Dytran

Dytran

Dytran to oprogramowanie do symulacji krótkotrwałych zdarzeń, takich jak uderzenia i zderzenia, a także do analizy złożonego nieliniowego zachowania konstrukcji podczas tych zdarzeń. Dytran umożliwia badanie integralności strukturalnej projektów, aby zapewnić, że produkty końcowe mają większe szanse na spełnienie wymagań klientów w zakresie bezpieczeństwa, niezawodności i przepisów.

Dytran zapewnia możliwości analizy strukturalnej, przepływu materiału i sprzężonej analizy FSI w jednym pakiecie. Dytran wykorzystuje unikalną funkcję sprzężenia, która umożliwia zintegrowaną analizę elementów strukturalnych z płynami i wysoce zdeformowanymi materiałami w jednej ciągłej symulacji.

Korelacja z testami, dokładność

Dokładność Dytran’a została udowodniona poprzez korelację z eksperymentami fizycznymi. Dytran pomaga inżynierom przewidzieć, jak prototyp zareaguje na różne rzeczywiste zdarzenia dynamiczne i zbadać potencjalne przyczyny awarii produktu. Niektóre przykłady zastosowań przemysłowych obejmują:

  • zastosowania lotnicze: Zatonięcie samolotu, rozlanie i pęknięcie zbiornika paliwa, symulacja uderzenia ptaka, zabezpieczenie łopatek silnika, odporność samolotu na zderzenia, projektowanie i bezpieczeństwo foteli, hartowanie samolotu i ładunku.
  • zastosowania motoryzacyjne: Projektowanie poduszek powietrznych i bezpieczeństwo pasażerów (badania poza pozycją), modelowanie manekinów i projektowanie foteli, zderzenia pojazdów i testy zderzeniowe, hydroplaning opon, rozlanie i pęknięcie zbiornika paliwa.
  • wojskowe i obronne: Symulacja ładunków kształtowych i projektowanie broni, penetracja pocisków i perforacja celów, taran hydrodynamiczny (HRAM), kolizja statków, podwodna eksplozja uderzeniowa (UNDEX), odporność na wybuch i przeżywalność.
  • Inne zastosowania przemysłowe: Projektowanie butelek i pojemników, podawanie papieru, testowanie upadków, analiza uderzeń sprzętu sportowego, projektowanie opakowań

Unikalne połączenie technologii symulacyjnych

Innowacyjna zdolność Dytran do modelowania interakcji adaptacyjnych, wielu domen eulerowskich wokół powierzchni sprzęgających podczas ich ruchu i deformacji daje możliwość analizowania złożonych scenariuszy FSI, które często są zbyt trudne lub niemożliwe do symulacji za pomocą innych narzędzi programowych, takich jak:

  • Uderzenia wielu obiektów w wielowarstwowe konstrukcje (na przykład określanie skutków wielokrotnych uderzeń ptaków w konstrukcje samolotów podczas lotu – bird strike)
  • Katastrofalna awaria strukturalna z wyciekiem lub penetracją płynu (na przykład badanie zdolności pojazdu do wytrzymania zderzenia, które spowodowałoby zgniecenie zbiornika paliwa i wyciek paliwa)
  • Napełnianie płynem i rozlewanie w zamkniętej objętości (na przykład projektowanie przegród w celu optymalizacji charakterystyki NVH zbiorników paliwa)

Maksymalizacja produktywności obliczeniowej

Dzięki ciągłym ulepszeniom, Dytran dostarcza możliwości zwiększające produktywność z każdą nową wersją. Niektóre z ostatnich ulepszeń technologicznych obejmują:

  • Rozproszona pamięć równoległa dla solvera Eulerian i obliczania powierzchni sprzężenia dla zwiększenia wydajności w aplikacjach FSI.
  • Cykliczna granica przepływu pomagająca zmniejszyć rozmiary modeli w symulacji turbin, przepływu między obracającymi się strukturami i problemów z przepływem rurowym
  • Siły ciała, które mogą być stosowane do różnych materiałów wewnątrz określonego obszaru zdefiniowanego przez pudełko, kulę, cylinder lub powierzchnię
  • Siatka stopniowana dla Eulera: Dzięki stopniowanym siatkom, jedna strona elementu Eulera może łączyć się z bokami kilku innych elementów Eulera, tj. “sklejać” drobną siatkę z grubą siatką, zapewniając efektywną elastyczność modelowania, zwłaszcza tych, które są tylko lokalnie niejednolite. Możliwość ta przyniesie korzyści ważnym zastosowaniom FSI, takim jak poduszki powietrzne/loshing i analiza wybuchów.
  • Niejednolita siatka Eulera: Zdolność do umożliwienia niejednolitego siatkowania Eulera poprzez zdefiniowanie stronniczego stosunku między najmniejszymi i dużymi rozmiarami siatki, zapewniając w ten sposób inny sposób na elastyczność modelowania. Poza tym, zarówno Graded Mesh, jak i Non-Uniform Mesh dla Eulera mogą być używane razem. Jest to przydatne w symulacjach UNDEX
  • Przyspieszenie modeli z siatką osiowo-symetryczną poprzez określenie kroku czasowego na podstawie kierunku osiowego i promieniowego.
  • Żegluga morska i aplikacje UNDEX mogą teraz korzystać ze specjalnego traktowania granic zdefiniowanego na podstawie profilu ciśnienia hydrostatycznego.

Analiza strukturalna w stanie nieustalonym (crash/impact)

Dytran wykorzystuje technologię jawną do rozwiązywania przejściowych problemów dynamicznych. Do modelowania konstrukcji można wykorzystać elementy bryłowe, powłokowe, belkowe, membranowe, łączniki i elementy sztywne.

Dostępna jest szeroka gama modeli materiałowych do modelowania nieliniowych reakcji i uszkodzeń. Obejmują one między innymi liniową sprężystość, kryteria plastyczności, równania stanu, modele uszkodzeń i odprysków, modele spalania wybuchowego i materiały kompozytowe. Powierzchnie styku pozwalają elementom konstrukcyjnym na interakcję ze sobą lub ze sztywnymi strukturami geometrycznymi. Interakcja ta może obejmować kontakt bez tarcia, poślizg z efektami tarcia i separację. Pojedynczy kontakt powierzchniowy może być wykorzystywany do modelowania wyboczenia konstrukcji, w których materiał może składać się na siebie.

FSI czyli interakcja płyn-struktura

Solwery eulerowskie są zwykle używane do rozwiązywania problemów związanych z płynami, podczas gdy solwery lagranżowskie są używane do rozwiązywania problemów strukturalnych. Jednakże wiele rzeczywistych sytuacji wymaga uwzględnienia interakcji pomiędzy płynami i ciałami stałymi – odkształcającymi się ciałami stałymi wpływającymi na przepływ płynu i przepływem płynu odkształcającym strukturę. Problemy takie jak zawirowania płynu w zbiorniku, napełnianie poduszek powietrznych, hydroplaning itp. mogą być rozwiązywane tylko z uwzględnieniem interakcji płyn-struktura.

W programie Dytran dostępne są zarówno solwery Lagrangian, jak i Eulerian, które umożliwiają modelowanie zarówno struktur, jak i płynów w jednym modelu oraz symulowanie interakcji między nimi. Interakcja między płynami i strukturami jest osiągana poprzez powierzchnię sprzęgającą utworzoną na strukturach (domena Lagrangian).

Wysoka wydajność obliczeniowa

Dytran wykorzystuje najnowsze metody numeryczne i wspiera aktywnie wysokowydajne serwery obliczeniowe. Zapewnia opłacalne rozwiązania na procesorach najnowszej generacji, od komputerów stacjonarnych po superkomputery. Ponadto niektóre aplikacje mogą korzystać z funkcji przetwarzania równoległego w systemach z pamięcią rozproszoną.