3000 часов вычислений и 500 ГБ памяти в год для любого зарегистрированного пользователя. Моделирование / проекты, созданные пользователем, зарегистрированным в рамках «Community Plan», доступны для всех других пользователей в библиотеке проектов SimScale Шаблон:Wayback.^[1] Любой зарегистрированный пользователь может использовать эти проекты в качестве шаблона.^[36]

Образовательная программа SimScale

SimScale также организовала несколько бесплатных вебинаров в рамках своей образовательной программы, чтобы сделать технологии моделирования более популярными среди любителей и дизайнеров. Веб-семинары, организованные SimScale, включают:

Мастер-класс по Вычислительной Гидродинамике^[37]
Мастер-класс по Методу конечных элементов (МКЭ)^[38]
Вебинар по термическому анализу^[39]
Вебинар по дизайну 3D-принтера^[40]
Вебинар по аэродинамике Формулы 1^[41]
Моделирование в биомедицинской инженерии^[42]
Вычислительная Гидродинамика в соревнованиях Formula Student и Formula SAE^[43]

Кроме того, в 2016 году SimScale запустила свою Академическую Программу Шаблон:Wayback^[44], чтобы развивать отношения со школами, университетами и исследователями. В рамках программы SimScale предлагает студентам бесплатную подписку на Профессиональный план и спонсирует студенческие команды, участвующие в таких соревнованиях, как Formula SAE / Formula Student, SpaceX Hyperloop Pod Design и т. д.^[45]

Примечания

Шаблон:Примечания

[Enggarticle01-1] 1,0 ^1,1 Шаблон:Cite web

[2] Шаблон:Cite web

[digitaleng.news-3] 3,0 ^3,1 Шаблон:Cite web

[4] Шаблон:Cite web

[5] Шаблон:Cite web

[6] Шаблон:Cite web

[7] Шаблон:Cite web

[8] Шаблон:Cite web

[9] Шаблон:Cite web

[10] Шаблон:Cite web

[11] Шаблон:Cite web

[12] Шаблон:Cite web

[13] Шаблон:Cite news

[14] Шаблон:Cite web

[15] Шаблон:Cite web

[16] Шаблон:Cite web

[17] Шаблон:Cite web

[18] Шаблон:Cite web

[19] Шаблон:Cite web

[20] Шаблон:Cite web

[21] Шаблон:Cite web

[22] Шаблон:Cite web

[23] Шаблон:Cite web

[24] Шаблон:Cite web

[25] Шаблон:Cite web

[26] Шаблон:Cite web

[27] Шаблон:Cite web

[28] Шаблон:Cite web

[29] Шаблон:Cite web

[30] Шаблон:Cite web

[31] Шаблон:Cite web

[32] Шаблон:Cite web

[33] Шаблон:Cite web

[:0-34] 34,0 ^34,1 Шаблон:Cite web

[35] Шаблон:Cite web

[36] Шаблон:Cite web

[37] Шаблон:Cite web

[38] Шаблон:Cite web

[39] Шаблон:Cite web

[40] Шаблон:Cite web

[41] Шаблон:Cite web

[42] Шаблон:Cite web

[43] Шаблон:Cite web

[44] Шаблон:Cite web

[45] Шаблон:Cite web

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

[21]

[22]

[23]

[24]

[25]

[26]

[27]

[28]

[29]

[30]

[31]

[32]

[33]

[34]

[35]

[36]

[37]

[38]

[39]

[40]

[41]

[42]

[43]

[44]

[45]

Партнерские ресурсы
Криптовалюты	Обмен криптовалют - www.bestchange.ru Криптовалютная биржа CoinEx Криптовалютная биржа Binance HIVE OS - операционная система для майнинга e4pool - Мультивалютный пул для майнинга.
Магазины	AliExpress — глобальная виртуальная (в Интернете) торговая площадка, предоставляющая возможность покупать товары производителей из КНР; computeruniverse.net - Интернет-магазин компьютеров(Промо код 5 Евро на первую покупку:FWWC3ZKQ);
Хостинг	DigitalOcean - американский провайдер облачных инфраструктур, с главным офисом в Нью-Йорке и с центрами обработки данных по всему миру;
Разное	Викиум - Онлайн-тренажер для мозга Like Центр - Центр поддержки и развития предпринимательства. Gamersbay - лучший магазин по бустингу для World of Warcraft. Ноотропы OmniMind N°1 - Усиливает мозговую активность. Повышает мотивацию. Улучшает память. Санкт-Петербургская школа телевидения - это федеральная сеть образовательных центров, которая имеет филиалы в 37 городах России. Lingualeo.com — интерактивный онлайн-сервис для изучения и практики английского языка в увлекательной игровой форме. Junyschool (Джунискул) – международная школа программирования и дизайна для детей и подростков от 5 до 17 лет, где ученики осваивают компьютерную грамотность, развивают алгоритмическое и креативное мышление, изучают основы программирования и компьютерной графики, создают собственные проекты: игры, сайты, программы, приложения, анимации, 3D-модели, монтируют видео. Умназия - Интерактивные онлайн-курсы и тренажеры для развития мышления детей 6-13 лет SkillBox - это один из лидеров российского рынка онлайн-образования. Среди партнеров Skillbox ведущий разработчик сервисного дизайна AIC, медиа-компания Yoola, первое и самое крупное русскоязычное аналитическое агентство Tagline, онлайн-школа дизайна и иллюстрации Bang! Bang! Education, оператор PR-рынка PACO, студия рисования Draw&Go, агентство performance-маркетинга Ingate, scrum-студия Sibirix, имидж-лаборатория Персона. «Нетология» — это университет по подготовке и дополнительному обучению специалистов в области интернет-маркетинга, управления проектами и продуктами, дизайна, Data Science и разработки. В рамках Нетологии студенты получают ценные теоретические знания от лучших экспертов Рунета, выполняют практические задания на отработку полученных навыков, общаются с экспертами и единомышленниками. Познакомиться со всеми продуктами подробнее можно на сайте https://netology.ru, линейка курсов и профессий постоянно обновляется. StudyBay Brazil – это онлайн биржа для португалоговорящих студентов и авторов! Студент получает уникальную работу любого уровня сложности и больше свободного времени, в то время как у автора появляется дополнительный заработок и бесценный опыт. Автор24 — самая большая в России площадка по написанию учебных работ: контрольные и курсовые работы, дипломы, рефераты, решение задач, отчеты по практике, а так же любой другой вид работы. Сервис сотрудничает с более 70 000 авторов. Более 1 000 000 работ уже выполнено. StudyBay – это онлайн биржа для англоязычных студентов и авторов! Студент получает уникальную работу любого уровня сложности и больше свободного времени, в то время как у автора появляется дополнительный заработок и бесценный опыт.

Русская Википедия:SimScale

Содержание