ANSYS 19.1 — Примечания к выпуску и обновления

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
ANSYS 19.1 — Обновления и изменения
© ANSYS, Inc., ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», 2018
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Содержание
Раздел 1 – Общие изменения .............................................................................................................................................. 7
1.1 Рекомендации ............................................................................................................................................................. 7
1.2 Совместимость с предыдущими версиями .............................................................................................................. 7
1.3 Установка ..................................................................................................................................................................... 7
1.4 Лицензионная политика ............................................................................................................................................. 8
1.5 Документация. Файл справки ANSYS ......................................................................................................................... 8
1.6 Отчет о верификации .................................................................................................................................................. 8
1.6.1 Отчет о верификации Mechanical APDL .............................................................................................................. 8
1.6.2 Отчет о верификации Workbench ....................................................................................................................... 9
1.7 Доступ к онлайн-видео ............................................................................................................................................... 9
1.8 Клиентский портал ANSYS .......................................................................................................................................... 9
Раздел 2 – Обновления прочностных решений ANSYS .................................................................................................... 10
2.1 ANSYS Mechanical (среда ANSYS Workbench) .......................................................................................................... 10
2.1.1 Изменения в поведении модуля Mechanical................................................................................................... 10
2.1.2 Общие улучшения .............................................................................................................................................. 11
2.1.3 Графика ............................................................................................................................................................... 11
2.1.4 Геометрия ........................................................................................................................................................... 11
2.1.5 Материалы.......................................................................................................................................................... 12
2.1.6 Сборки (Model Assembly) ................................................................................................................................... 12
2.1.7 Внешние модели ................................................................................................................................................ 12
2.1.8 Передача модели ............................................................................................................................................... 13
2.1.9 Контакты и связи ................................................................................................................................................ 13
2.1.10 Сетка .................................................................................................................................................................. 13
2.1.11 Механика разрушения ..................................................................................................................................... 13
2.1.12 Моделирование процесса аддитивного производства................................................................................ 14
2.1.13 Акустический анализ........................................................................................................................................ 14
2.1.14 Топологическая оптимизация ......................................................................................................................... 14
2.1.15 Связанные расчеты .......................................................................................................................................... 15
2.1.16 Нагрузки / закрепления / условия .................................................................................................................. 15
2.1.17 Решение ............................................................................................................................................................ 15
2.1.18 Расчеты долговечсности (ANSYS Fatigue) ....................................................................................................... 15
2.1.19 Решатель Rigid Body ......................................................................................................................................... 16
2.1.20 Явная динамика ............................................................................................................................................... 16
2.1.21 Результаты ........................................................................................................................................................ 16
2.2 ANSYS Mechanical APDL ............................................................................................................................................. 17
2.2.1 Прочностные расчеты ........................................................................................................................................ 17
2
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
2.2.2 Решатели ............................................................................................................................................................. 18
2.2.3 Команды ............................................................................................................................................................. 18
2.2.4 Элементы ............................................................................................................................................................ 20
2.2.5 Документация..................................................................................................................................................... 21
2.2.6 Известные несовместимости ............................................................................................................................ 21
2.3 ANSYS Autodyn ........................................................................................................................................................... 22
2.4 ANSYS Aqwa ................................................................................................................................................................ 22
2.5 ANSYS Composite PrepPost (ACP) .............................................................................................................................. 22
2.5.1 Новые возможности .......................................................................................................................................... 22
2.5.2 Поддерживаемые платформы для ANSYS Composite PrepPost (ACP) 19.1 .................................................... 23
2.5.3 Известные ограничения и несовместимости................................................................................................... 23
Раздел 3 – Обновление решений по гидрогазодинамике ANSYS ................................................................................... 24
3.1 ANSYS Fluent ............................................................................................................................................................... 24
3.1.1 Поддерживаемые платформы для ANSYS Fluent 19.1 .................................................................................... 24
3.1.2 Новые возможности в ANSYS Fluent 19.1 ......................................................................................................... 24
3.1.3 Обновления кода ............................................................................................................................................... 25
3.2 ANSYS CFX ................................................................................................................................................................... 26
3.2.1 Поддерживаемые платформы .......................................................................................................................... 26
3.2.2 Новые возможности и улучшения .................................................................................................................... 26
3.2.3 Изменения в функционале и совместимости .................................................................................................. 26
3.3 ANSYS TurboGrid ........................................................................................................................................................ 27
3.3.1 Поддерживаемые платформы .......................................................................................................................... 27
3.3.2 Новые возможности и улучшения .................................................................................................................... 27
3.3.3 Ограничения ....................................................................................................................................................... 27
3.4 ANSYS BladeModeler .................................................................................................................................................. 27
3.4.1 Поддерживаемые платформы .......................................................................................................................... 27
3.4.2 BladeGen .............................................................................................................................................................. 27
3.4.3 BladeEditor .......................................................................................................................................................... 27
3.5 ANSYS CFD-Post .......................................................................................................................................................... 28
3.5.1 Поддерживаемые платформы .......................................................................................................................... 28
3.5.2 Новые возможности и улучшения .................................................................................................................... 28
3.5.3 Известные несовместимости ............................................................................................................................ 28
3.6 ANSYS Polyflow ........................................................................................................................................................... 28
3.6.1 Новые возможности .......................................................................................................................................... 28
3.6.2 Поддерживаемые платформы .......................................................................................................................... 28
3.7 ANSYS Forte ................................................................................................................................................................ 28
3.7.1 Новые возможности и улучшения .................................................................................................................... 28
3.7.2 Проблемы, разрешенные в версии 19.1 .......................................................................................................... 29
3
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
3.8 ANSYS Chemkin-Pro .................................................................................................................................................... 29
3.8.1 Новые возможности и улучшения .................................................................................................................... 29
3.8.2 Проблемы, решенные в версии 19.1 ................................................................................................................ 30
3.9 ANSYS FENSAP-ICE ...................................................................................................................................................... 30
3.9.1 Новые возможности и улучшения в ANSYS FENSAP-ICE .................................................................................. 30
3.9.2 Решенные проблемы и ограничения в ANSYS FENSAP-ICE ............................................................................. 31
3.9.3 Бета-функции ...................................................................................................................................................... 31
Раздел 4 – Обновления электромагнитных решений ANSYS .......................................................................................... 32
4.1 Среда ANSYS Electronics Desktop (AEDT) .................................................................................................................. 32
4.1.1 Основные улучшения ......................................................................................................................................... 32
4.2 ANSYS HFSS ................................................................................................................................................................. 32
4.2.1 Основные улучшения ......................................................................................................................................... 32
4.2.2 Исправленные ошибки в HFSS R19.1 ................................................................................................................ 33
4.2.3 Известные проблемы и ограничения HFSS R19.1 ............................................................................................ 33
4.3 ANSYS Circuit .............................................................................................................................................................. 33
4.3.1 Основные улучшения ......................................................................................................................................... 33
4.3.2 Исправленные ошибки в Circuit R19.1 .............................................................................................................. 34
4.3.3 Известные проблемы и ограничения Circuit R19.1 ......................................................................................... 34
4.4 ANSYS Q3D Extractor .................................................................................................................................................. 34
4.4.1 Улучшения в ANSYS Q3D Extractor .................................................................................................................... 34
4.4.2 Известные проблемы и ограничения Q3D Extractor R19.1 ............................................................................. 34
4.5 ANSYS Maxwell ........................................................................................................................................................... 35
4.5.1 Основные улучшения......................................................................................................................................... 35
4.5.2 Исправленные ошибки Maxwell R19.1 ............................................................................................................. 35
4.5.3 Известные проблемы и ограничения Maxwell R19.1 ...................................................................................... 35
4.6 ANSYS SIwave.............................................................................................................................................................. 36
4.6.1 Основные улучшения......................................................................................................................................... 36
4.6.2 Исправленные ошибки SIwave R19.1................................................................................................................ 36
4.6.3 Известные проблемы и ограничения SIwave R19.1 ........................................................................................ 36
4.7 ANSYS Twin Builder..................................................................................................................................................... 37
4.7.1 Основные улучшения......................................................................................................................................... 37
4.7.2 Исправленные ошибки Twin Builder R19.1 ....................................................................................................... 37
4.7.3 Известные проблемы и ограничения Twin Builder R19.1 ............................................................................... 37
4.8 ANSYS Icepak (среда Electronics Desktop) ................................................................................................................ 37
4.8.1 Основные улучшения ......................................................................................................................................... 37
4.8.2 Известные проблемы и ограничения Icepak R19.1 ......................................................................................... 38
4.9 ANSYS Icepak (Standalone) ......................................................................................................................................... 39
4.9.1 Новые возможности и улучшения .................................................................................................................... 39
4
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
4.9.2 Исправленные ошибки и ограничения в ANSYS Icepak 19.1 (Standalone) ..................................................... 39
Раздел 5 – Геометрия и построение сеток ........................................................................................................................ 41
5.1 ANSYS Discovery SpaceClaim ...................................................................................................................................... 41
5.1.1 Основные улучшения ......................................................................................................................................... 41
5.1.2 Импорт/экспорт.................................................................................................................................................. 41
5.1.3 Установка/Лицензирование .............................................................................................................................. 41
5.2 Интеграция с CAD-пакетами ..................................................................................................................................... 41
5.3 ANSYS Meshing ........................................................................................................................................................... 42
5.3.1 Основные улучшения ......................................................................................................................................... 42
5.3.2 Работа с файлами предыдущих версий ........................................................................................................... 42
5.3.3 Усовершенствование размерных функций...................................................................................................... 42
5.3.4 Gasket Meshing – сетки элементов уплотнений .............................................................................................. 43
5.3.5 Повышение устойчивости ................................................................................................................................. 43
5.4 ANSYS ICEM CFD ......................................................................................................................................................... 43
5.5 ANSYS IC Engine .......................................................................................................................................................... 43
Раздел 6 – Обновления расчетной платформы ................................................................................................................ 44
6.1 ANSYS Workbench ...................................................................................................................................................... 44
6.1.1 Платформа ANSYS Workbench ........................................................................................................................... 44
6.1.2 Расширение External Connection....................................................................................................................... 44
6.1.3 ANSYS Workbench и EKM .................................................................................................................................... 44
6.1.4 Интерфейс Engineering Data .............................................................................................................................. 45
6.1.5 External Data........................................................................................................................................................ 45
6.1.6 External Model..................................................................................................................................................... 45
6.1.7 Mechanical Model ............................................................................................................................................... 45
6.1.8 FE Modeler ........................................................................................................................................................... 45
6.1.9 TurboSystem ........................................................................................................................................................ 45
6.2 System Coupling.......................................................................................................................................................... 46
6.3 ANSYS ACT................................................................................................................................................................... 46
6.3.1 ACT Customization Suite ...................................................................................................................................... 46
6.3.2 ACT App Builder ................................................................................................................................................... 47
6.3.3 ACT Workflow Designer ....................................................................................................................................... 47
6.3.4 ACT Documentation ............................................................................................................................................. 47
6.3.5 Улучшение производительности скриптов в Mechanical ............................................................................... 47
6.3.6 Постпроцессинг в Mechanical ............................................................................................................................ 48
6.4 ANSYS Remote Solve Manager (RSM) ........................................................................................................................ 48
6.4.1 Новые возможности и улучшения .................................................................................................................... 48
6.4.2 Проблемы, исправленные в данном релизе ................................................................................................... 48
6.4.3 Известные проблемы и ограничения ............................................................................................................... 48
5
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
6.4.4 Устаревшие функции ......................................................................................................................................... 49
6.5 ANSYS DesignXplorer .................................................................................................................................................. 49
6.6 ANSYS Viewer.............................................................................................................................................................. 50
6.6.1 Новые возможности и улучшения .................................................................................................................... 50
6.6.2 Исправленные ошибки и ограничения ............................................................................................................ 51
6.6.3 Известные проблемы и ограничения ............................................................................................................... 51
Раздел 7 – Обновления ANSYS Discovery........................................................................................................................... 52
7.1 ANSYS Discovery AIM.................................................................................................................................................. 52
7.1.1 Прочностной анализ .......................................................................................................................................... 52
7.1.2 Магнитный анализ ............................................................................................................................................. 52
7.1.3 Механика жидкости и газа ................................................................................................................................ 52
7.1.4 Общие нововведения ........................................................................................................................................ 52
7.1.5 Ограничения ....................................................................................................................................................... 53
7.2 ANSYS Discovery Live .................................................................................................................................................. 53
6
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Раздел 1 – Общие изменения
Настоящий документ содержит описание изменений, внесенных в программы, входящие в состав программного
комплекса ANSYS. Обновленным программам присвоена версия 19.1.
Информация об установке программ, лицензионной политике и использовании лицензионных ключей описана не
только в настоящем разделе, но и в некоторых разделах по приложениям и программным продуктам.
1.1 Рекомендации
Информация об ошибках, проблемах и ограничениях, выявленных в программном обеспечении актуальной
версии (19.1), приведена в документе «Выявленные проблемы и ограничения» (ANSYS, Inc. Known Issues and
Limitations) и частично в настоящем документе. Также информация доступна на клиентском портале ANSYS и
частично в файле справки ANSYS. Список проблем и ограничений, обнаруженных в предыдущих версиях программ,
приводятся в соответствующих документах для предыдущих версий программного обеспечения.
Имена и пути проекта не должны содержать японские или китайские символы. Это ограничение применимо к
большинству продуктов ANSYS, Inc., включая флагманские продукты и надстройки ANSYS Workbench. Ограничение
действует независимо от того, локализован ли пользовательский интерфейс или нет.
Поддержка GAMBIT Reader будет прекращена с выпуском ANSYS 20.
Поддержка ANSYS EKM приостановлена в выпуске 19.1. Для получения дополнительной информации или
поддержки обратитесь в офис или в службу технической поддержки ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс».
1.2 Совместимость с предыдущими версиями
Обратная совместимость. ANSYS 19.1 был протестирован для чтения баз данных и результатов предыдущих версий
19.0 и 18.x. Обратите внимание, что некоторые программы могут читать базы данных версий до 18.0.
Дополнительная информация приводится в следующих разделах настоящего документа. Некоторые программные
продукты не поддерживают прямое чтение баз данных версий 17.x, поэтому при чтении таких баз данных сначала
происходит ее конвертация в версию 18.x, а затем – в 19.1.
Прямая совместимость. Ни одна предыдущая версия не имеет возможности читать и возобновлять базу данных
из более поздней версии.
1.3 Установка
Следующие функции являются новыми или изменены в версии 19.1.
•
•
Опция «Установить EKM-сервер» была удалена из программы установки ANSYS 19.1. Поддержка ANSYS
EKM приостановлена в выпуске 19.1.
При установке любого продукта ANSYS Discovery AIM необходимо установить компонент Intel OpenCL. По
завершении установки продукта ANSYS Discovery AIM может отображаться следующее сообщение:
«Требуется установка компонента Intel OpenCL, необходимого для работы AIM».
7
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
1.4 Лицензионная политика
Следующие изменения произошли в лицензионной политике с выходом версии 19.1:
•
•
•
•
ANSYS AUTODYN-3D теперь позволяет использовать четыре ядра без использования каких-либо лицензий
ANSYS HPC. Эти четыре встроенные лицензии HPC являются дополнительными для ANSYS HPC и ANSYS HPC
Pack.
Текущая версия Java, используемая ANSYS License Management Center – 1,8.0_162.
Текущая версия OpenSSL, используемая ANSYS Licensing Interconnect – 1.1.0g.
Этот выпуск включает средства контроля конфиденциальности License Manager для соблюдения
требований конфиденциальности данных. Включение «режима конфиденциальности» скрывает личную
информацию (имя пользователя и имя хоста). Для получения дополнительной информации см. раздел
«Enabling License Manager Privacy Controls» документа «ANSYS Enterprise Licensing Guide».
1.5 Документация. Файл справки ANSYS
Документация по программным продуктам ANSYS теперь доступна онлайн. Онлайн-документация содержит
наиболее полную и актуальную информацию, которая постоянно обновляется. Теперь пользователь имеет
возможность получить доступ к документации, учебным пособиям и видеоматериалам в одном удобном месте,
доступном со всех устройств, подключенных к сети Интернет.
Если доступ к Интернет отсутствует или требуется локальная копия документации, пользователь имеет
возможность загрузить из Центра загрузки ANSYS офлайн версию справочной документации по программным
продуктам ANSYS.
1.6 Отчет о верификации
Значительные изменения и дополнения произошли в Отчете о верификации в выпуске 19.1. Расширен спектр
решенных тестовых задач и уточнены некоторые результаты.
Обновлены следующие разделы:
•
•
Отчет о верификации Mechanical APDL
Отчет о верификации Workbench
Отчет о верификации Mechanical APDL
В следующих разделах описываются изменения в Отчете о верификации Mechanical APDL:
•
•
Модифицированные тестовые примеры проверки
Удалены тестовые случаи проверки
Модифицированные тестовые примеры проверки
Были обновлены следующие тестовые задачи:
•
•
VM15 – Изгиб круглой пластины с использованием осесимметричных элементов. Теперь используются
только узлы и элементы.
VM17 – Потеря устойчивости оболочки (прощелкивание). Устаревший элемент SHELL63 более не
используется при решении этой задачи.
8
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Удалены тестовые случаи проверки
Все тестовые задачи по ANSYS LS-DYNA были удалены.
Отчет о верификации Workbench
Новые тестовые случаи проверки
Доступна следующая новая тестовая задача:
VMSC_Repair002 – тестируются функции Straighten, Simplify, Small Faces и Merge Faces (в предыдущих версиях были
Merge Faces, Small Faces, Simplify, Straighten).
1.7 Доступ к онлайн-видео
Чтобы просматривать обширную библиотеку «How-To Videos», в которой подробно описывается использование
многих функций программных продуктов ANSYS, необходимо перейти на страницу «ANSYS How-To Videos» на сайте
YouTube. Обратите внимание, что теперь вы также можете получить доступ к файлам How-To на домашней
странице файла справки ANSYS.
1.8 Клиентский портал ANSYS
При наличии доступа на Клиентский портал ANSYS (www.ansys.com/customercommunity), пользователь может
просматривать дополнительную информацию и узнавать о последних изменениях. С Клиентского портала
осуществляется загрузка программного обеспечения ANSYS, Inc., пакетов обновлений, документации (включая
примеры решения задач, текущую и архивированную документацию, недокументированные команды, входные
файлы и предрелизную документацию), а также предоставляется онлайн-поддержка.
Вся документация по программным продуктам доступна в формате PDF.
9
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Раздел 2 – Обновления прочностных решений ANSYS
2.1 ANSYS Mechanical (среда ANSYS Workbench)
Текущая версия ANSYS Mechanical содержит все возможности предыдущих версий плюс множество новых функций
и улучшений.
Обратная совместимость. Мы стремимся обеспечить чтение и обновление баз данных из предыдущих версий
программных продуктов ANSYS. В настоящее время эта возможность протестирована для двух предыдущих
выпусков. Это означает, что релиз 19.1 был протестирован и проверен на совместимость с версиями 17.0, 18.0 и
19.0, а также с любыми промежуточными версиями (17.x, 18.x). Несмотря на то, что проверка ANSYS Mechanical на
совместимость с более ранними версиями не была проведена, совместимость с ними все равно имеется.
Изменения в поведении модуля Mechanical
В выпуске 19.1 появилось несколько новых функций и улучшений, которые повлияли на поведение программного
продукта. Основные изменения:
•
•
Топологическая оптимизация. Следующие изменения внесены в модуль топологической оптимизации:
- Методология решения для ограничений напряжений. В предыдущих версиях значения
напряжений, которые были вычислены решателем модуля оптимизации в процессе решения
задачи оптимизации, сравнивались с результатом, полученным при валидации оптимизированной
геометрии. Чтобы более точно рассчитать ограничения напряжений, решатель модуля
оптимизации теперь применяет коррекцию по p-норме для значений напряжений, извлеченных из
файла результатов.
- Analysis Settings - Analysis Data Management. Свойство «Max Num Of Intermediate Files» теперь по
умолчанию имеет значение, эквивалентное значению свойства «Maximum Number Of Iterations»
из раздела «Definition Category» в Analysis Settings. В предыдущей версии значение было равно 3.
- Кроме того, изменить значение по умолчанию для свойства «Max Num of Intermediate Files»
свойства можно в разделе «Analysis Data Management» (Topology Optimization) в разделе
Options > Analysis Settings and Solution.
- Производственные ограничения. Если задается производственное ограничение с помощью опции
«Pull Out Direction», то новые методы стабилизации могут привести к тому, что полученные
результаты будут отличаться от результатов, полученных в предыдущих версиях.
- Ограничение отклика. В текущем выпуске опции Global von-Mises Stress Constraint и Local vonMises Stress Constraint не поддерживаются при использовании лицензий DesignSpace или ANSYS
Mechanical Pro.
Присвоение материала обновленной геометрии. Когда геометрия впервые импортируется в Mechanical,
всем телам, не имеющим назначенного материала, присваивается материал по умолчанию. Если
впоследствии геометрия в исходном приложении изменяется, то Mechanical больше не присваивает
материал по умолчанию новым телам. Если при обновлении геометрии появляется новое тело без
назначенного материала, тело становится недоопределенным и требует указания материала. Ранее
Mechanical автоматически присваивал материал по умолчанию новым телам после обновления.
10
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Новое свойство Assign Default Material объекта Geometry, позволяет управлять присвоением материала по
умолчанию при обновлении геометрии. Чтобы вернуться к старому поведению, следует установить для этого
свойства значение Yes.
•
Объект Materials (Group). Теперь доступны следующие функции для нового объекта Materials. Раньше
обращение к ним осуществлялось через объект Geometry.
- Отображение материала
- Импортированные поля материалов
Общие улучшения
Следующие изменения общего характера произошли в версии 19.1:
•
•
•
Группы объектов дерева проекта. В приложении Mechanical доступны новые опции, позволяющие
вырезать, копировать и вставлять группы объектов. Кроме того, была добавлена функция создания
дубликата группы. Эти операции учитывают наличие дочерних объектов, дочерних групп, содержащихся в
группе, к которой применяется операция. Кроме того, добавлена возможность вырезать / скопировать и
вставить группу из одного раздела в другой.
Запись файлов System Coupling. Когда в расчете используется одно или несколько граничных условий
«Fluid Solid Interface», в объекте Environment доступна новая опция «Write System Coupling Files». Эта
опция создает входной файл (.dat), а также файл системной связи (.scp), который используется, при
выполнении расчетов с применением консоли System Coupling.
Фильтры для дерева проекта. Добавлен новый тип фильтра Scoping, который позволяет отобразить все
древовидные объекты или объекты, которые имеют частичную область охвата. Эта функция может быть
полезна в тех случаях, когда требуется проверить выборки объектов. Информация о выбранных объектах
может быть частично потеряна, например, в результате обновления геометрии.
Графика
Следующие улучшения в области графики были сделаны в версии 19.1:
•
Скрытие тел по типу. Добавлено новое контекстного меню «Скрыть (или показать) тела», которое
позволяет быстро скрывать (или показывать) тела определенных типов: объемные тела, поверхности или
тела-линии. Эта опция доступна в графическом окне, а также на объектах «Тело», «Геометрия» и «Группа»,
когда в модели содержится более одного типа тел.
Геометрия
В версии 19.1 были сделаны следующие улучшения в области геометрии:
•
•
Переключение между типами геометрической модели 2D и 3D. Используя свойство «Analysis Type»,
доступное в свойствах ячейки Geometry различных модулей Workbench, можно переключать
геометрической модели (2D и 3D) даже после того, как геометрия впервые была использована (после
обновления ячейки Model). В предыдущих выпусках свойство Analysis Type не могло быть изменено после
первого обновления ячейки Model.
Обновление геометрии. Объект Geometry имеет новую группу свойств и свойство: Update Options и Assign
Default Material. Это свойство управляет присвоением телам материала по умолчанию при обновлении
геометрии. Когда геометрия впервые импортируется в ANSYS Mechanical, всем телам, которые не имеют
назначенного ему материала, присваивается материал по умолчанию. Если впоследствии геометрия
11
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
•
•
изменяется, и для этого свойства установлено значение No (по умолчанию), то Mechanical не присваивает
материал по умолчанию новым телам. Если после редактирования геометрическая модель включает в себя
новое тело, то после выполнения обновления данных тело становится недоопределенным и требует
указания материала.
Определение тел-линий. Теперь, при определении тел-линий, для свойства Model Type доступно значение
Link. Эта опция устанавливает тип элемента LINK180, который используется, например, для моделирования
связей без изгибной жесткости.
Импорт файлов STL: теперь возможен импорт файлов STereoLithography (.stl) в приложение Mechanical
через ячейку Geometry модулей Workbench. Файлы STL используются в задачах 3D-печати. Для этого типа
геометрии сетка может быть создана только с помощью метода Cartesian Mesh Method. Кроме того,
рекомендуется использовать выборки из граней элементов для задания контактов, нагрузок и обработки
результатов.
Материалы
В выпуске 19.1 были сделаны следующие улучшения в области материалов:
•
•
Объект Материалы (группа). В Mechanical добавлен объект «Материалы». Этот объект содержит все
материалы, доступные в проекте. Он также используется для добавления следующих объектов и задания
следующих данных:
- Присвоение материала
- Отображение материала
- Импортированные поля материалов
Присвоение материала. Новый объект Material Assignment позволяет присваивать материалы телам и при
этом задавать телам одинаковые идентификационные номера материала (matid) во входном файле
решателя.
Сборки (Model Assembly)
В версии 19.1 были сделаны следующие улучшения в области сборок:
•
Тип преобразования. Доступна новая опция типа преобразования – Mirroring. Эта опция позволяет
импортировать из другой системы Model Assembly зеркально отраженную относительно определенной
плоскости копию модели.
Внешние модели
Для версии 19.1 были сделаны следующие улучшения в области внешних моделей:
•
•
•
Система External Model теперь поддерживает возможность переноса следующих данных / объектов:
- Граничные условия поверхностной нагрузки
- Spring Bushing (пружинная втулка) для файлов NASTRAN
Тип преобразования. Доступна новая опция типа преобразования – Mirroring. Эта опция позволяет
импортировать из другой системы External Model зеркально отраженную относительно определенной
плоскости копию модели.
Импорт данных конечно-элементных моделей из Nastran. ANSYS Workbench и ANSYS Mechanical теперь
позволяют подключать дополнительные файлы к импортированным родительским файлам .bdf, .dat или
.nas. Эти файлы могут включать дополнительные данные об узлах и элементах.
12
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
•
•
Поддерживаемые типы элементов. Система External Model теперь позволяет импортировать элементысвязи в Mechanical из общей базы данных Mechanical APDL, ABAQUS Input и Nastran Bulk Data.
Отчет об импорте. Для объекта Import Summary в таблице 1 отображаются только первые 50 объектов,
когда модель включает более 50 объектов. Далее в таблице представлены опции навигации, которые могут
быть использованы для отображения необходимых объектов данных. Если модель содержит большое
количество тел, теперь можно просматривать объекты данных в таблице 2.
Передача модели
В версии 19.1 были сделаны следующие улучшения в области передачи модели:
•
Передача системных данных из AIM. Теперь можно переносить шарниры из ANSYS AIM в ANSYS
Mechanical.
Контакты и связи
В версии 19.1 были сделаны следующие улучшения в области контактов и соединений:
•
•
Контакт Beam-Beam. Группа свойств Scope объекта Contact Region имеет новое свойство – Beam-Beam
Detection. Это свойство позволяет задавать максимальное количество целевых сегментов,
взаимодействующих с каждой точкой обнаружения контакта одновременно. Кроме того, опция Internal
Pipe Contact этого свойства позволяет моделировать балку (или трубу), скользящую внутри другой балки
(или трубы).
Contact Result Tracker. Теперь Contact Result Tracker позволяет указать следующие типы выходных данных:
- Полная сила (X / Y / Z) контактного давления
- Полная сила (X / Y / Z) трения
- Индикация проскальзывания
Сетка
В версии 19.1 были сделаны следующие улучшения в области сетки:
•
•
Опция Sizing. Параметры опции Sizing были упрощены, чтобы более точно увязать их с передовыми
методами. Некоторые старые варианты и поведение, которые больше не являются актуальными в
результате более поздних улучшений в приложении Meshing, были удалены.
Gasket Meshing. Управление Gasket-сеткой осуществляется в разделе Mesh, когда для параметра Stiffness
Behavior установлено значение Flexible. Управление Gasket-сеткой в разделе Mesh касается множества тел,
поэтому, если имеется много Gasket-элементов, этот вариант может быть более удобным.
Механика разрушения
В версии 19.1 были сделаны следующие улучшения в области механики разрушения:
•
Алгоритм S.M.A.R.T для расчета роста трещины. Объект Smart Crack Growth имеет новое свойство: Stop
At Max Crack Extension. Используя это свойство, можно задать максимальное расстояние распространения
трещины. После достижения предела расчет прекращается. В этом случае решение является неполным, и
раздел Solution будет содержать не окончательные сведения. Если максимальный уровень развития
трещины не достигается во время решения, то процесс решения заканчивается как обычно.
13
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Моделирование процесса аддитивного производства
Моделирование процесса аддитивного производства. В версии 19.1 новая функция AM Process, используемая в
сочетании с анализом Transient Thermal в связке с анализом Static Structural, позволяет моделировать процесс
аддитивного производства. Функция AM Process, а также ее объекты и параметры позволяют поэтапно
моделировать историю изменения температур и напряжений, с учетом добавления поддерживающих структур, а
также их удаления.
Для дальнейшего облегчения использования этой новой функции ANSYS Workbench содержит специальное
приложение-помошник (доступно через утилиту Table-Based Extension Manager), которое помогает выполнить
моделирование процесса аддитивного производства.
Акустический анализ
В версии 19.1 были сделаны следующие улучшения в области анализа акустики:
•
•
•
•
•
Статический акустический расчет. Workbench Mechanical предлагает новый тип расчета: Static Acoustics
Analysis (статическая акустика). Этот тип расчета позволяет определить напряжения, которые необходимы
при выполнении модального акустического анализа. В результате комбинации расчетных модулей
создается расчет Fluid-Structure Interaction (FSI).
Диффузная потеря передачи звукового поля. Это новый тип результата в гармоническом акустическом
расчете. Он используется в сочетании с условием возбуждения диффузного звукового поля, что позволяет
прогнозировать потери передачи звукового поля.
Результаты для микрофона в дальнем поле. Результаты позволяют указать до девяти местоположений
микрофона, используя новый метод в интерфейсе Worksheet.
Эквивалентная излучаемая мощность и результаты эквивалентной излучаемой мощности. Для
трехмерной гармонической акустики (требуется наличие Structural Physics Region) доступны два новых
варианта результатов. Эти результаты позволяют оценить излучаемую структурную звуковую мощность от
вибрирующей твердой поверхности.
Материалы по умолчанию. Воздух и жидкость теперь являются стандартными материалами для
акустических расчетов. Они перечислены в новом объекте Materials в дереве проекта.
Топологическая оптимизация
В версии 19.1 были сделаны следующие улучшения в области топологической оптимизации:
•
•
•
Результаты оптимизации топологии. Теперь доступна история изменения величин Topology Density и
Topology Element Density. Это означает, что теперь они могут быть выведены и отображены на конкретных
итерациях. Кроме того, имеется возможность просмотра анимации. Свойство Iteration позволяет указать
номер итерации.
Производственные ограничения. В свойствах объекта условия Manufacturing Constraint теперь
присутствует раздел свойств Scope в группе Details view для свойств Pull Out Direction, Cyclic и Symmetry.
Таким образом, можно задать эти ограничения для тел и конечных элементов или именованных выборок
геометрических объектов.
Ограничение отклика. В свойствах условия Response Constraint теперь присутствует раздел свойств Scope
в группе Details view. Эта категория позволяет назначить Local von-Mises Stress Constraint для ребер,
граней, тел и элементов. Кроме того, можно назначить Displacement constraints и Reaction Force constraints
для вершин, ребер, граней, тел и узлов сетки. Можно выбирать один или несколько элементов или узлов.
14
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
•
•
Масштабируемость решения. Улучшена масштабируемость решения в случаях, когда модуль Topology
Optimization связан с одним модулем Modal analysis. Зарегистрировано улучшение производительности
на 10 процентов при решении с использованием большого количества ядер (>20).
Методология решения. Решатель теперь использует среднее по элементу значение эквивалентных
напряжений, когда используются ограничения напряжений. Эти значения извлекаются из файла
результатов. Когда ограничено максимальное значение напряжения для набора элементов, применяется
новый метод, который вычисляет максимум более точно. В нормированном максимальном приближении
используется адаптивный масштабный коэффициент для р-нормы.
Связанные расчеты
Связанные расчеты. В версии 19.1 Mechanical теперь может участвовать в решении многодисциплинарных задач,
запускаемых через командную строку с использованием System Coupling Service v2.0, механизма связи второго
поколения, который обеспечивает расширенное управление связанными расчетами.
Нагрузки / закрепления / условия
В версии 19.1 были сделаны следующие улучшения в области нагрузок / закреплений / условий:
•
•
•
Температура. Теперь можно применять граничное условие «Заданная температура» к узлам, граням
элементов и элементам.
Условия тепловой нагрузки. Следующие граничные условия теперь применимы к граням элементов:
- Конвекция
- Излучение
- Тепловой поток
Использование импортированных нагрузок для одностороннего FSI
- Если свойство Interpolation type в Imported Loads (Group) задано как Mechanical-Based Mapping, то
можно использовать клавишу Ctrl для выбора нескольких опций из раскрывающихся меню CFD
Surface или CFD Domain.
- Новое свойство доступно при импорте нагрузок из CFD анализа. Новое свойство Source Time
позволяет выбирать, какие временные шаги импортируются из анализа CFD и отображаются в
таблице Data View. Из анализа CFD можно легко импортировать данные для определенного
времени, все временные точки или диапазон времени.
- На основе содержимого таблицы Data View доступно новое контекстное меню – Sync Analysis
Times. Эта опция синхронизирует значения таблицы Data View с данными Step Controls в Analysis
Settings.
Решение
В версии 19.1 были сделаны следующие улучшения:
•
Статистика решения. Свойство Solution Output для объекта Solution Information имеет новое значение –
Solution Statistics. Оно позволяет выводить резюме о процессе решения. Резюме включает в себя
показатели расчета и HPC, а также рекомендации по улучшению времени и производительности решения.
Расчеты долговечсности (ANSYS Fatigue)
В версии 19.1 были сделаны следующие улучшения в области анализа долговечности:
15
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
•
Результаты. Инструмент Fatigue Tool теперь поддерживает зависящие от температуры кривые Веллера SN. В интерфейсе Engineering Data в категории Life больше не доступны свойства Alternating Stress, Mean
Stress и Alternating Stress R-Ratio. Эти свойства были заменены свойством S-N Curve. Доступны новые
переменные поля Mean Stress, R-Ratio и температура. Эти свойства позволяют задавать длительную
прочность материала для расчетов Static Structural и Transient Structural.
Решатель Rigid Body
Следующие усовершенствования решателя Rigid Body были сделаны в версии 19.1:
•
Решатель Rigid Dynamics теперь поддерживает нагрузки, зависящие от состояния модели. Для этого
используется ACT расширение «Variable Load». Шарнирные нагрузки и удаленные силы (Remote Force)
могут зависеть от состояния модели и могут применяться условно. Расширение доступно только на
платформах Windows.
Явная динамика
Система Explicit Dynamics представляет собой интеграцию в ANSYS Workbench решателей AUTODYNE FE (Lagrange)
и многоматериальных решателей Эйлера и Euler-Lagrange Coupling (обеспечивающее FSI). Следующие
усовершенствования в Explicit Dynamics были сделаны в версии 19.1:
•
•
Решатель Explicit Dynamics теперь позволяет использовать шаги нагружения. Граничные условия и нагрузки
могут быть активированы и дезактивированы на каждом шаге.
Решатель Explicit Dynamics поддерживает трекеры результатов.
Следующие усовершенствования решателя LS-DYNA были сделаны в версии 19.1:
•
Расширение LS-DYNA Workbench поддерживает импорт распределенных нагрузок (давления) с
использованием модуля External Data.
Результаты
В версии 19.1 были сделаны следующие улучшения:
•
•
•
•
Эквивалентная излучаемая мощность и результаты эквивалентной излучаемой мощности. Для
трехмерного расчета гармонической акустики (требуется наличие Structural Physics Region) доступны два
новых варианта результатов. Эти результаты позволяют оценить излучаемую структурную звуковую
мощность от вибрирующей твердой поверхности.
Contact Result Tracker. Теперь Contact Result Tracker позволяет указать следующие типы выходных данных:
- Полная сила (X / Y / Z) контактного давления
- Полная сила (X / Y / Z) трения
- Индикация проскальзывания
Свойство On Demand Stress/Strain (только для платформы Windows). Использование свойства On Demand
Stress / Strain объекта Solution не требует наличия модуля ACP.
Трекер контуров результатов. Объект Information Solution предоставляет параметры Result Plot Tracker,
которые позволяют просматривать контуры результатов в режиме реального времени по мере расчета.
Кроме того, могут быть добавлены контрольные точки результатов в любой момент процесса решения. В
предыдущем выпуске эта функция была доступна только в модуле оптимизации топологии. Теперь эта
функция была распространена на модули Static Structural, Transient Structural, Steady-State Thermal,
16
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
•
•
Transient Thermal и Explicit Dynamics. Новые опции результов включают деформацию, напряжение,
деформацию и температуру.
Линеаризация напряжений. Результат Linearized Stress имеет новое свойство – Zero Through-Thickness
Bending Stress. Это свойство доступно только для 3D-расчета. При активации приложение игнорирует
вычисления для изгибных напряжений вне плоскости.
Анимация. В дополнение к файлу формата .AVI теперь можно сохранять анимацию в виде файлов .MP4
или .WMV.
2.2 ANSYS Mechanical APDL
В версии 19.1 приложения Mechanical APDL доступно большинство возможностей из предыдущих версий. Новые
возможности, улучшения и изменения появились в следующих областях:
•
•
•
•
•
•
Прочностные расчеты
Решатели
Команды
Элементы
Документация
Известные несовместимости
Обратная совместимость: Mechanical APDL 19.1 может открыть файлы всех предыдущих версий Mechanical APDL.
Однако из-за постоянных улучшений продукта и исправлений дефектов результаты, полученные из старых версий,
запущенные в новой версии, могут немного отличаться от результатов, полученных ранее.
Прочностные расчеты
Контакты
•
Был упрощен способ определения контактной стабилизации (contact stabilization damping). В версии 19.1
и нормальная, и касательная контактная стабилизация применяются при использовании KEYOPT (15) для
контактного элемента со значениями 2 или 3. Величина нормального контактного коэффициента
масштабирования, реальная константа FDMN, равна 1.0 по умолчанию, а величина касательного
коэффициента масштабирования, реальная константа FDMT, равна 1х10-3 по умолчанию. Чтобы
переписать значение по умолчанию для FDMN или FDMT, укажите реальную константу как положительное
значение для определения коэффициента масштабирования или отрицательное значение для
определения абсолютных величин коэффициентов демпфирования.
Элементы и нелинейные технологии
•
Для нелинейной адаптивной сетки (mesh nonlinear adaptivity) теперь доступна опция включения или
отключения усечения координат узловых позиций во время перестроения сетки, чтобы улучшить
повторяемость решения, особенно для SMP и DMP ANSYS, запущенных на разных ядрах.
Линейная динамика
•
Значение энергии, определенное через команду PRENERGY, теперь может быть получено с помощью
команды *GET с Entity = PRENERGY
17
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Решатели
Улучшение распределенных вычислений (Distributed ANSYS)
•
Версия 19.1 демонстрирует улучшенную масштабируемость, особенно для моделей с большим
количеством линейных шагов нагружения.
Ускорение GPU
•
•
•
•
•
Требования к драйверу NVIDIA GPU были обновлены.
Библиотеки NVIDIA CUDA были обновлены до версии 9.0, которая обеспечивает лучшую поддержку и
производительность для последних поколений GPU-карт Volta от NVIDIA.
Добавлена поддержка видеокарты NVIDIA Quadro GV100 GPU.
Предварительная проверка необходимых компонентов при запуске рекомендуемой видеокарты теперь
можно обойти с помощью переменной среды ANS-GPU_OVERRIDE.
Несколько усовершенствований были добавлены в функциональную логику GPU Accelerator в sparse
решателе, чтобы улучшить производительность и надежность.
Прочие изменения и улучшения решателя
•
•
Компиляторы были обновлены до версии компилятора Intel 2017 Update 4. Кроме того, необходимо
использовать Microsoft Visual Studio 2015 (в Windows) и GCC 6.3 (в Linux).
Добавлена новая опция конфигурации (/CONFIG,GRW_NBUF), позволяющая динамически увеличивать
число файловых буферов, тем самым уменьшая объем операций ввода-вывода файлов на физических
жестких дисках.
Команды
Некоторые команды недоступны из меню и доступны только с помощью командной строки или ввода файла
макроса. В документации для каждой команды указывается путь к меню, если он доступен.
Новые команды
•
•
•
•
•
•
•
•
AMBEAM – Для многолучевых принтеров задает количество лучей в анализе аддитивного производства.
AMBUILD – Задает параметры принтера для спекания и другие параметры в анализе аддитивного
производства.
AMENV – Задает тепловые граничные условия среды спекания в анализе аддитивного производства.
AMMAT – Задает температуру плавления строительных материалов в анализе аддитивного производства.
AMPOWDER – Определяет температурные условия порошка в анализе аддитивного производства.
AMSTEP – Задает шаги последовательности спекания в анализе аддитивного производства.
AMSUPPORTS – Указывает сведения о поддержках в анализе аддитивного производства.
AMTYPE – Определяет процесс печати в анализе аддитивного производства.
Измененные команды
•
/CONFIG – Присваивает значения параметрам конфигурации Mechanical APDL. Новый параметр
конфигурации GRW_NBUF позволяет автоматически увеличивать количество файловых буферов для
большинства бинарных файлов Mechanical APDL. Новый параметр конфигурации MEBA_LIC включает
автоматическую проверку Batch лицензии Mechanical во время решения, когда её возможности не
задействованы, что может быть использовано для работы в PrepPost.
18
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
•
•
•
•
•
•
•
•
•
*DMAT – Создает плотную матрицу. При импорте матрицы из файла Nastran DMIG, теперь возможно
использовать файлы большого размера.
*EXPORT – Экспортирует матрицу в файл. При экспорте матрицы в формате Nastran DMIG, теперь возможно
использовать файлы большого размера.
*GET – Получает значение и сохраняет его в качестве параметра. Новый объект Entity = PRENERGY
получает значение энергии, доступные с помощью команды PRENERGY.
NLMESH – Управляет перестроением нелинейной адаптивной сетки (nonlinear adaptivity). Теперь доступна
опция включения и отключения усечения координат (TCOR) узловых позиций во время перестроения сетки.
Настройка может улучшить повторяемость решения, особенно для SMP и DMP ANSYS, запущенных на
разных ядрах.
PLSECT – Отображает сумму изгибных и мембранных линеаризованных напряжений. При анализе
трехмерных моделей с RHO = 0 расчетные напряжения от поперечного изгиба теперь могут быть включены
или проигнорированы в расчетах линеаризованных изгибных напряжений.
PRSECT – Вычисляет и отображает линеаризованные напряжения по траектории. При анализе трехмерных
моделей с RHO = 0 расчетные напряжения от поперечного изгиба теперь могут быть включены или
проигнорированы в расчетах линеаризованных изгибных напряжений.
SECTYPE – Связывает информацию о типе сечения с идентификатором (ID) сечения. Для анализа
аддитивного производства теперь доступен новый тип сечения SUPPORT (поддержка).
SECDATA – Описывает геометрию сечения. Теперь команда поддерживает задание геометрии поддержек,
используемых в анализе аддитивного производства.
*SMAT – Создает разреженную матрицу. При импорте матрицы из файла Nastran DMIG, теперь возможно
использовать файлы большого размера.
Недокументированные команды
Команда
ANMRES
EDADAPT
EDALE
EDASMP
EDBOUND
EDBVIS
EDBX
EDCADAPT
EDCGEN
EDCLIST
EDCMORE
EDCNSTR
EDCONTACT
EDCPU
EDCRB
EDCSC
EDCTS
EDCURVE
EDDAMP
EDDBL
EDDC
EDDRELAX
EDDUMP
EDENERGY
EDFPLOT
Причина
Метод расчета явной динамики ANSYS LS-DYNA является устаревшим и был удален. Вместо
него используется решение Workbench LS-DYNA.
19
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Команда
EDGSCALE
EDHGLS
EDHIST
EDHTIME
EDINT
EDIPART
EDIS
EDLCS
EDLOAD
EDMP
EDNB
EDNDTSD
EDNROT
EDOPT
EDOUT
EDPART
EDPC
EDPL
EDPVEL
EDRC
EDRD
EDREAD
EDRI
EDRST
EDRUN
EDSHELL
EDSOLV
EDSP
EDSTART
EDTERM
EDTP
EDVEL
EDWELD
EDWRITE
PARTSEL
REXPORT
RIMPORT
Причина
Элементы
Недокументированные элементы
Команда
LINK160
BEAM161
PLANE162
SHELL163
SOLID164
COMBI165
MASS166
LINK167
SOLID168
Причина
Метод расчета явной динамики ANSYS LS-DYNA является устаревшим и был удален. Вместо
него используется решение Workbench LS-DYNA.
20
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Документация
Руководство по демонстрации технологий.
В Руководство по демонстрации технологий добавлены следующие примеры:
•
•
•
Многослойная катушка внутри трубы, смоделированная с помощью контакта Beam-to-Beam (TD-51) – Три
метода моделирования многослойной катушки внутри трубы. Каждая модель использует разное
контактное взаимодействие: поверхность к поверхности (surface-to-surface), балка к поверхности (beam-tosurface), или балка к балке (beam-to-beam). Сравнение показывает, что модель с балками с
использованием контакта балка к балке (beam-to-beam) дает преимущество с точки зрения упрощения
моделирования и сокращения времени вычислений.
Акустический анализ MEMS микрофона (TD-53) – Анализирует реакцию микромодулированного
кремниевого микрофона с использованием 3-D акустических элементов и 3-D электростатических
прочностных элементов связанных полей.
Анализ железобетонных соединений (TD-54) – Моделирование стыка железобетонной колонны используя
увеличенную градиентную комбинированную пластичную модель разрушения (microplane).
Обновления документации для программистов
Процедуры и функции, задокументированные в Programmer's Reference, были обновлены, для соответствия
текущему исходному коду. Чтобы увидеть конкретные изменения в файле, ANSYS, Inc. рекомендует открывать как
старые, так и текущие файлы (используя текстовый редактор с отображением номеров строк), затем сравнивать
их, чтобы определить, какие строки были изменены. Вы можете скопировать обновленные файлы в вашу систему,
выполнив пользовательскую установку продукта.
В версии 19.1 был улучшен следующий пользовательский код:
•
usrsurf116 – Изменяет коэффициент конвективного теплообмена и референсную температуру для
элементов SURF151 и SURF152. Определенная пользователем референсная температура, превышающая
узла текущей среды, может меняться по элементу, достигается это предопределением массива tb
установленным ключем(2) = 2.
Архив объектов (Feature Archive)
Устаревшие функции, команды, элементы и информация о теории продолжают перемещаться в Архив объектов
(Feature Archive). Хотя ANSYS, Inc. намерена поддерживать устаревшие возможности в ближайшем будущем,
некоторые из них могут быть недокументированы в новых выпусках. Рассмотрите возможность переходе на их
рекомендуемые замены.
Известные для данной версии, контактные элементы CONTA171, CONTA173, и CONTA176 были перенесены в Архив
объектов (Feature Archive). Несмотря на то, что эти элементы доступны для использования в ваших анализах, ANSYS,
Inc. рекомендует использовать следующие элементы высокого порядка с серединными узлами: CONTA172,
CONTA174 и CONTA177
Известные несовместимости
Известно, что в версии 19.1 существуют следующие несовместимости с предыдущими версиями:
Стабилизация в контакте
В предыдущих версиях контактное стабилизирующие усилие активировалось путем настройки в контактном
элементе KEYOPT(15) = 2 или 3 и явного определения нормальных и касательных коэффициентов демпфирования
в контакте через реальные константы FDMN и FDMT. В версии 19.1 стабилизация в контакте активируется, когда
21
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
KEYOPT(15) = 2 или 3, даже если вы не задаете значения в FDMN и FDMT; значение по умолчанию используется для
каждой реальной константе. Вы можете увидеть небольшие расхождения в процессе сходимости задач из-за этого
изменения.
2.3 ANSYS Autodyn
Реализация ANSYS Autodyn включает в себя следующие явные решатели: FE (Lagrange), Euler, FCT, ALE, и SPH, а
также различные варианты их взаимодействия. Они интегрированы в AutoDyn. Компонентная система, такая как
FE (Lagrange) и Euler, включая также связку Euler-Lagrange, интегрированы в шаблон Explicit Dynamics.
В сравнении с предыдущими версиями в версии 19.1 нет новых возможностей и улучшений в 19.1
2.4 ANSYS Aqwa
Решатель Aqwa Solver
•
Нет новых возможностей и улучшений в 19.1
Графический интерфейс
•
Нет новых возможностей и улучшений в 19.1
Расчетная система
•
Нет новых возможностей и улучшений в 19.1
2.5 ANSYS Composite PrepPost (ACP)
Новые возможности
HDF5 интерфейс для Composite CAE
•
Импорт и экспорт формата Composite CAE, который позволяет обмениваться данными о композитах
между различными приложениями, был улучшен с точки зрения производительности и удобства
использования. Экспорт и импорт теперь могут быть ограничены пакетами слоев или даже
определенными слоями (только экспорт).
Улучшение импорта/преобразования устаревших моделей
•
Был улучшен импорт устаревших моделей Mechanical APDL с данными о слоях. Теперь данные
автоматически преобразуются из послойного определения в описание композитной модели в ACP. Это
позволяет переносить описание свойств композитов из устаревших моделей в проект WB.
Определение скалярных полей для переменных свойств материалов
•
Улучшена производительность определения скалярных полей как в ACP, так и в Mechanical.
22
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
ACP на Linux запускается без скрипта
•
ACP теперь может непосредственно использовать свою родную среду, которая может быть настроена с
помощью стандартных механизмов Linux. Таким образом скрипты запуска ACP на Linux устарели и были
удалены. Пользователям, которые использовали скрипты запуска ACP, больше не нужно это делать.
Поддерживаемые платформы для ANSYS Composite PrepPost (ACP) 19.1
Платформы/ОС, которые поддерживаются в текущей версии, размещены на веб-сайте ANSYS и в документе
«Технические требования ANSYS».
Известные ограничения и несовместимости
Известно, что в ANSYS Composite PrepPost версии 19.1 существуют следующие несовместимости с предыдущими
версиями:
Драйверы OpenGL для Linux
•
В системах Red Hat Enterprise/CentOS Linux выше версии 7.2 ACP 3D ускорение может вызвать проблемы
с установленными стандартными графическими драйверами (nouveau). Обязательно используйте
последние версии драйверов от NVIDIA или ATI при запуске ACP.
23
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Раздел 3 – Обновление решений по гидрогазодинамике ANSYS
3.1 ANSYS Fluent
Обратная совместимость. В большинстве случаев ANSYS Fluent 19.1 может читать case-файлы и данные проектов
всех прошлых версий Fluent. Однако, в связи с изменениями продукта и исправлением ошибок, результаты,
полученные при запуске старых проектов в новых версиях, могут несколько отличаться от полученных ранее
результатов. Кроме того, иногда изменения, сделанные в макросах UDF, могут привести к тому, что некоторые
определенные пользователем функции не смогут пройти компиляцию без изменений.
Поддерживаемые платформы для ANSYS Fluent 19.1
Информацию о поддержке операционных систем и платформ доступна на сайте ANSYS и в документе
«Технические требования ANSYS».
Новые возможности в ANSYS Fluent 19.1
Релиз ANSYS Fluent 19.1, в основном, содержит исправления важных дефектов, обнаруженных в 19.0 и в более
ранних версиях. Чтобы минимизировать усилия по переходу с версии 19.0, новый функционал не добавлялся, в
связи с чем сохранен пользовательский интерфейс и совместимость результатов. Частичный список исправленных
дефектов приведен ниже. Некоторые другие дефекты, ранее включенные в документ Обнаруженные проблемы и
ограничения, изложены в документе Решенные проблемы и ограничения. Исправления дефектов, которые могут
приводить к изменениям в результатах или функционале, изложены в разделе Обновления кода.
Общая надежность
•
Исправлены различные дефекты, которые могли приводить к непредвиденным ошибкам или завершению
работы при некоторых обстоятельствах.
Fluent в среде ANSYS Workbench
•
Точность решателя теперь автоматически устанавливается из case-файла проекта, когда case-файл
импортируется в систему Fluent в Workbench.
Fluent Meshing
•
Исправлено несколько
многогранников.
дефектов
надежности
и
производительности
встроенной
генерации
Графика и отображение результатов
•
•
Решены проблемы, связанные с некорректным созданием анимации решателем Explicit DBNS.
Исправлена ошибка, при которой нестационарная статистика Custom Field Functions рассчитывалась
некорректно для твердотельных областей.
Solver Meshing
•
•
Исправлена ошибка, в которой зоны неправильно делились при распараллеливании.
Решена проблема, которая препятствовала корректному движению твердого тела при использовании
решателя Explicit DBNS.
24
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
•
•
Исправлена ошибка, которая мешала корректному поведению функции SDOF_Overwrite_Motion (UDF) при
моделировании контакта.
Исправлена ошибка алгоритма Poly Unstructured Mesh Adaption (PUMA), которая могла приводить к сбоям
сетки в задачах с низким качеством поверхностной дискретизации.
Дискретная фаза
•
•
Исправлены незначительные дефекты постпроцессинга для модели макрочастиц Macro Particle Model.
Исправлено некорректное создание при некоторых условиях частиц конденсата в модели LWF.
Реактивное течение
•
•
Исправлена ошибка, в которой постпроцессинг загрязнителей (Pollutant) при нестационарном
моделировании мог некорректно влиять на основное решение (обычно незначительно).
Исправлена ошибка, при которой коэффициент носителя катализатора (washcoat) применялся
неправильно.
MSMD Battery Model
•
Исправлено некорректное приближение полиномами в модели эквивалентной схемы.
Обновления кода
Режим Meshing
Импортирование геометрии
•
В процессе импортирования файлов IGES и STEP геометрии из других продуктов, кроме ANSYS
DesignModeler, могут наблюдаться изменения в числе face/edge зон и соглашениях об именах, связанные
с использованием новых Spatial-based трансляторов вместо Parasolid-based трансляторов, найденных в
предыдущих релизах. Эти изменения потребуют обновить некоторые скрипты или журналы для обработки
нового числа зон, а также для использования нового соглашения об именах.
Важно! На базе платформы Windows вы можете импортировать и сохранять геометрию в ANSYS SpaceClaim для
внесения изменений в число face-зон.
•
Следует отметить, что при импортировании CAD геометрии настройка Auto-Create Scoped Sizing определяет
область для новых объектов, созданных во время импорта поверхностной сетки CFD, и определение
области выполняется для всех объектов, и не относится к определенному объекту.
Режим Solution
Реактивный поток
•
•
Для нестационарного несвязанного моделирования загрязнителей (Pollutants) введено исправление,
исключающее обновление граничных условий и свойств материала поля фонового замороженного течения
во время итераций постпроцессинга. Это может привести к незначительным отличиям в поле
нестационарного фонового потока по сравнению с предыдущими релизами. Поле потока будет идентично
наблюдаемому в запуске расчета без постпроцессинга загрязнителей.
Ошибка использования коэффициента носителя катализатора (washcoat), начиная с 17 версии Fluent,
исправлена. В результате исправления можно наблюдать большее влияние коэффициента носителя
катализатора на решение, чем в выпусках начиная с версии 17.0.
25
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Моделирование дискретной фазы
•
Для задач, где используется настройка Use DPM Domain режима Hybryd параллельного отслеживания
дискретных фаз, вычисления могут выполняться значительно быстрее (особенно при запуске на большом
числе ядер) из-за улучшения связи и балансировки нагрузки.
3.2 ANSYS CFX
Поддерживаемые платформы
Платформы / версии операционных систем, поддерживаемые настоящим релизом, приведены на сайте ANSYS и в
документе «Технические требования ANSYS».
Новые возможности и улучшения
•
•
•
•
•
•
Для нестационарных моделей лопастей турбин, рассчитываемых с использованием метода
гармонического анализа, сделаны следующие улучшения:
- Твердотельные домены могут быть включены в сопряженный теплоперенос.
- Сходимость уравнений турбулентности улучшена посредством исключения нестационарного
члена. Можно изменить нестационарный член для класса уравнений во вкладке Solver Control >
Equation Class Settings, изменив установку Transient Scheme. Например, для возвращения
переносного члена установите значение параметра Transient Scheme любое, отличное от None.
При отображении профиля переменная Node Mapping Status создается по умолчанию, позволяя увидеть
любые неотображаемые узлы. Подробнее смотрите Profile Data Mapping (Option = Map to Mesh Regions) в
CFX-Pre User's Guide.
Вы можете запросить запись файла System Coupling Input (.scp), не обращая внимания на граничные
условия, с использованием механизма System Coupling, выбрав Always write System Coupling Input File в
настройках Execution Control препроцессора CFX-Pre.
ANSYS CFX может участвовать в связанном междисциплинарном моделировании, будучи запущенным из
командной строки с использованием System Coupling Service v2.0 – механизма связывания второго
поколения, который обеспечивает улучшенное управление связанным расчетом.
Введен новый специальный параметр Reserve solver licenses, который пытается застраховать от
недоступности лицензий на вычисления для запусков, начинающихся с предварительных инструментов,
таких, как распараллеливание.
Производительность решателя улучшена для задач с использованием Homogeneous Binary Mixture (HBM)
при моделировании кавитации или пульсаций.
Изменения в функционале и совместимости
•
•
•
Больше нельзя связать ANSYS CFX с ANSYS Mechanical посредством ANSYS Multi-field (MFX). MFX-задачи,
созданные в предыдущих версиях, не могут быть запущены в ANSYS CFX 19.1 и в более поздних версиях.
Чтобы выполнить FSI-моделирование вы должны связать ANSYS CFX с ANSYS Mechanical через System
Coupling.
В версии 19.1 настройки компилятора, используемые через cfx5mkext для User Fortran, сделаны
совместимыми с настройками компилятора, используемыми для запуска CFX-Solver.
Больше невозможно сохранять 3D изображения в CFD Viewer State (3D) файл. Для сохранения 3D
изображений используйте опцию AVZ (3D).
26
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
•
Файл данных монитора ('mon') теперь включает данные размерности и количества для обеспечения
последующей поддержки единиц измерения при отображении в CFD-Post и CFX-Solver Manager. Как
правильно, нет необходимости в доступе к этому файлу напрямую, поэтому изменение не должно
повлиять заметно. Однако если возникнет необходимость возврата к предыдущему формату файла без
данных размерности и количества, используйте специальный параметр настроек: monitor units = f.
3.3 ANSYS TurboGrid
Поддерживаемые платформы
•
Платформы / версии операционных систем, поддерживаемые настоящим релизом, перечислены на
сайте ANSYS и в документе «Технические требования ANSYS».
Новые возможности и улучшения
•
Улучшено качество сетки на интерфейсах Inlet и Outlet. Это изменение эффективно влияет и на вновь
созданные сетки, и на сетки, восстановленные из уже имеющихся проектов (cases).
Ограничения
•
Больше невозможно сохранять 3D изображения в CFD Viewer State (3D) файл. Для сохранения 3D
изображений используйте опцию AVZ (3D).
3.4 ANSYS BladeModeler
Поддерживаемые платформы
•
Платформы / версии операционных систем, поддерживаемые настоящим релизом, перечислены на сайте
ANSYS и в документе «Технические требования ANSYS».
BladeGen
Новые возможности и улучшения
•
Лопатки типа Flank milled теперь могут быть сохранены и загружены через формат Neutral Data Files (NDF).
BladeEditor
Новые возможности и улучшения
•
•
•
Лопатки типа Flank milled теперь могут быть сохранены и загружены через формат Neutral Data Files (NDF).
Теперь можно задать переменный радиальный зазор. В опции «Shroud Tip Clearance» выберите «Shroud
Gap», станут доступны настройки «LE Gap» и «TE Gap», которые опционный можно назначить
параметрами.
В релизе 19.1, когда используется Create New > Geometry (BladeEditor) для компоненты Vista CCD,
радиальный зазор на периферии определяется как зазор фиксированной толщины. В предыдущих релизах
радиальный зазор на периферии определялся через слои (как % от высоты лопатки).
27
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
3.5 ANSYS CFD-Post
Поддерживаемые платформы
•
Платформы / версии операционных систем, поддерживаемые настоящим релизом, перечислены на сайте
ANSYS и в документе «Технические требования ANSYS».
Новые возможности и улучшения
•
В версии ANSYS CFD-Post 19.1 нет новых возможностей или улучшений.
Известные несовместимости
•
Теперь невозможно сохранять 3D-изображения в формате CFD-Viewer State (3D). Используйте формат AVZ
(3D) для сохранения файлов для 3D-просмотра.
-
Теперь можно строить диаграммы рассеивания (scatter charts) из диалогового окна Insert Chart.
-
Под Linux при записи отчета в файл .arz нужно сохранять этот файл в том же разделе, что и
домашняя папка. В противном случае в файле .arz будет отсутствовать html файл отчета.
3.6 ANSYS Polyflow
Новые возможности
В ANSYS Polyflow появились следующие новые возможности:
•
•
•
В качестве величины для постпроцессинга доступна обобщенная первая разность нормальных
напряжений. Подробнее об ее вычислении можно прочесть в разделе Calculation of the Generalized First
Normal Stress Difference руководства пользователя Polyflow.
Стратегии сходимости для вязкоупругих моделей могут быть использованы совместно. Подробности
можно узнать в разделе Convergence Strategy for Viscoelasticity руководства пользователя Polyflow.
Ускорен процесс поиска контактов для оболочек в задачах литья под давлением и термоформинга.
Поддерживаемые платформы
•
Платформы / версии операционных систем, поддерживаемые настоящим релизом, перечислены на сайте
ANSYS и в документе «Технические требования ANSYS».
3.7 ANSYS Forte
Новые возможности и улучшения
Интерфейс моделирования (Simulate)
•
Документация по Forte и другим продуктам ANSYS доступна в качестве ссылок через меню Help и стартовое
меню Windows. PDF версии руководств могут быть скачаны с сайта ASNSYS Help.
28
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
•
•
•
Документация по Forte теперь включает в себя раздел Best Practices. На сайте ANSYS Help доступны
обучающие примеры и Quick Start Guide.
Улучшено взаимодействие и указание файлов GT-SUITE, необходимых для совместного моделирования c
Forte.
Новый раздел Sources в разделе Models дерева проекта позволяет задавать произвольные источниковые
члены для концентраций, импульса или энергии. Отсюда же можно для некоторых областей задать
наличие пористого тела.
Постановка на расчет, мониторинг и опции запуска (Monitor)
•
•
•
Интеграция с ANSYS Workbench позволяет запускать Forte из проекта Workbench, предоставляя следующие
возможности:
- Прямая связь между ANSYS SpaceClaim и Forte позволяет передать в Forte STL-геометрию расчетной
области. При этом возможно использование параметризации на уровне SpaceClaim и Workbench.
- Связь с CFD-Post для обработки результатов.
- Использование параметров проекта Forte в ANSYS DesignXplorer.
Автоматизировано создание облака точек из пользовательской плоскости сечения для последующего
мониторинга и экспорта данных.
Для предоставления более подробной информации о распределении частиц увеличено количество
диапазонов диаметров частиц в файле particle_size_distribution.csv.
Инженерные модели и вычисления
•
•
Добавлен функционал UDF, позволяющий пользователям писать собственные процедуры для
определения локальных значений ламинарной или турбулентной скорости пламени.
Встроенные в Forte редуцированные механизмы реакций обновлены и предназначены для
моделирования процессов в природном газе, бензине и дизельном топливе, а также двойном дизельногазовом топливе. По сравнению с предыдущими, новые механизмы содержат улучшенные основные пути
реакций и меньшее количество веществ, при сохранении уровня точности и применимости.
Проблемы, разрешенные в версии 19.1
Полный список проблем, решенных в версии 19.1, содержится в разделе Resolved Issues and Limitations в
документации ANSYS.
3.8 ANSYS Chemkin-Pro
Новые возможности и улучшения
Chemkin-Pro
•
•
Документация по Chemkin-Pro и другим продуктам ANSYS доступна в качестве ссылок через меню Help и
стартовое меню Windows. PDF версии руководств могут быть скачаны с сайта ASNSYS Help. В документацию
теперь включены рекомендации по редукции механизмов реакций.
Новые опции для моделирования теплообмена доступны для однозонных и многозонных модельных ДВС.
Эти опции позволяют точнее учитывать тепловые потери и включают в себя:
- Задание постоянного значения или профиля коэффициента теплоотдачи,
- Использование зависимости Губера-Вошни (отличный от зависимости Вошни способ определения
скорости газа),
29
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
•
•
•
•
- Зависимость Г. Хохенберга.
Добавленная в предыдущей версии модель для создания флеймлетов Diffusion Flamelet Generation была
улучшена. Теперь она может создавать флеймлеты, которые могут быть использованы в ANSYS Fluent с
моделью Flamelet Genereated Manifold для учета возможного затухания пламени.
Для совместного моделирования с GT-SUITE модели ДВС в Chemkin-Pro содержат новую опцию задания
скорости горения, которая использует подход определения турбулентной скорости пламени по
ламинарной, а ламинарная задается составом исходного топлива.
Теперь проверка несовпадения по массовому расходу (Overflow/Underflow) в решателе для реакторов
вытеснения отключена по умолчанию, так как эта опция часто приводит к прерыванию вычисления при
ложном срабатывании.
При сохранении проекта в фоновом режиме автоматически создается архив проекта без результатов.
Model Fuel Library
•
•
•
•
•
Существенно улучшен раздел, описывающий кинетику ацетилена при повышенном давлении, улучшено
совпадение с экспериментальными данными по ламинарным скоростям пламени, предсказанию
образования сажи в ДВС, временам задержки воспламенения, особенно тогда, когда ацетилен является
частью исходной топливной смеси.
Улучшены данные по кинетике ароматических соединений, циклоалканов и изоалканов для уточнения
предсказания расхода топлива, образования CO, ламинарной скорости пламени и времен задержки
воспламенения.
Улучшены механизмы, отвечающие за предсказание размера и количество частиц сажи в поверхностных
реакциях. Механизмы отвечают экспериментальным данным в простых пламенах и ДВС.
MFL теперь включает улучшенные редуцированные механизмы для природного газа, пропана, бензина,
дизельного и авиационного топлива. По сравнению с имевшимися, эти механизмы в целом меньше по
количеству веществ при сохранении уровня точности и применимости.
Отчет по MFL доступен отдельно как часть документации, ссылка на него включена в меню Сhemkin-Pro и
стартовое меню.
Reaction Workbench
•
Добавлена возможность отменить прерванную сессию. [DE168422]
Проблемы, решенные в версии 19.1
Полный список проблем, решенных в версии 19.1, содержится в разделе Resolved Issues and Limitations в
документации ANSYS.
3.9 ANSYS FENSAP-ICE
Новые возможности и улучшения в ANSYS FENSAP-ICE
•
Основные обновления, связанные с реализацией плоскости симметрии
- Все типы границ симметрии, будь то общая или относительно осей X, Y, Z теперь формулируются с
использованием «фантомных» клеток, которые копируются внутри области по граничным
условиям симметрии. Полный интеграл по объему всей модели формируется для всех узлов
симметрии, вместо наложения на граничные условия на основе поверхностей и узлов. Это
30
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
•
обновление повышает точность определения: напряжений сдвига, тепловых потоков,
распределения частиц на симметричных узлах стенок.
Улучшение подходов решения в модуле FENSAP
- Условие радиального равновесия теперь можно использовать для выходных границ с
непериодической сеткой. Эти выходные границы должны быть круглыми, но могут быть
сориентированы произвольно.
- Радиальное равновесие теперь представляет собой кусочно-линейную зависимость, с количеством
участков, установленных пользователем. Указание одного участка идентично реализации
линейного градиента давления. Кусочно-линейный подход лучше подходит для неравномерной
угловой скорости, обычно наблюдаемой на таких выходах.
- Было ускорено достижение конвергенции потока для течений, представляющий собой струи
реактивного горячего потока (например, данный поток наблюдается на выходе из маленьких камер
или полостей с подогревом) за счет оптимизации алгоритма для локального временного шага в
уравнении энергии, используемых в данных областях. Данное улучшение демонстрирует
ускорение сходимости адиабатической температуры на внутренних стенках до 10 раз с
использованием того же числа Куранта.
- Улучшена конвергенция на границах типа slip-wall. Блокируется возможность протекания жидкости
в область из этих границ во время переходного периодического состояния. Раньше это могло
произойти, если инициализация расчетной области была проведена с равномерной скоростью
свободного потока.
- Улучшена обработка обратных течений, которые могут возникать на выходных границах.
Рециркуляция, которая наблюдается в выходных зонах, не блокируется принудительно, но
находится под контролем поверхностного интеграла по выходному граничному условию. Это
позволяет получить более реалистичные результаты на выходе при наличии обратного течения.
Решенные проблемы и ограничения в ANSYS FENSAP-ICE
Информацию о предыдущих ограничениях и ключевых дефектах, разрешенных в текущей версии, см. в
документации, раздел «Resolved Issues and Limitations».
Бета-функции
Использование макросов в CFD-Post
•
Теперь можно более легко выполнить обработку результатов ICE3D в CFD-Post с использованием двух
макросов:
- Ice Cover – 3D – View macro: Этот макрос использует результатов ICE3D для его отображения в окне
3D Viewer в CFD-Post, позволяя просматривать рассчитанные формы наросшего льда, сохранять
картинки, создавать анимацию.
- Ice Cover – 3D – Plot macro: Этот макрос использует файл результатов ICE3D для создания 2Dграфиков во вкладке Chart Viewer в CFD-Post. Возможность генерации кривых по вычисленной
форме образовавшегося льда, экспорт точек всех графиков, сохранение графиков в табличном виде
31
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Раздел 4 – Обновления электромагнитных решений ANSYS
4.1 Среда ANSYS Electronics Desktop (AEDT)
ANSYS рад представить Вам большое количество новых и улучшенных функций. Новые функции были разработаны
в сотрудничестве с нашими самыми инновационными клиентами. Эти улучшения увеличат эффективность Ваших
инженеров, позволят моделировать самые сложные задачи и ускорят вывод Вашего продукта на рынок.
Electronics Desktop – интегрированная среда для электромагнитного MCAD/ECAD моделирования, анализа
схем/систем и постобработки результатов.
Единый интерфейс для создания и моделирования, следующие типов проектов:
•
•
•
•
•
•
ANSYS HFSS and ANSYS HFSS 3D Layout
ANSYS Circuit
ANSYS Icepak
ANSYS Maxwell
ANSYS Q3D Extractor
ANSYS Twin Builder
Для простой настройки и удобной работы, расширенные интеграционные возможности позволяют выполнять
анализ HF / SI и EM проектов и при помощи перетаскивания создавать динамические связи между
электромагнитным, схемным и системным моделированием.
Основные улучшения
•
•
•
Экспорт изображений высокого разрешения
Мониторинг распределенных задач LS-DSO: прогресс, узлы/задачи
Поддержка Windows HPC 2016, только Intel MPI
4.2 ANSYS HFSS
Основные улучшения
Решатель HFSS SBR+
•
•
•
•
Повышение эффективности моделирования для задач определения ЭПР и ADAS (Advanced Driver Assistance
Systems)
Повышение эффективности параметрического моделирования антенн
Увеличение быстродействия при создании сетки
Ускорение постобработки при расчете моностатического ЭПР
HFSS 3D Layout
•
•
Эффективный анализ слоев питания/земли с использованием Shell элементов
Учет паразитной индуктивность для Circuit портов
32
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
3D Компоненты
•
•
Лицензирование 3D Компонентов: лицензирование и контроль использования разработчиком модели его
3D Компонента
В свойствах компонента ссылки на сайт компании и справочную информацию
Исправленные ошибки в HFSS R19.1
•
•
•
•
•
DE162251 Сравнимые графики усиления для решения в частотной и временной областях
DE166207 Корректные результаты расчета при передаче поля дальней зоны из HFSS проекта с ГУ FEBI в
Savant
DE166682 Ускорение генерации для импортированной геометрии сетки при использовании HFSS SBR+
DE167752 Корректное завершение генерации сетки
DE167553 Корректные результаты магнитного поля для решений Eigenmode при использовании
криволинейных сеточных элементов
Известные проблемы и ограничения HFSS R19.1
Следующие пункты описывают конкретные проблемы, известные на момент выпуска. Методы решения этих
проблем, если они доступны, включены в соответствующие описания. Включение в этот документ не означает, что
проблемы и ограничения будут ликвидированы в будущих релизах:
•
•
DE164417 Для бинарных файлов, скомпилированных с помощью VS2015, требуется обновленная функция
ucrtbase.dll
DE167573 Создание ошибочных лучей при использовании HFSS SBR+ с технологией UTD при
перекрывающихся поверхностях клиньев
4.3 ANSYS Circuit
Основные улучшения
Анализ схем
•
•
•
•
•
Для моделирования виртуального соответствия каналов PCIe3.0 внедрен рабочий процесс SERDES, который
значительно упрощает настройку и проверку
Новый алгоритм (FASTFIT) для определения установившегося состояния, без или с незначительным
снижением точности, в 5-10 раз быстрее имеющихся.
Новый раздел EMC Tools, содержит компоненты: ESD (electrostatic discharge) источник, EFT (electrical fast
transient) генератор, LISN (linear internal stabilization networks), и модели VRM (voltage regular module)
Улучшенная сходимость DC-анализа и параметрического моделирования, для схем содержащих модели
PSPICE
Различные улучшения для анализа SERDES (QuickEye, VerifEye и AMI)
HFSS 3D Layout
•
•
Эффективный анализ слоев питания/земли с использованием Shell элементов
Учет паразитной индуктивность для Circuit портов
33
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
3D Компоненты
•
•
Лицензирование 3D Компонентов: лицензирование и контроль использования разработчиком модели его
3D Компонента
В свойствах компонента ссылки на сайт компании и справочную информацию
Исправленные ошибки в Circuit R19.1
•
•
DE133426 Примеры Verilog-A можно запустить под Windows 10 в AEDT
DE167813 Компоненты TRL можно размещать в дизайне 3D Layout
Известные проблемы и ограничения Circuit R19.1
Следующие пункты описывают конкретные проблемы, известные на момент выпуска. Методы решения этих
проблем, если они доступны, включены в соответствующие описания. Включение в этот документ не означает, что
проблемы и ограничения будут ликвидированы в будущих релизах.
•
DE164417 Для бинарных файлов, скомпилированных с помощью VS2015, требуется обновленная функция
ucrtbase.dll
4.4 ANSYS Q3D Extractor
Улучшения в ANSYS Q3D Extractor
Рабочий процесс
•
Односторонняя связь с тепловыми расчетами Icepak в Electronics Desktop
Q3D 3D Components
•
•
Лицензирование 3D Component: возможность создания лицензий на зашифрованные модели 3D
Component
Ссылки на изображениях компонентов на сайт со справочной информацией
Генерация сетки
•
Улучшенны расширенные параметры сетки
Улучшения CPA
•
Возможность визуализации разделов в SIwave-CPA при использовании Q3D
Известные проблемы и ограничения Q3D Extractor R19.1
Следующие пункты описывают конкретные проблемы, известные на момент выпуска. Методы решения этих
проблем, если они доступны, включены в соответствующие описания. Включение в этот документ не означает, что
проблемы и ограничения будут ликвидированы в будущих релизах.
•
DE164417 Для бинарных файлов, скомпилированных с помощью VS2015, требуется обновленная функция
ucrtbase.dll.
34
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
4.5 ANSYS Maxwell
Основные улучшения
Интегрированные решения для двигателей
•
•
•
•
•
Моделирование нескольких областей перемещения в нестационарных задачах
Допускается сочетание разных типов движения в одной конструкции (цилиндрическое вращательное,
нецилиндрическое вращательное, периодическое поступательное и непериодическое поступательное)
Области применения:
- Электрические многороторные двигатели, для оптимальной работы в разных диапазонах
скоростей.
- Моделирование системы обычно включает более одной области движения.
- Магнитный редуктор
Анализ размагничивания постоянных магнитов на основе модели гистерезиса
- Моделирование гистерезиса с указанием начального направления намагничивания
- Одновременное моделирование процессов намагничивания и размагничивания
- Рассмотрение намагничивания / размагничивания во всех направлениях
- Применимо ко всем нелинейным постоянным магнитам для моделирования реальной физики
Формирование слоев сетки
- Построение структуры слоя вдоль внутренней нормали к выбранным граням твердых тел
- Слои защищены на каждом этапе перестроения
- Элементы растягиваются параллельно граням
- Сжимаются в направлении нормали
- Получение быстрых правильных ответов – анализ сходиомтси по общей энергии и адаптивное
улучшение
3D компоненты
•
Лицензирование 3D-компонентов: возможность добавления сторонних лицензированных зашифрованных
3D-компонентов
Исправленные ошибки Maxwell R19.1
•
•
•
•
•
DE163496 Расчет гармонических сил выполняется теперь правильно, используя TDM
DE163915 Тип решения Maxwell "DC with insulator field" теперь поддерживает тепловые связанные решения
DE164827 Решение корректно завершается, когда используются как слоистый нелинейный материал, так и
итерационные матричные решатели
DE166432 Решение 2D Extractor RL теперь показывает положительные потери и правильные значения R,
когда тангенс магнитных потерь существует
DE167752 создание сетки теперь завершается успешно
Известные проблемы и ограничения Maxwell R19.1
Следующие пункты описывают конкретные проблемы, известные на момент выпуска. Методы решения этих
проблем, если они доступны, включены в соответствующие описания. Включение в этот документ не означает, что
проблемы и ограничения будут ликвидированы в будущих релизах.
35
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
•
DE164417 Для бинарных файлов, скомпилированных с помощью VS2015, требуется обновленная функция
ucrtbase.dll.
4.6 ANSYS SIwave
Основные улучшения
Решатели
•
•
SIwave с HFSS Regions
Улучшена производительность DC Solver
Рабочий процесс
•
•
•
Улучшена обработка моделей SPICE и S-параметров для неграфических решений
Ускорен экспорт моделей ACIS
SIwave-CPA
- Возможность визуализации некоторых частей при использовании Q3D
- Улучшен цикл экспорта RLGC
Удобство использования
•
Усовершенствования пост-обработки перекрестных помех во временной области для ближнего и дальнего
напряжения, обеспечивающая лучшие и быстрые характеристики на разных платформах
Исправленные ошибки SIwave R19.1
•
•
•
DE161486 Для моделирования HFSS Regions теперь доступен более широкий спектр геометрии и
конфигураций портов
DE166287 Построение сетки и уровни искажения определяются надлежащим образом при импорте
сторонних проектов или EDBs
DE166896 Генерация коаксиального порта HFSS улучшена для контактов, принадлежащих истинным
цилиндрическим соединительным проводникам
Известные проблемы и ограничения SIwave R19.1
Следующие пункты описывают конкретные проблемы, известные на момент выпуска. Методы решения этих
проблем, если они доступны, включены в соответствующие описания. Включение в этот документ не означает, что
проблемы и ограничения будут ликвидированы в будущих релизах.
•
DE164417 Для бинарных файлов, скомпилированных с помощью VS2015, требуется обновленная функция
ucrtbase.dll.
36
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
4.7 ANSYS Twin Builder
Основные улучшения
Улучшения редактора диаграмм Modelica
•
•
•
•
•
•
•
•
Легкий выбор параметров и выходов для отображения через иерархию модели
Значительно улучшена производительность работы с крупными скомпилированными моделями Modelica
и импортированными FMU моделями.
Улучшенные возможности редактирования для больших наборов данных и т. Д.
Приложения и библиотеки Modelica
Возможно использование внешнего решателя для моделей Modelica
Дополнительные соединители для CFD домена и улучшенные примеры для физической библиотеки
соединителей, которые позволяют поддерживать консервативность соединения между моделями
Modelica и другими доменами Twin Builder
Новый инсталлятор библиотек Heating и Cooling доступен в ANSYS App Store – необходима дополнительная
лицензия
Новый инструмент импорта моделей EKM доступен в ANSYS App Store
Улучшение производительности и удобства использования
•
•
Поддержка связи с RLGC и улучшение дефолтных связей с Maxwell и Q3D
Поддержка подключения общей шины для подсхем
Исправленные ошибки Twin Builder R19.1
•
•
•
DE163741 Модель Modelica с контактами Acausal2Contervative теперь компилируется без создания
дополнительных контактов
DE165209 Устранены ошибки при импорте некоторых моделей FMU
DE165640 Внутренние сети Spice моделей теперь доступны для печати
Известные проблемы и ограничения Twin Builder R19.1
Следующие пункты описывают конкретные проблемы, известные на момент выпуска. Методы решения этих
проблем, если они доступны, включены в соответствующие описания. Включение в этот документ не означает, что
проблемы и ограничения будут ликвидированы в будущих релизах.
•
•
Создание, моделирование и экспорт моделей Functional Mockup Units (FMU) и Modelica доступны только в
Twin Builder Configuration с обновленными лицензиями Twin Builder
DE164417 Для бинарных файлов, скомпилированных с помощью VS2015, требуется обновленная функция
ucrtbase.dll.
4.8 ANSYS Icepak (среда Electronics Desktop)
Основные улучшения
Процесс
•
Работа под Windows и Linux
37
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
•
•
•
Однонаправленная динамическая ссылка для передачи тепловых потерь из HFSS 3D, HFSS 3D Layout, Q3D
Extractor и Maxwell
Единая библиотека материалов, включающая тепловые, электрические и механические свойства
Поддержка скриптов на Iron Python и VBS
MCAD интерфейс AEDT
•
•
•
•
•
Связь с геометрией открытой в SpaceClaim
Печатные платы из HFSS 3D Layout
- Редактор слоев
- Визуализация проводников
- Анализ количества металла
Вложенные сетки
3D Компоненты для Icepak
Большое количество улучшений в части упрощения геометрии, ее разделения и отображения
Моделирование
•
•
•
•
•
•
•
Автоматические настройки качества сетки ползунком с возможностью ручного изменения
Возобновление Icepak решения
Улучшенное создание 3D сетки с висящими узлами (cut-cell)
Параметрическое исследование и оптимизация
Импорт поверхностных и объемных потерь по динамической ссылке
Поддержка HPC лицензий для ускорения и распределения расчетов
Поддержка планировщиков: LSF, PBS Pro, UGE, и Windows HPC
Библиотека моделей
•
•
•
•
•
•
•
Миграция библиотек компонентов в AEDT
- Радиаторы, вентиляторы и BGA упаковки
Лицензирование 3D Компонентов: Лицензирование разработчиком модели 3D Компонента и контроль его
использования
Встроенные 3D Компоненты: радиаторы, вентиляторы (2D и 3D) и печатные платы
Пост обработка
2D и 3D отображение полей
Отчеты для полей
Точки и поверхности для мониторинга
Известные проблемы и ограничения Icepak R19.1
Следующие пункты описывают конкретные проблемы, известные на момент выпуска. Методы решения этих
проблем, если они доступны, включены в соответствующие описания. Включение в этот документ не означает, что
проблемы и ограничения будут ликвидированы в будущих релизах.
•
•
DE164417 Для бинарных файлов, скомпилированных с помощью VS2015, требуется обновленная функция
ucrtbase.dll
DE166783 При использовании распределенных вычислений возможны не корректные результаты
электромагнитных потерь в объеме. Для точного решения не используйте технологии распределенных
вычислений.
38
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
4.9 ANSYS Icepak (Standalone)
Новые возможности и улучшения
Построение сетки
•
Добавлена функция «Enable per-object» для максимального уровня разбиения при построении
многоуровневой сетки, которая позволяет разбить сетку вокруг объекта до максимального уровня,
указанного для конкретного объекта.
Настройки решателя
•
Добавлена опция «Reuse existing meshes» для панелей Solve, Parameters и Optimization, чтобы
использовать существующую сетку и избежать регенерации сетки при отсутствии изменений в геометрии
модели.
Параметры
•
Добавлена функция «Save metal fraction calculation images» на панель Preferences, чтобы сохранить
изображение вычисления фракции металла как .png-файл в каталоге проекта.
Исправленные ошибки и ограничения в ANSYS Icepak 19.1 (Standalone)
Импорт/Экспорт
•
•
•
После импорта IDF некоторые значения мощности импортируются неправильно. (159516)
После импорта IDF редактирование нескольких объектов не работает корректно. (163243)
Для сетей с несколькими внутренними точками при переходном процессе значения мощности
экспортируются не корректно. (163355)
Построение сетки
•
•
•
При использовании лестничных сеток внутри сборки загрузка сетки может быть неудачной, если
количество ячеек очень велико, даже если на компьютере имеется достаточное количество оперативной
памяти. (160689)
На границах сборки не корректно разбивается сетка в некоторых 2D MLM-конфигурациях. (161 176)
При обновлении входных данных некоторые параметры сетки (локальные настройки сетки) теряются.
(164851)
Построение модели
•
•
•
Переименованные объекты работают некорректно при обновлении после редактирования других
параметров. (162689)
В некоторых случаях точки мониторов обновляются не корректно при редактировании геометрии объекта.
(163091)
Не отображается предупреждающее сообщение, когда блок с отдельными параметрами для сторон
пересекается с плоским объектом. (167399)
Параметры объектов
•
•
Значение коэффициента диффузии воды (@ 320K) не верно. (163688)
Когда отдельные поверхности определены на одной стороне блока из жидкости, внутри этого блока после
назначения одной стороны в качестве поверхности не образуется поток. (164560)
39
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Пост-Процессинг
•
При создании анимации по времени, если в узле пост-процессинга существует более двух элементов,
цветовая шкала исчезает. (157520)
Создание отчетов
•
•
В некоторых случаях значения для узлов сети отсутствуют в сводном отчете. (154086)
Для некоторых моделей результаты расчета при воздействии солнечной радиации не сообщаются
правильно. (166842)
Процесс решения
•
При попытке запустить расчет в Icepak из SIwave расчет прекращается без сообщения об ошибке. (165242)
Настройки решателя
•
•
•
При настройке опции Trials across top на панели Parameters and optimization эту настройку нельзя
сохранить после ее закрытия. (163214)
Опция Use model-based flow initialization не сохраняется при включении. (164190)
Выдается сообщение об ошибке, в которой говорится о неполноте характеристик источника джоулева
нагрева при отключении джоулева нагрева во время решения. (166472)
Интерфейс
•
Всплывающие сообщения Icepak появляются за пределами экрана или за другими окнами. (165567)
40
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Раздел 5 – Геометрия и построение сеток
5.1 ANSYS Discovery SpaceClaim
Основные улучшения
Новые возможности включенные в ANSYS Discovery SpaceClaim 19.1:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Конфигурация – Новые возможности, позволяющие пользователям опции предпросмотра перед
совершением каких-либо изменений.
Пользовательский/Графический интерфейс – автоматическое изменение размера плоскостей, при
изменении масштабирования.
Совместная топология – улучшено графическое отображение, предоставляя пользователю более четкое
представление об элементах совместной топологии
Работа со скриптами – новые дополнения позволят пользователя создавать массивы в моделях
Листовой металл – новая линия загиба для инструмента Unroll
Импорт/экспорт – обновлены версии поддерживаемых программных пакетов
Установка/лицензирование – Доступна возможность изоливать настройки при установке SpaceClaim,
Discovery Live и SCDM
Работа с фасеточной геометрией – Доступно создание групп с именами, через операции сглаживания.
Ядро – новое обновление позволяет многократно редактировать элементы.
Импорт/экспорт
Добавлены возможности импорта для:
•
•
•
•
•
•
•
AutoCAD 2018
Inventor 2018
JT10.2
Parasolid 30
SketchUp 2018
SolidEdge ST10
SolidWorks 2018
Установка/Лицензирование
Возможны установки индивидуальных версий SpaceClaim, Discovery Live, и SCDM.
5.2 Интеграция с CAD-пакетами
Важно!
•
•
Поддержка GAMBIT Reader будет прекращена после выхода ANSYS версии 19.2.
Возможность сохранения данных проекта Workbench из Teamcenter больше не будет поддерживаться
после выхода ANSYS версии 19.2.
41
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Изменения в геометрических интерфейсах для новых версий CAD-систем
Геометрические интерфейсы ANSYS Workbench обновлены, и теперь они поддерживают новые версии CAD-систем,
включая:
•
•
•
•
•
•
ACIS 2018 (Чтение поддерживается для Linux систем)
AutoCAD 2018 (Только чтение)
Inventor 2018 (Только чтение)
NX 12.0 (Независимым программным модулем)
Parasolid 30.0 (Чтение / независимым программным модулем)
Solid Edge ST10 (Только чтение)
5.3 ANSYS Meshing
Основные улучшения
ANSYS Meshing 19.1 включает в себя следующие изменения в поведении продукта:
•
•
Размерные функции упрощены и позволяют более точно связать их с передовыми настройками и
методами построения. Устаревшие настройки, которые утратили свою полезность или больше не являются
оптимальными из-за появления новых функций модуля ANSYS Meshing удалены.
Настройки Size Function, Relevance, Relevance Center, Max Face Size и Max Tet Size удалены.
Работа с файлами предыдущих версий
Если Вы продолжите работу с файлами предыдущих версий, тщательно проверьте все размерные функции и
параметры.
•
•
•
Если используются базы данных предыдущих версий (до версии 19.1), при решении будет использованы
явно определенные размеры, а не значения, выставленные по умолчанию.
Если в предыдущих версиях определен параметр Body of Influence, то для него будет определена
размерная функция Uniform. Доступен при этом будет только параметр роста Growth Rate.
Если в предыдущих версиях содержится элемент управления MultiZone, с опцией элемента Gasket, то при
запуске будет установлен инструмент управления размером сетки Gasket.
Усовершенствование размерных функций
Внесены следующие изменения:
•
•
•
•
•
•
Опция Size Function удалена. Вместо этого можно подключить опцию Use Adaptive Sizing или выбрать
Capture Curvature, Capture Proximity (можно подключить как оба параметра, так и не использовать их),
чтобы контролировать размер распределение и размер сетки.
Новая опция Resolution теперь доступна для управления распределением размеров сеточной модели при
выборе настройки Use Adaptive Sizing.
Adaptive Resolution (настройка по умолчанию Program Controlled, в диапазоне от 0 до 7). Может
применяться для изменения разрешения сетки с грубого до тонкого.
Опция Element Size теперь доступна в группе Defaults.
Опции Relevance, Relevance Center, Max Face Size и Max Tet Size удалены.
Теперь опция Element Size соответствует Max Face Size, а Max Size соответствует Max Tet Size.
42
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Gasket Meshing – сетки элементов уплотнений
Настройка построения сетки Gasket теперь может определяться в разделе Mesh для нескольких тел.
Повышение устойчивости
В текущей версии повышена надежность благодаря усовершенствованиям и исправлениям дефектов следующих
функций:
•
•
•
Shell meshing
Washers
MultiZone
5.4 ANSYS ICEM CFD
Основные усилия в версии 19.1 направлены на усовершенствование ANSYS ICEM CFD как самостоятельного
приложения, а также продолжения разработок его базовой технологии, включенной в модуль Meshing на базе
ANSYS Workbench.
Следующие улучшения внесены в ANSYS ICEM CFD для улучшения работы с блоками:
•
Улучшено преобразование поверхностей с более чем четырьмя узлами на гранях, на которых производится
построение структурированных сеток (Face Mapped). Преобразование будет выполнено, как только при
определении вершин в углах (corners) и узлов на боковых сторонах (side) будут определены четыре угла
для построения структурированной сетки. Кроме того, добавлена возможность распознавания замкнутых
контуров, характерных для кольцевых граней. Для таких контуров появилась возможность построения
структурированных сеток без идентификации каких-либо угловых вершин (corners) или узлов на боковых
сторонах (side).
5.5 ANSYS IC Engine
Версия 19.1 не содержит новых возможностей.
Документация по IC Engine была перемещена в раздел Fluent документации Workbench User's Guide, а разделы,
касающиеся Forte – в документацию по Forte. Получить доступ к этим материалам можно в разделе документации
пользовательского портала ANSYS.
43
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Раздел 6 – Обновления расчетной платформы
6.1 ANSYS Workbench
Платформа ANSYS Workbench
Платформа ANSYS Workbench получила множество новых функций и улучшений.
Общие улучшения ANSYS Workbench
•
Файлы архива проекта (*.wbpz) теперь можно импортировать через меню Файл → Импорт.
Функция Update для Design Point
•
При отправке нескольких заданий на обновление Design Point через Remote Solve Manager (RSM), если ни
одна из Design Point, являющихся частью задания, не имеет связанных с ними файлов, архивный файл
больше не воссоздается для этого задания. Где это возможно, существующие архивные файлы
используются для принятых заданий.
System Coupling
•
Никаких улучшений в Workbench в отношении System Coupling не было.
Mechanical APDL
•
В ANSYS Workbench никаких усовершенствований в отношении Mechanical APDL не было.
Remote Solve Manager
•
Никаких улучшений в Workbench в отношении Remote Solve Manager (RSM) не было.
Расширение External Connection
Надстройка External Connection устарела. External Connection заменен технологией ANSYS ACT как лучшим
средством для интеграции пользовательских внешних приложений и процессов в рабочий процесс проекта ANSYS
Workbench.
В выпуске 19.0 поддержка продолжалась для существующих проектов, которые используют систему External
Connection, но не для новых проектов. Тем не менее, External Connection полностью упразднено в выпуске 19.1.
Мы призываем всех клиентов и партнеров, работающих в настройке Workbench, перейти на использование ACT.
ANSYS Workbench и EKM
В выпуске 19.1 приостановлена поддержка ANSYS EKM. Workbench 19.1 не совместим с существующими
установками EKM. Все связи с хранилищами EKM были удалены из Workbench. Передача данных из Workbench на
портал EKM не поддерживается.
Для получения дополнительной информации обратитесь в офис или службу технической поддержки ЗАО
«КАДФЕМ Си-Ай-Эс».
44
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Интерфейс Engineering Data
В версии 19.1 в интерфейсе Engineering Data были сделаны следующие улучшения:
•
•
•
•
•
•
В интерфейсе Engineering Data в категории Life больше не доступны свойства Alternating Stress, Mean Stress
и Alternating Stress R-Ratio. Эти свойства были заменены свойством S-N Curve. Доступны новые
переменные поля Mean Stress, R-Ratio и температура. Эти свойства позволяют задавать длительную
прочность материала для анализов Static Structural и Transient Structural.
Температура плавления теперь доступна как физическое свойство для приложений аддитивного
производства.
Water Liquid теперь является материалом по умолчанию для систем акустики.
Теперь доступна библиотека Granta Design Sample Materials – библиотека из более чем 100 материалов.
Также доступна библиотека материалов для приложений аддитивного производства.
Удельная теплоемкость, статическое давление и теплопроводность теперь поддерживают использование
переменных поля: координата X, координата Y, координата Z и другие, определенные пользователем.
External Data
Никаких улучшений для External Data не было.
External Model
Для версии 19.1 External Model не имеет новых функций или улучшений.
Mechanical Model
В версии 19.1 модуль Mechanical Model не имеет новых функций или улучшений.
FE Modeler
Работа FE Modeler теперь приостановлена. Новые технологии ANSYS, такие как External Model, сделали
приложение FE Modeler бесполезным.
TurboSystem
TurboSystem – это набор программных средств в ANSYS Workbench, которые используются при проектировании
турбомашин:
•
•
•
•
•
Система Turbo Setup
Система показателей производительности
Vista AFD, Vista CCD, Vista CPD и Vista RTD
Turbo Mesh
Vista TF
Новые возможности и улучшения
•
При использовании команды Create New > Geometry Create New > Throughflow в Vista CCD / CPD / RTD,
геометрия BladeEditor в системе Geometry или Throughflow больше не включает функцию ExportPoints. В
результате, если геометрия BladeEditor передается в TurboGrid (например, Transfer Data To New >
45
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
•
•
TurboGrid), геометрия будет по умолчанию передаваться с использованием режима CAD (который
является предпочтительным), а не режима профилей точек Profile Points.
По умолчанию, когда компонент TurboGrid (Turbo Mesh) подключен к компоненту BladeEditor (Geometry),
он использует имена лопаток, заданные функциями, за исключением случаев, когда компонент Turbo Mesh
создается командой Create New> Turbomachinery Fluid Flow (BladeEditor). В этом случае TurboGrid
использует стандартные имена. Можно принудительно заставить TurboGrid использовать стандартные
имена, выбрав опцию Ignore Upstream Blade Names ячейки Turbo Mesh; можно сделать это, например,
когда осуществляется переключение с BladeGen на BladeEditor в качестве источника геометрии в рамках
существующего проекта Workbench, т.к. в этом случае требуются стандартные имена.
В версии 19.1 при использовании Create New> Geometry (BladeEditor) из компонента CCD Vista, Shroud tip
clearance определяется с использованием Shroud gap фиксированного размера. В предыдущих выпусках
Shroud tip clearance определялся с использованием слоя.
6.2 System Coupling
System Coupling предлагает обновленную версию механизма связывания System Coupling Service v2.0. Робастный
API обеспечивает доступ ко всей инфраструктуре системного связывания, позволяя настраивать, модифицировать
и запускать моделирование сопряженных междисциплинарных задач полностью из командной строки.
Обновления включают:
•
•
•
•
•
•
Поддержку стационарного и нестационарного моделирования
Настройку связанных компонентов задач как внутри, так и вне ANSYS Workbench
Высокую степень контроля при запуске связанного анализа и изменении его настроек
Автоматизированный, координированный запуск и выполнение для связанных компонентов задачи и
связанного обслуживания
Расширенные команды для интерактивного процесса вычислений
Автоматизированный перезапуск с окончательных или промежуточных результатов
В релизе 19.1 в качестве связанных компонентов полностью поддерживаются ANSYS CFX и ANSYS Mechanical. ANSYS
Fluent поддерживается на уровне модифицированной бета-версии; для получения детальной информации
обратитесь в службу технической поддержки ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс» и руководству по функциональным
возможностям бета-версии Fluent (Fluent Beta Features Manual).
6.3 ANSYS ACT
В версии ANSYS 19.1 технология ANSYS ACT получила следующие улучшения, которые (кроме оговоренных случаев)
отражены также в руководстве разработчика ANSYS ACT Developer’s Guide.
ACT Customization Suite
Технология ANSYS ACT вытеснила ANSYS Software Development Kit (SDK) и External Connection Add-in, предоставляя
лучший в своем классе набор инструментов для кастомизации продуктов ANSYS.
Последний доступный дистрибутив SDK и External Connection Add-in включен в ANSYS 18.2.
ANSYS ACT обеспечивает простой и, в то же время, мощный инструментарий для кастомизации Workbench с
акцентом на удобство использования и унифицированность. ACT предлагает пользователям улучшенные по
сравнению с SDK возможности по интеграции сторонних решений.
46
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
В версии 19.1 технология ACT продолжила своё развитие, предоставляя всё больше возможностей по добавлению
нового функционала в ANSYS Workbench. Традиционно ACT позволяет кастомизировать схему проекта, передачу
данных между расчётными системами, параметрический анализ и управление удалённым запуском. Вы также
откроете множество новых возможностей по снижению временных затрат, исключительно благодаря простоте
ACT и широкому охвату продуктов.
Кроме того, с развитием ACT ушла в прошлое имевшая место для SDK установка отдельных пакетов ANSYS,
интегрированных сред разработки и программ для компиляции кода. Теперь в каждом продукте есть встроенные
средства разработки, позволяющие автоматизировать процесс написания программ, осуществлять наглядную
навигацию по API, производить отладочные операции и подготовку решения для внедрения и распространения.
•
•
Подробная информация об ACT опубликована в разделе документации ANSYS ACT Developer’s Guide
Подробная информация о переходе с SDK и External Connection Add-in на ACT доступна в разделе ANSYS
SDK and External Connection Add-In Migration Guide на странице ACT Resources page портала пользователей
ANSYS.
ACT App Builder
ACT App Builder – это самостоятельная утилита для визуального создания ACT-расширений. Будучи полностью
интегрированной в ANSYS ACT 19.1, ACT App Builder запускается как в Workbench, так и в AIM и используется для
создания и редактирования XML кода для ACT-расширений с использованием графического интерфейса.
Подробную информацию см. в разделе документации ACT App Builder.
ACT Workflow Designer
Утилита ACT Workflow Designer автоматизирует настройку расчётного процесса, избавляя от «ручного» написания
XML- и IronPython-скриптов. Будучи полностью интегрированной в ANSYS ACT 19.1, она делает интерактивным
процесс создания пользовательских расчётных систем и их компонентов. Подробную информацию см. в разделе
документации ACT Workflow Designer.
ACT Documentation
Руководство разработчика ACT (ANSYS ACT Developer's Guide) теперь включает раздел ANSYS App Store Extensions,
посвящённый бесплатным приложениям магазина ANSYS App Store с открытым исходным кодом. В своих
собственных разработках вы можете использовать фрагменты XML- и IronPython-скриптов этих приложений.
Улучшение производительности скриптов в Mechanical
В ACT 19.0 добавлен метод with Transaction(), позволяющий определить область действий с пользовательским
интерфейсом таким образом, чтобы обновление происходило только в конце них. В ранних версиях
быстродействие скриптов в Mechanical было плохим из-за постоянного обновления пользовательского интерфейса
после каждого вызова соответствующего метода. Соответственно, при создании или модификации 100 объектов,
интерфейс обновлялся 100 раз.
Пример кода, использующего метод with Transaction():
with Transaction():
# create or modify many objects here
contacts = ExtAPI.DataModel.Project.Model.Connections.Children[0]
for contact in contacts.Children:
contact.ContactType = ContactType.NoSeparation
47
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Постпроцессинг в Mechanical
В ACT 19.0 стало возможным создание ACT-объектов в дереве Mechanical с целью доступа к результатам
оболочечных и слоистых элементов, контактов и последующего отображения их как пользовательских
результатов. Для корректной настройки коллектора результатов используются методы SetAllValues и
NumberValuesByElement. Чтение файла результатов отдельным процессом позволяет получить необходимые
величины без прямого взаимодействия с Mechanical, что повышает производительность программы. Подробную
информацию см. в следующих разделах документации ANSYS ACT Customization Guide for Mechanical:
•
•
•
•
Creating a Custom Stress Result on a Shell Element (создание пользовательского результата с напряжениями
для оболочечных элементов)
Creating a Custom Stress Result on a Layer Element (создание пользовательского результата с напряжениями
для слоистых элементов)
Creating a Custom Result on a Contact (создание пользовательского результата для контакта)
Retrieving Mechanical Results More Efficiently (повышение эффективности получения результатов в
Mechanical)
6.4 ANSYS Remote Solve Manager (RSM)
Новые возможности и улучшения
•
Вместе с релизом 19.1 представлено новое приложение RSM Cluster Load Monitoring, позволяющее
получить информацию о текущем состоянии кластеров, интегрированных с RSM. Эта информация будет
полезна для мониторинга использования вычислительных ресурсов, проверки их доступности и
решения возникающих затруднений в выполнении расчетов.
•
RSM Cluster Load Monitoring позволяет быстро визуализировать
-
Количество доступных процессорных ядер
-
Количество доступных вычислительных узлов
-
Количество используемых ядер/полное количество ядер на узле
-
Подробную информацию о состоянии недавних расчетных заданий
Проблемы, исправленные в данном релизе
•
Когда расчетное задание ставиться для решателя MAPDL, работающего в режиме сервера (As A Server,
AAS), как например в случае постановки расчета через портал EKM, и нет свободных лицензий на запуск
решателя, задача может длительное время (до 20 минут) находится в стадии запуска до того момента,
когда система сообщит о нехватке лицензий. Дополнительно, можно заметить, что расчетный процесс
будет отображаться в диспетчере процессов операционной системы еще до 80 минут после сообщения
об ошибке. Расчетный процесс не будет потреблять существенных машинных ресурсов.
Известные проблемы и ограничения
Существует ряд известных проблем и ограничений в работе ПО на момент выхода релиза 19.1:
•
В текущем состоянии RSM Job Monitoring отображает информацию по расчетным заданиям только для
текущего пользователя. RSM Job Monitoring не показывает информацию для всех пользователей.
48
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
•
Расчеты, использующие System Coupling и исполняемые на кластерах под управлением Microsoft HPC
2012 или 2016, могут завершатся с ошибкой, если доступ к общей staging директории открыт не с
головного узла кластера.
•
Расчетное задание, посылаемое на расчет через RSM, может завершаться с ошибками, в случае, если в
названии директории, содержащей расчетный проект, встречаются специальные символы или буквы с
надстрочными или подстрочными символами. Удаление таких особенностей названия исправляет
ошибку.
•
RSM Job Monitoring поддерживается только для Windows.
Устаревшие функции
•
Опция EKM признана устаревшей в версии 19.1.
В приложении RSM Configuration опция EKM Portal была удалена из списка доступных HPC ресурсов. Больше нельзя
создавать конфигурации RSM для отправки расчетов на портал EKM. Также нельзя использовать конфигурации,
оставшиеся от предыдущих релизов.
6.5 ANSYS DesignXplorer
Возможность определения целевых функций в ячейке оптимизации
•
В ячейке Optimization теперь можно задать целевые фукнции для слледующих методов оптимизации:
-
Screening;
MOGA;
NLPQL;
MISQP;
ASO;
AMO;
Внешний оптимизатор, созданный с помощью ACT расширения.
Отключение сдвига и масштабирования непрерывных параметров полиномиальной поверхности отклика
второго порядка
•
При создании полиномиальной поверхности отклика второго порядка (опция Response Surface Type
установлена на “Standard Response Surface - Full 2nd-Order Polynomial”) управление опциями сдвига и
масштабирования параметров происходит в 2 местах:
- Если отображаются дополнительные опции (advanced properties), и по крайней мере один входной
параметр является непрерывным, то в свойствах ячейки Meta Model отображаются опции Inputs
Transformation Type и Inputs Scaling. Для опции Inputs Transformation Type можно выбрать YeoJohnson (по умолчанию) или None. При выборе None сдвиг параметров отключается. Опция Inputs
Scaling включена по умолчанию. При деактивации данной опции отключается масштабирование
входных параметров.
- Если в дереве выбран непрерывный выходной параметр, то в окне свойств всегда отображается
опция Transformation Type. Если при этом показываются дополнительные свойства (advanced
properties), то также будет отображаться опция Scaling. Для Transformation Type можно выбрать
Yeo-Johnson, Box-Cox и None. Если выбрано None, то сдвиг параметров отключается. Опция Scaling
включена по умолчанию. При деактивации данной опции отключается масштабирование выходных
параметров.
49
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Возможность указания уровня значимости и доверительного интервала для полиномиальной поверхности
отклика второго порядка
•
Теперь в ячейке Response Surface уровень значимости (Significance Level) и доверительный интервал
(Confidence Level) доступны в качестве свойств поверхности отклика, когда выбран тип поверхности
отклика “Standard Response Surface - Full 2nd-Order Polynomial” и включено отображение дополнительных
опций (advanced options).
-
Когда в окне Outline выделена поверхность отклика (Response Surface), в окне свойств
отображается уровень значимости. Данная дополнительная опция устанавивает порог при
создании метамодели для отсеивания значимых членов полиномиальной регрессии. По
умолчанию установлено значение 0,05. Вы можете изменить его на любое чилсо в диапазоне от 0
до 1.
-
Когда в окне Outline в опции «Quality» выбрано «Goodness Of Fit», то в окне свойств отображается
доверительный интервал (Confidence Level). Данная дополнительная опция используется для
оценки статистического критерия и показывает вероятность попадания входного параметра внутрь
доверительного интервала. Значение по умолчанию составляет 0,95, что означает, что интервал
вычисляется так, чтобы значение входного параметра попадало в интервал в 95 из 100 случаев. Для
данной опции можно задать любое значение от 0 до 1. Значение опции используется только для
генерации расширенного отчета по статистическому критерию. В силу того, что значение не
учитывается при обновлении поверхности отклика, изменение его значения не требует
перестроения поверхности отклика.
Обучающие материалы по оптимизации в DesignXplorer
•
В справке ANSYS теперь представлено новое руководство “ANSYS DesignXplorer Optimization Tutorials”. В
данном руководстве вы можете найти несколько примеров, поясняющих как использовать DesignXplorer
для анализа пространства параметров и оптимизации.
Документ по бета функциям DesignXplorer
•
Также в справке ANSYS представлен документ «ANSYS DesignXplorer Beta Features Documentation», в
котором внимание сфокусировано на том, как можно создать модели пониженного порядка (ROM)
посредством стационарного анализа в Fluent и использовать их в расчетах трехмерных моделей, что
позволяет быстро исследовать модель при ее варьировании.
Совместимость расширений DesignXplorer
•
Следующие расширения были обновлены для осуществления совместимости с версией 19.0:
- MATLAB Optimizers;
- Response Surface Reader.
6.6 ANSYS Viewer
Новые возможности и улучшения
•
В ANSYS Viewer никаких изменений не было.
50
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Исправленные ошибки и ограничения
Со всеми исправленными ошибками и ограничениями Вы можете ознакомиться в документе Resolved Issues and
Limitations документации ANSYS.
Известные проблемы и ограничения
Все известные ошибки и ограничения перечислены в документации в пункте Known Issues and Limitations раздела
ANSYS Viewer User's Guide.
51
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Раздел 7 – Обновления ANSYS Discovery
7.1 ANSYS Discovery AIM
Прочностной анализ
•
•
•
•
•
•
В шаблонах доступен модальный анализ с предварительным нагружением.
Доступна таблица собственных частот и форм. Она автоматически создается в шаблоне Structural и
позволяет параметризировать собственные частоты.
В топологической оптимизации доступна валидация проекта.
Теперь доступна идентификация всех контактов, шарниров или пружин для выбранного тела или тел.
Необходимо нажать правой кнопкой мыши или выбрать фильтр в таблице контактов.
Ссылки теперь позволяют просмотреть данные о контактах, шарнирах или пружинах.
При наличии лицензии Mechanical Enterprise или CFD Enterprise доступна передача шарниров в Mechanical
через среду Workbench (лицензия Discovery AIM не поддерживает эту возможность)
Магнитный анализ
•
•
Для обработки результатов электромагнитного анализа доступна визуализация компонентов вектора
магнитной плотности, интенсивности и плотности тока.
Для задач электромагнитного моделирования с постоянным магнитом, для материала теперь
отображается направление коэрцитивной силы, которое позволяет визуально верифицировать
направление и упростить настройки модели с постоянным магнитом.
Механика жидкости и газа
•
•
•
•
Контекстное меню было добавлено в анализ механики жидкости и газа для падения давления, расчете сил
(сопротивления, скольжения) и массового расхода для упрощения добавления результатов.
Улучшения были сделаны для шаблона механики жидкости и газа в области использования определения
физики и обеспечения доступности выбранных материалов для каждого домена.
Появилась возможность проводить расчет литья под давлением в AIM.
Доступны специализированные граничные условия для полимерной экструзии твердотельной модели без
изменения геометрии или сетки.
Общие нововведения
•
•
•
•
Настройка конечно-элементной модели на основании физики помогает упростить и автоматизировать
процесс настройки. Это устраняет необходимость задания параметров сетки, и вместо этого
соответствующая сетка генерируется автоматически, основываясь на предопределенных настройках для
каждой дисциплины.
Быстрый предпросмотр результатов на основании предварительных настроек дисциплины.
Запись движений на экране и их экспорт в файл видео.
Улучшен шаблон, обеспечивающий обмен данными с Discovery Live. Такие граничные условия, как момент,
опора без трения, массовый расход и тепловой поток передаются из Discovery Live в AIM автоматически.
52
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Ограничения
Все известные к выходу этого документа ограничения представлены в Knowledge Resources > в онлайндокументации.
7.2 ANSYS Discovery Live
ANSYS Discovery Live обеспечивает интерактивное численное моделирование и тесно связано со средствами
прямого геометрического моделирования для моментального исследования конструкции и быстрой разработки
первоначального варианта изделия.
Обновления в этой версии стремятся сделать процесс моделирования быстрее и проще, чем это было ранее.
Теперь можно тратить больше времени на более тщательное изучение концепций, чем на сам процесс расчета и
моделирования.
Новые возможности ANSYS Discovery Live 19.1 включают:
•
•
•
•
•
•
Физика – серьезные улучшения с точки зрения механики жидкости и газа: в 10 раз точнее вычисление
давления, малых пограничных слоев, сглаживание результатов и результатов вдоль свободной стенки.
Результаты – новый интерфейс отображения результатов, новые типы и динамическая визуализация для
позиционирования результатов и масштабирования
Пользовательский/графический интерфейс – изменения инструментов и ленты позволяет использовать
программное обеспечение на интуитивно понятном уровне
Граничные условия – обновлененные граничные условия предоставляют больше настроек и облегчают
использование
Установка/Лицензирование – теперь можно изоливать настройки для установки SpaceClaim, Discovery Live
и SCDM
Работа с фасеточной геометрией
53
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
www.cadfem-cis.ru
www.ansys.com
Москва
 +7 (495) 644-06-08
111672, г. Москва,
ул. Суздальская, д. 46, офис 203
Санкт-Петербург
 +7 (812) 313-19-17
195197, г. Санкт-Петербург,
Кондратьевский пр., д. 15, корпус 3,
б/ц «Фернан Леже», офис 322
Самара
 +7 (846) 279-49-71
443069, г. Самара,
ул. Авроры, д. 110, корпус 1, офис 406
Екатеринбург
 +7 (343) 385-04-20
620049, г. Екатеринбург,
ул. Софьи Ковалевской, д. 3, офис 401
Новосибирск
 +7 (383) 251-01-84
630007, г. Новосибирск,
ул. Советская, д. 5,
б/ц КРОНОС, блок Б, офис 641
Ростов-на-Дону
 +7 (928) 101-67-56
© ANSYS, Inc., ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», 2018
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Анализ НДС внутренней втулки гидростата на давление 200 МПа
Выполнить анализ НДС внутренней втулки контейнера гидростата, скрепленной обмоткой из
высокопрочной ленты. Изнутри на втулку действует рабочее давление p, снаружи – давление
витков скрепляющей обмотки p0.
Исходные данные для расчета:
(400,800)
Z
(500,800)
Материал втулки:
сталь 5ХНМ;
7
2
Модуль упругости:
E = 2,1·105 МПа;
Коэффициент Пуассона:
 = 0,3;
Внутренний диаметр:
d = 800 мм;
Наружный диаметр:
D = 1000 мм;
Высота втулки:
h = 1600 мм;
Длина зоны действия давления p:
l = 1340 мм ;
Внутреннее давление:
p = 200 МПа;
Давление в стыке обмотки и втулки:
p0= 148 Мпа;
Длина зоны действия давления p0:
l0 = 1440 мм.
3
(400,670)
4
(500,720)
5
p
h
l0
1
p0
l
(400,0)
R
(500,0)
d
D
Рис. 1
Как следует из расчетной схемы (рис. 1), задача может быть решена в осесимметричной
постановке, причем достаточно выполнить анализ для 1/4 полной границы поперечного
сечения контейнера. Число участков границы – 5. Координаты (x,y) начальных и конечных
точек участков указаны на рис. 1 в круглых скобках. На участках 1 и 5 действует нагрузка в
виде нормального давления величиной p0 и p соответственно.
Пошаговое решение задачи
Установка типа решения (шаг не обязателен)
Main Menu – Preferences – Structural – h-Method
Выбор типа элементов
Main Menu – Preprocessor – Element Type Add/Edit/Delete – Add – Structural Solid –
Quad 4node 42
OK
Main Menu – Preprocessor – Element Type Add/Edit/Delete – Options –
K3=Axisymmetic
OK
Задание свойств материала
Main Menu – Preprocessor – Material Props – Isotropic –
MatNum=1 OK
EX=2.1e5; MU=0.3 OK
Создание твердотельной модели
Main Menu – Preprocessor – Create – Areas – Rectangle – By Dimensions –
X1=400 X2=500 Y1=0 Y2=670
Apply
X1=400 X2=500 Y1=670 Y2=720
Apply
X1=400 X2=500 Y1=720 Y2=800
OK
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
"Склейка" поверхностей
Main Menu – Preprocessor – Operate – Glue – Areas –
Pick All
Создание конечно-элементной модели
Main Menu – Preprocessor – Mesh Tool
Line Set; Areas (Quad – Mapped;) Mesh – Pick All
5
5
3
40
Приложение нагрузок
Назначение линии симметрии
Main Menu – Solution – Loads – Structural – Displacement – Symmetry B.C. – On Lines – указать
нижнюю горизонтальную линию
Приложение давлений
Main Menu – Solution – Loads – Structural – Pressure – On Lines – указать линии
Решение
Main Menu – Solution – Current LS
OK
Просмотр результатов
Main Menu – General Postprocessor
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Excellence in Engineering Simulation
ISSUE 1 | 2018
SPOTLIGHT ON
Autonomous
Vehicles
15 Drive Safely
Identifying autonomous
system weaknesses
20 Safe Travels
Ensuring dependable
automotive electronics
24 On the Radar
Pioneering reliable
radar systems
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
PR E S E N T I N G S PON S OR
JUNE 17-20, 2018 | BOSTON, MA
EXPLORE NEXT GENERATION DIGITAL TWINS BUILT WITH
ANSYS SIMULATIONS AND PTC THINGWORX ANALYTICS
$100 OFF ALL ACCESS PASS
USE PROMO CODE: DIGITALTWIN
LIVEWORX.COM
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
ED IT OR I A L
THE FUTURE IS SELF-DRIVEN
Autonomous vehicles are poised to redefine the global automotive and aerospace industries,
among others. But designing these complex products for the required level of safety and
reliability represents an engineering challenge without precedence.
By Sandeep Sovani,
Director for the Global Automotive
Industry, ANSYS
Who doesn’t get excited about the prospect of self-driving cars, aircraft and robotic
vehicles? Once the stuff of science fiction movies and Saturday morning cartoons,
autonomous vehicles are already becoming a reality — and will soon become
commonplace.
Experts believe that the emergence of safe autonomous driving technology will
completely reinvent the global automotive industry, replacing millions of privately
owned cars with fleets of robo-taxis, similar to today’s Uber and Lyft — but completely
electric and self-driving.
While 2020 is the generally agreed-upon target for the first commercial release of
autonomous cars, technology experts at RethinkX recently predicted that by
2030 — just 10 years later — a full 95 percent of U.S. passenger miles will be served by
autonomous electric vehicles owned by companies providing Transportation
as a Service (TaaS).[1]
Similarly, unmanned aerial vehicles,
or UAVs, are expected to revolutionize
the shipping industry, as Amazon, UPS,
Domino’s Pizza and other businesses
aggressively invest in drone delivery
capabilities.[2] A recent report from
Interact Analysis estimates that there will
be a six-fold increase in drone shipments
by 2022 to meet this demand, resulting
in industry revenues that will grow from
$1.3 billion in 2016 to $15 billion in
2022.[3] Amazon has stated an ambitious
goal: to eventually drone-deliver packages
to consumers within 30 minutes of order
placement.[4]
While these are exciting predictions,
the world’s engineers are tasked with
the real, hands-on work of making this
vision a reality in just a few short years.
The design challenges associated with
autonomous vehicles are unparalleled in
the history of the transportation industry
— and the bar for safety and reliability
has never been set higher.
For example, consider the problem
of weather conditions. How can selfdriving cars sense highway lanes, other
vehicles and pedestrians when thick fog
or snow obscures their “vision” — i.e.,
their cameras, radar and lidar systems?
How can drones sense and respond to the
unexpected wind shifts that are typical
of urban landscapes as they attempt to
make deliveries?
Before they can be successfully
launched onto real-world highways and
into actual skies, autonomous vehicles
must be exhaustively tested and
certified for safe operation. But how can
this rigorous testing take place for such
complex products, while still meeting
ambitious deadlines — and delivering
a healthy profit margin?
The answer is engineering
simulation. To capture the market
opportunity — and with human lives
at stake — only simulation combines
a high degree of speed and costeffectiveness with a high degree of
product confidence. Multiphysics
software from ANSYS enables
companies to replace years of physical
testing with simulations that replicate
every aspect of autonomous vehicle
performance under thousands of
operating scenarios — all in a risk-free
virtual environment.
As just one example, simulation
allows product developers to view what
sensors can actually “see” under a
variety of real-world weather conditions
— instead of waiting months or years
to conduct physical testing under every
possible weather scenario.
By developing and testing critical
components such as software,
electronics and sensors in a riskfree virtual world, ANSYS customers
© 2018 ANSYS, INC.
are among the leaders in the global
drive toward vehicle autonomy. This
issue of ANSYS Advantage highlights
some of the advanced applications for
simulation that are making the dream of
autonomous vehicles a reality.
While it will be a few more years
until our roads and skies are filled
with self-driving cars and autonomous
aircraft, these companies are shaping
the future with their important product
development work. Whatever your
industry or product focus, we hope you
will be inspired by the high-impact
simulations they are performing to solve
the most challenging problems related
to vehicle autonomy.
References:
[1] USA Today. usatoday.com/story/
tech/news/2017/05/04/self-drivingelectric-vehicles-make-car-ownershipvanish/101204980 (02/18/2018)
[2] Bloomberg. bloomberg.com/news/
articles/2017-06-21/the-future-of-dronedelivery-hinges-on-predicting-theweather-block-by-block (01/11/2018)
[3] Interact Analysis. interactanalysis.
com/drones-market-2022predictions (01/11/2018)
[4] Opinion Outpost. opinionoutpost.
com/en/blog/whats-going-on-withamazons-delivery drones (01/11/2018)
ANSYS ADVANTAGE I 1
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Table of
Contents
Spotlight on Autonomous Vehicles
4
PERVASIVE ENGINEERING
SIMULATION
Simulation Redefined
Today, simulation must be used daily,
on every product and across the entire
product lifecycle, to study and improve
every aspect of performance.
20
28
Safe Travels
Autonomy on Roadways
and Railways
SEMICONDUCTOR SIMULATION
With the safety of a vehicle’s occupants
increasingly dependent on electronics,
engineering simulation is vital to avoid
failure.
SENSOR SIMULATION
Autodrive develops technology that
uses plastic code markers on roads and
rail tracks to precisely locate a vehicle
to increase safety and traffic capacity.
24
SENSOR SIMULATION
On the Radar
10
BEST PRACTICES
Autoliv uses ANSYS electromagnetic
simulation software to evaluate radar
integration scenarios to pioneer
reliable systems and avoid costly
design revisions.
Navigating Toward
Full Autonomy
32
SENSOR SIMULATION
Autonomous Vehicle
Radar: Improving Radar
Performance with
Simulation
Engineering simulation is critical in
the drive toward fully autonomous
vehicles.
Ensuring that automotive radar systems
operate reliably and provide accurate
input to the control system requires use
of advanced engineering simulation.
15
SOFTWARE AND ALGORITHM
DEVELOPMENT
Drive Safely
It is impossible to program a computer
to handle every possible driving
scenario, so today’s autonomous
driving systems feature programs that
learn and think like human beings.
2 I ANSYS ADVANTAGE
ABOUT THE COVER
The race is on to achieve full
autonomy within the next few
years, which means overcoming
a host of advanced engineering
challenges. This issue of ANSYS
Advantage demonstrates how
simulation is critical in the drive
toward full autonomy.
ISSUE 1 | 2018
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Simulation@Work
46
OIL AND GAS
38
MANUFACTURING
Simulation and Additive
Manufacturing Speed
Tooling Design
Senior Flexonics engineers validated
tooling to manufacture finned tubes
for a new compact liquid/air heat
exchanger using ANSYS solutions.
Sure Footing for Onshore
Drilling Sites
The time to develop new boxes to
raise equipment and workers over
waterlogged areas has been reduced
by 90 percent.
elcome to ANSYS Advantage!
We hope you enjoy this issue
containing articles by ANSYS customers,
staff and partners. Want to be part of
a future issue? The editorial team is
interested in your ideas for an article.
Contact us.
The Editorial Staff, ANSYS Advantage
ansys-advantage@ansys.com
Executive & Managing Editor
Chris Reeves
Editorial Advisers
Amy Pietzak, Tom Smithyman
49
Editorial Contributor
ANSYS Customer Excellence
North America
Designing Modular
Wellheads
Senior Editor
Tim Palucka
OIL AND GAS
Leveraging ANSYS simulation to
evaluate design alternatives for a
wellhead component, WEFIC reduced
development time by about 80 percent.
42
Designer
Dan Hart
Editors
Erik Ferguson
Mark Ravenstahl
Kara Gremillion Walter Scott
Thomas Matich Terri Sota
Art Directors
Ron Santillo, Dan Hart
AUTOMOTIVE
A Window into Automotive
Noise
At Corning, engineers combined
aerodynamic and vibro-acoustic
analysis in ANSYS Workbench to
determine how glazing can help
control interior noise.
W
52
CONSTRUCTION
Turn Up the Heat in a
Rooftop Heating Unit
Using simulation to design a rooftop
heating unit that meets energyefficiency goals saved 60 to 80 hours
of testing.
Departments
56
NEWS
Simulation in the News
A roundup of news items
featuring simulation
Join the simulation conversation
ansys.com/Social@ANSYS
ANSYS, Inc.
Southpointe
2600 ANSYS Drive
Canonsburg, PA
15317
USA
Subscribe at ansys.com/magazine
Realize Your Product Promise®
If you’ve ever seen a rocket launch, flown on an
airplane, driven a car, used a computer, touched a
mobile device, crossed a bridge, or put on wearable
technology, chances are you’ve used a product where
ANSYS software played a critical role in its creation.
ANSYS is the global leader in engineering simulation.
We help the world’s most innovative companies
deliver radically better products to their customers.
By offering the best and broadest portfolio of
engineering simulation software, we help them solve
the most complex design challenges and engineer
products limited only by imagination.
ACT, AIM, Aqwa, Autodyn, BladeModeler, CFD, CFD Enterprise, CFD Flo,
CFD Premium, CFX, Chemkin-Pro, Cloud Gateway, Customization Suite,
DesignerRF, DesignerSI, DesignModeler, DesignSpace, DesignXplorer,
Discovery Live, EKM, Electronics Desktop, Elastic Licensing, Enterprise
Cloud, Engineering Knowledge Manager, EnSight, Explicit STR, Fatigue,
FENSAP-ICE, FENSAP-ICE-TURBO, Fluent, Forte, Full-Wave SPICE, HFSS,
High Performance Computing, HPC, HPC Parametric Pack, Icepak,
Maxwell, Mechanical, Mechanical Enterprise, Mechanical Premium,
Mechanical Pro, Meshing, Multiphysics, Nexxim, Optimetrics, OptiSLang,
ParICs, PathFinder, Path FX, Pervasive Engineering Simulation, PExprt,
Polyflow, PowerArtist, Professional, Professional NLS, Professional NLT,
Q3D Extractor, RedHawk, RedHawk-SC, RedHawk-CTA, Rigid Body
Dynamics, RMxprt, SCADE Architect, SCADE Display, SCADE LifeCycle,
SCADE Suite, SCADE Test, SeaHawk, SeaScape, SIwave, Simplorer, Solver
on Demand, SpaceClaim, SpaceClaim Direct Modeler, Structural, TGrid,
Totem, TPA, TurboGrid, Workbench, Vista TF, Realize Your Product
Promise, Sentinel, Simulation-Driven Product Development
ICEM CFD is a trademark licensed by ANSYS, Inc. LS-DYNA is a
registered trademark of Livermore Software Technology Corporation.
nCode DesignLife is a trademark of HBM nCode. All other brand,
product, service, and feature names or trademarks are the property
of their respective owners.
2018 ANSYS,
© 2018
ANSYS,INC.
INC.
ANSYS ADVANTAGE I 3
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
PER VA SI V E EN GI N E E R IN G S IM U L A TIO N
For the products of tomorrow to become a reality,
engineering simulation must change. It will
evolve to be the tool for every engineer, for every
product, across the entire lifecycle. Without this
evolution, we will not be able to fully capitalize
on the opportunities created by Industry 4.0.
Those who do less will be out-innovated.
For nearly half a century, ANSYS has been instrumental in helping customers
drive innovation with engineering simulation, while also reducing costs and
product development time. From cars, planes and trains to consumer electronics,
industrial machinery and healthcare solutions, ANSYS software has helped
create products that have transformed their
respective industries.
4 I ANSYS ADVANTAGE
ISSUE 1 | 2018
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
While we are amazed by our customers’ achievements,
we believe they represent only the beginning of the
incredible value simulation can generate. Today,
simulation is entering a new era, characterized by three
fundamental changes:
• Simulation used to be a scarce resource applied in the design
of only the most complex industrial products, but now is
becoming integral to the design of every product.
• Product simulation examined single attributes: one
physics, one component, one design. Now we explore a
plethora of designs at the system level with interactions
across multiple physical and digital domains.
• Perhaps most exciting, simulation is being leveraged not
just for design validation, but from early ideation through
manufacturing, operations and maintenance.
In short, engineering simulation is becoming more
pervasive in its ability to positively impact product innovation
and performance, drive top-line growth and deliver end-user
benefits.
Because these trends are reshaping how ANSYS develops its
engineering simulation software — as well as how customers
worldwide, in every industry, leverage our solutions — it is
worth considering each of these changes in more detail.
A SIMPLE PRODUCT? NO SUCH THING
When engineering simulation debuted in 1970, it represented
a novel capability — but one that required highly skilled
engineering specialists to set up, as well as computing resources
only available to the very largest organizations. As a result,
it was almost exclusively applied to the most complex and
costly engineered products, such as industrial machinery,
cars and aircraft.
© 2018 ANSYS, INC.
Pervasive Simulation for a Digital World
ansys.com/pervasive-world
ANSYS ADVANTAGE I 5
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Simulation Redefined (continued)
“The digital revolution is happening in every
industry and for every product.”
However, in 2018, there is no such thing as a simple product. Today, every
design is being pushed to the limit to take advantage of composite materials,
additive manufacturing and the high level of connectivity and automation
enabled by Industry 4.0. The result is a new generation of smart, durable and
sustainable products.
You might believe that engineering macro trends are only disrupting products
such as cars, by increasing electrification and autonomy. However, this digital
revolution is happening in every industry and for every product. Simulation is
essential in this new world, because only
by digitally simulating all the product
options offered by these engineering
trends can you gain the insight needed to
innovate like the category leaders.
Today we see customers such as
Mars, which makes Skittles® candy,
use ANSYS software to optimize its
manufacturing processes by leveraging
the same simulation sophistication as
turbine manufacturers. And startup
Nebia used the same equations that
govern rocket exhaust to save 70 percent
of water consumption in a showerhead.
No product is too small, simple or inexpensive
to benefit from simulation.
COMPLEX ANALYSIS FOR A COMPLEX WORLD
As we push for ever-smarter and more efficient
product designs, we can no longer afford to only look
at a single aspect of performance or a lone part in
isolation. In the past, engineering simulation teams
were likely to isolate just one critical physics — for
instance, Formula 1 carmakers might have focused on
the vehicle’s aerodynamics, which has a profound impact
on speed and performance.
Today, thanks to improvements in simulation software,
hardware and processing speeds, it has become much easier
for engineers to study multiple physics and assess overall
product performance. This is critical because, to use the
Formula 1 example, overall speed and performance do not only
6 I ANSYS ADVANTAGE
ISSUE 1 | 2018
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
depend on aerodynamics. The efficiency of combustion, the ability of the tires
to withstand wear, the reliability of electronics — all of these factors, and more,
affect overall performance. Because optimization in one area might lead to a trade-off
in another, it becomes increasingly important to simulate all influences together. Today,
96 of ANSYS’s top 100 customers worldwide use three or more physics solutions, applied
across the ANSYS platform.
Improvements in computing power and simulation software also allow the
evaluation of many more design options, to the point where the design process can
be turned upside down. Rather than asking simulation to verify a specific design,
engineers are asking simulation to analyze thousands of possible designs, early in
the ideation process, to identify the optimal one. This is perhaps most obvious in
“Soon, leveraging engineering simulation
pervasively will no longer be just a competitive advantage
”
of the few, but an absolute imperative for all.
topology optimization, where the engineer sets up, for example,
the structural criteria for a part and simulation automatically
iterates to find the best design.
Increasingly, simulation will start from the requirements and
generate the design, instead of being applied after most of the
design choices have been made. This is the only way to tame the
complexity inherent in modern product design, and to capitalize
on the opportunities created by the rapid innovation required to
be successful today.
GENERATING RETURNS ACROSS THE PRODUCT LIFECYCLE
Probably the most important change today is a more pervasive,
consistent use of simulation at all stages of a product’s lifecycle.
Once a specialized activity wedged between initial design and
physical testing, today simulation is recognized for the significant
strategic value and financial returns it can deliver from the earliest
design phases through the product’s working life in the field.
Even today, the majority of product decisions are made using rules
of thumb, and simulation is primarily used by specialists within
© 2018 ANSYS, INC.
ANSYS ADVANTAGE I 7
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Simulation Redefined (continued)
the engineering team. Others still rely on the most used engineering tool,
which is Microsoft® Excel. As simulation advances to become as easy and
as fast to use as Excel, this opens a whole new era of innovation, in which
every engineer can benefit from detailed simulation insights at any time
in the design process. When products are in the earliest ideation stage, designers
can apply digital exploration to test their initial concepts and gain insights that lead to
preliminary product designs targeted at meeting highly defined customer needs, as well as earning
strong profit margins.
In a world where millions of rows of data are updated, calculated and charted in real time in Excel, and where
Google gives us immediate access to billions of websites, it is almost incomprehensible that simulation is not
equally accessible to every engineer. At ANSYS, we are making breakthroughs with Discovery Live and other
products to make this a reality. In a few years, it will be unimaginable to innovate without native and pervasive
use of simulation by every engineer.
Simulation is also increasingly applied to the manufacturing
phase, where it significantly improves the efficiency, costeffectiveness and flexibility of production. With the rise of
mass customization of products — made possible by additive
manufacturing, or 3D printing
— simulation helps ensure
that the finished product
has the optimal shape and
is made accurately, costeffectively and with a
high degree of consistency
over time.
Additive manufacturing might enable us to produce
almost any imaginable shape, but which is optimal? Can
the human mind even conceive of the optimal shape?
And, with mass customization, how do we ensure that
every variation still preserves product integrity and
performance? Simulation is key to unlocking the
potential of 3D printing on a large scale by making
it easy for companies to analyze on-demand and
answer these questions to deliver unique, reliable,
high-quality products with an extraordinary degree
of confidence.
As the product moves from design and
manufacturing into operations, simulation can
continue to play a pivotal role in delivering the
8 I ANSYS ADVANTAGE
ISSUE 1 | 2018
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
“Simulation is being leveraged not just for
design validation, but from early ideation through
”
manufacturing, operations and maintenance.
best possible results in the field. By using remote sensors to gather data on a product’s
working conditions, analysts create a virtual replica — a digital twin — of that product
and then apply the same physical forces and other environmental conditions to the
digital model. Applying simulation as part of a digital twin can provide vital insights
in the form of virtual sensors, in situations where no physical sensor exists or would
even be possible. Simulation also can run what-if studies for optimal performance,
and can predict critical failure or maintenance requirements.
Digital twins are in their infancy today, but as Industry 4.0 matures, they will
become increasingly commonplace, running on demand either in the cloud or
on the asset itself. Increasingly, simulation will become an in-product experience
in which the digital twin is an inherent part of the product’s design and
operation, working alongside artificial intelligence and machine
learning algorithms.
PERVASIVE SIMULATION: THE NEW IMPERATIVE
While not all companies are applying simulation to every
product, studying the effects of multiple physics or
leveraging simulation throughout the entire product
lifecycle, these three trends signal the future. Leaders
are already employing these best practices. Soon,
leveraging engineering simulation pervasively will no
longer be just a competitive advantage of the few, but
an absolute imperative for all.
Ongoing improvements in simulation software
make it easier than ever for a broad range of users
throughout a business to apply these best practices. If
you are currently using simulation only in your product
development function, or only on certain designs, you are
failing to realize the full potential of ANSYS software
to deliver strategic and financial benefits for your business.
When engineering simulation software made its debut nearly
50 years ago, early adopters quickly distinguished themselves
from those companies who were slower to recognize and
embrace its potential. Tomorrow, it will be part of the toolbox
for every engineer.
Realize Your Product Promise
ansys.com/innovation
© 2018 ANSYS, INC.
ANSYS ADVANTAGE I 9
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
BEST P R A CT I CE S
Navigating
Toward
Full Autonomy
By Scott Stanton,
Director of
Engineering Solutions,
ANSYS
For many years, cars and aircraft have featured some degree
of assisted or partial autonomous functionality that we have
trusted, whether an autopilot or an advanced driver assistance
system (ADAS) such as blind spot detection. Today, time to
market is of the essence, and the race is on to achieve full
autonomy. This represents a step change in both engineering complexity and applicable
safety criteria. Since conducting road-testing over the billions of miles required to
demonstrate safety is time- and cost-prohibitive, companies have turned to simulation
as the only way to successfully complete an autonomous vehicle program.
10 I ANSYS ADVANTAGE
ISSUE 1 | 2018
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
A
utonomous vehicles are proliferating, and not just in the automotive market.
Companies like Amazon are investing heavily in drone delivery capabilities, while
military organizations have utilized drone technology in combat situations for
years. Manufacturers are using mobile autonomous robots in their production
facilities, while transportation companies are developing tractor trailers that can run 24 hours
a day, moving goods across thousands of miles quickly and cost-effectively. There is little doubt
that autonomous vehicles are in our near future as consumers. However, getting there presents
significant technology challenges for us as engineering professionals.
Semiconductor
Simulation
Software and
Algorithm
Development
Functional
Safety Analysis
Sensor
Simulation
Electronics and
Hardware Simulation
Critical technologies for autonomous vehicles
There are good reasons to be excited about this trend.
Autonomous vehicles and drone delivery promise
to practically eliminate the element of human error,
which caused 94 percent of the record-high 37,461
highway accidents that occurred in 2016.[1][2] As
the degree of autonomy increases, the probability of
human error declines significantly. Fully autonomous
vehicles, supported by artificial intelligence and
neural network algorithms, will enjoy a continuous
360-degree view of their surroundings — and those
algorithms will never take a break to text their
friends.
If we can replace flawed human behavior with
fail-safe autonomous control — while consolidating
our transportation investments — it only makes sense
to pursue full autonomy for cars, drones and other
machines. However, before this can happen within
the bounds of engineering certainty, a number of
technology challenges must still be solved.
© 2018 ANSYS, INC.
It has been estimated that demonstrating the
safety of an autonomous vehicle could take over
8 billion miles of physical road testing.[3] In the race
to achieve full autonomy, this is simply not practical.
At the current rate of progress, road testing would
take centuries to complete.
Engineering simulation is the answer, as it enables
autonomous vehicles to be tested and verified in a
risk-free, low-cost, time-efficient virtual environment.
A recent safety report from Waymo — formerly the
Google self-driving car project — described how its
engineers are simulating the performance of a fleet
of 25,000 virtual self-driving cars across more than
8 million road miles every day.[4]
Fast-Tracking Autonomous Vehicles, Drones
and Robots Via Engineering Simulation
ansys.com/autonomy
ANSYS ADVANTAGE I 11
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Navigating Toward Full Autonomy (continued)
“Engineering simulation is the answer, as it enables
autonomous vehicles to be tested and verified in a
risk-free, low-cost, time-efficient virtual environment.
”
Demonstrating Safety Through Closed-Loop Simulation
At the highest level, these simulations must be able to
capture the behavior of the vehicle in its environment.
This can be characterized as a closed-loop simulation of
the vehicle as it “sees,” “thinks” and “acts,” guided by
artificial intelligence. The simulation includes virtual
cities and roads, the sensors that function as the
eyes and ears of the vehicle, the control software and
algorithms that make critical decisions, and the vehicle
dynamics, which are based on
the instructions received from
the software and algorithms.
This simulation represents a
continuous, closed-loop process
through time, as the vehicle
senses, executes and maneuvers
through its journey.
Of course, these closedloop simulations can only
be considered reliable
if they contain accurate
representations of all the
relevant components of the
vehicle and its surroundings. There are five critical
engineering capabilities that support an accurate
virtual road-testing exercise:
• Sensor design based on the real-world conditions
they must perform in
• Semiconductor optimization that balances high
performance with risks such
as electronics density and
thermal build-up
• Reliable electronics designed
to withstand actual operating
environments
• Safety-critical embedded
software development that
integrates with machine
learning and artificial
intelligence components
• Functional safety analysis
that minimizes the risks
associated with componentor system-level failure
Each of these critical engineering applications is
discussed as follows.
12 I ANSYS ADVANTAGE
Reliable Sensors for Real-World Perception
Sensors are the eyes and ears of any autonomous
vehicle, and thus are some of its most critical
components. They are also among the most complex,
tasked with gathering and processing large volumes of
environmental data in real time and communicating
this data to a perception algorithm. Common sensor
types for autonomous vehicles include radar, lidar,
cameras and ultrasound.
Testing and verifying the
performance of the sensors
represents a significant
engineering challenge. For
example, radar sensors are
typically mounted behind the
front fascia of an automobile.
While perfectly controlled
physical testing environments,
such as anechoic chambers,
can help engineers design
these systems, the reality is
that their radiation patterns
will be skewed in real-world
applications by the material properties and geometric
configuration of a car’s front fascia. To operate
predictably and reliably on the road, radar systems
must be designed to operate behind the front fascia
of dozens of different types of vehicles, each with its
own unique geometry and material properties. Physical
building and testing is simply
not practical due to the time
and costs involved in each
design iteration.
ANSYS offers a full suite of
radar and antenna simulation
solutions designed to replicate
real-world performance with
a high degree of fidelity. By
leveraging ANSYS software,
electrical engineers can predict
sensor performance accurately
— whether the sensor system
is studied independently,
mounted on a vehicle, placed into a static environment
or studied throughout a fast-moving closed-loop
simulation.
ISSUE 1 | 2018
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
ANSYS also offers solutions for other sensor
technologies, such as ultrasound, which is primarily
used for parking assistance.
Optimizing Semiconductor Performance
ANSYS also enables the simulation of the semiconductor
components that underlie radar systems and
support signal processing. By leveraging the
ANSYS semiconductor product suite, these
semiconductors can be analyzed along with
the surrounding circuitry in a combined
chip–package–system design
environment.
Semiconductors
support much of
the functionality of
autonomous vehicles, yet
the sheer number of electronics
required can be the source of significant
performance issues. Power loss, electrostatic
discharge, electromagnetic interference, and thermal
and structural stresses can all negatively impact product
reliability and integrity. For example, a 25 C temperature
increase typically leads to a 3-times to 5-times
degradation in the expected lifetime of electronic
devices.
ANSYS offers a number of specialized solutions,
including ANSYS RedHawk 3DIC and PowerArtist, that
can optimize the design of
integrated circuits. These
solutions help engineers
manage electronics density
and make intelligent trade-offs
among product size, thermal
build-up and overall product
performance. The product
development team can launch
vehicles with the confidence
that semiconductors will
perform as expected in realworld operating environments.
Electronics Reliability: Building Hardware to Last
Advanced electronics hardware is one of the most critical
components of any autonomous vehicle, supporting
such key capabilities as communication, image and
data capture, system control, artificial intelligence,
and mobility. This hardware must be robust enough
to withstand electrical, thermal, vibrational and
mechanical stresses.
Instead of subjecting hardware prototypes to
physical tests, engineers can apply a range of ANSYS
tools — including Icepak, SIwave and Mechanical — to
analyze packages, boards, enclosures and systems
in a virtual design space. Simulations via ANSYS can
reveal essential performance aspects such as power
integrity, energy consumption, electrostatic
discharge, electromagnetic interference
and compatibility, thermal
performance, and structural
robustness.
Based on their
analysis, engineers can
then take corrective actions — e.g.,
adding a fan or a heat sink — early in the
development process, before final costs are
locked in. Not only does simulation via ANSYS speed
up the hardware design cycle and cut costs, but it also
helps engineers avoid real-world performance problems
associated with power dissipation, thermal overload
and structural deformations, among other potential
defects.
Safety-Critical Embedded Software Development
While invisible, computer software and its associated
algorithms underlie the safe,
reliable performance of every
autonomous vehicle. For the
vehicle to gather data and make
intelligent decisions, every
numerically based function —
from signal processing routines
to object recognition functions
— must perform flawlessly.
This means that the underlying
software code must also be
flawless.
To help eliminate human
error, ANSYS offers its proven SCADE family of
solutions for software development and verification.
By numerically modeling and controlling all codegeneration activities, SCADE solutions equip software
engineers to meet industry safety standards and deliver
high levels of performance. To support autonomous
“As companies race to solve the remaining
engineering challenges and launch innovative,
yet practical, autonomous vehicles, simulation
”
is a competitive imperative.
© 2018 ANSYS, INC.
ANSYS ADVANTAGE I 13
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Navigating Toward Full Autonomy (continued)
<SM1>
Enabled
<SM2>
Active
<SM3>
On
StdbyCondition
2
Local_CruiseSpeed
1
Brake > PedalsMin
Standby
ThrottleCmd
CruiseRegulation
Speed
STDBY
CruiseState
1
Interrupt
1
On
ON
CruiseState
not StdbyCondition
1
INT
CruiseState
1
Resume
Off
1
Off
1
Accel > PedalsMin
StdbyCondition
Speed < SpeedMin
Speed > SpeedMax
DATA
Local_CruiseSpeed
Set
QuickAccel
CruiseSpeedMgt
CruiseSpeed
QuickDecel
Speed
product development, SCADE solutions are designed for
easy integration with third-party neural network and
machine learning software.
In addition to improving the reliability of software
code, ANSYS SCADE delivers significant improvements
in development time and costs, as compared to
manually based code-generation methods. Some
customers report that software development time
has been reduced by a factor of three by using ANSYS
SCADE, as compared to a process without automatic
code generation and verification.
Functional Safety: An Automated Approach
No matter how rigorous the upfront engineering
process, any electronic system can fail in the field.
Unfortunately, this holds true for autonomous vehicles,
where system-level failures can be catastrophic.
Engineers need to build in a high degree of functional
safety, which ensures that the overall system can
respond appropriately should one component fail.
Because autonomous vehicles are composed of a
multitude of mechanical parts, electronics, hardware
and software, the process of functional safety analysis
can be enormously complicated. Manual verification
processes can be not only tedious and expensive, but
are inherently prone to human error.
To address this problem, ANSYS offers the medini
analyze solution family, which automates functional
safety analysis and seamlessly integrates this critical
activity into overall product development. Instead of
working with assumptions about how the vehicle will
perform in the event of a functional failure, engineers
can evaluate potential failure modes using a fact-based
method. They can then design a system-level response
that mitigates the effects of that failure mode and
protects human safety.
14 I ANSYS ADVANTAGE
Winning the Race
Today the question is not “Will we see fully autonomous
vehicles transform multiple industries in the near
future?” but “Who will be first?”
As companies race to solve the remaining engineering
challenges and launch innovative, yet practical,
autonomous vehicles, simulation is a competitive
imperative. ANSYS is building the industry’s only
comprehensive solution for simulating the performance
of autonomous vehicles over the billions of miles they
must be driven, flown or maneuvered.
Whether you are developing an entire vehicle or a
component, simulation is relevant to your engineering
challenges. ANSYS offers a single, configurable platform
for validating vehicle performance against safety
requirements. Its open nature integrates autonomous
vehicle design into an ecosystem that includes, but is not
limited to, high-fidelity physics studies, diverse sensor
models, vehicle dynamics, world scenarios, embedded
software code development, connectivity optimization,
data analytics and functional safety analysis. Simulation
software from ANSYS can be configured to a given
development environment, hardware-in-the-loop
requirements and the vehicle’s unique architecture.
Whatever challenge you are facing related to vehicle
autonomy, we hope that you will find inspiration in this
issue of ANSYS Advantage, as we profile some of the
ground-breaking simulation work being accomplished
by customers worldwide who are currently focused on
winning this exciting race.
References:
[1] USA Today. usatoday.com/story/money/cars/2017/10/06/
nhtsa-2016-deadly-crashes/739842001/ (02/18/2018)
[2] NPR. npr.org/2016/10/20/498406570/tech-human-errorsdrive-growing-death-toll-in-auto-crashes (02/18/2018)
[3] RAND Corporation. rand.org/content/dam/rand/pubs/
research_reports/RR1400/RR1478/RAND_RR1478.pdf
(02/18/2018)
[4] Waymo. waymo.com/safetyreport/ (02/18/2018)
ISSUE 1 | 2018
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
S OFTW A R E A ND A L G O R ITH M D E V E L O P M E N T
Verifying and validating the ability of
autonomous driving systems to operate
in a complex environment presents an
enormous challenge.
It would be impossible to program a computer to handle every
possible driving scenario, so today’s autonomous driving systems
feature programs that learn and think like human beings to
make the right decision for almost every situation. But how can
these programs be verified for safety? The answer is by carefully
designing an embedded software architecture that maximizes
safety and a simulation platform that bombards autonomous
driving software with billions of difficult driving cases to quickly
identify its weaknesses.
By Michael Wagner, Chief Executive Officer,
Edge Case Research, Pittsburgh, USA
Bernard Dion, Chief Technical Officer–Systems,
ANSYS
© 2018 ANSYS, INC.
Delivering an autonomous driving
system, one that has the ability
to understand every conceivable
driving situation and make
judgments to ensure the safety of
vehicle occupants and pedestrians,
is a complex and demanding
task. For example, consider the
challenge of developing rules
for identifying any imaginable
pedestrian, vehicle or other object
that could appear on a city street.
Conventional requirements-driven
programming methods are not
capable of mastering the huge
number of potential situations that
could occur on today’s roads and
highways.
Hands-off autonomous driving
systems rely upon deep learning
algorithms that can be trained to
develop human-like capabilities
to recognize patterns without
having to be exposed to every
possible situation that could
arise on a trip to the grocery
store. These systems lack the
defined detailed requirements
ANSYS ADVANTAGE I 15
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Drive Safely (continued)
CONTROLLER
STEERING
CONTROL
CAMERA
LATERAL
DYNAMICS
LONGITUDINAL
BRAKE
CONTROL
DYNAMICS
RADAR
ENGINE
CONTROL
Conventional software cannot do the job, so machine learning and deep learning
are at the heart of the latest autonomous driving software.
and architecture that are used
to validate conventional safetycritical software. Road testing
is not a practical verification
method because billions of miles
would be required to demonstrate
safety and reliability. The ANSYS
ADAS/autonomous vehicle open
simulation platform integrates
physics, electronics, embedded
systems and software simulation
to accurately simulate complete
autonomous driving systems.
By linking the ANSYS simulation
platform and ANSYS SCADE
model-based development tools
with Switchboard™ automated
robustness testing technology from
Edge Case Research (ECR), together
with ANSYS medini functional
safety analysis, it is possible
to achieve end-to-end safety in
autonomous driving systems,
including those that use deep
learning.
These safety systems are normally
validated using the system and
embedded software lifecycle
V-model defined in ISO 26262.
Using the V-model, developers
carefully define the detailed
requirements and architecture of
the system and then methodically
verify the ability of the system
to meet each of the requirements.
The ANSYS SCADE Suite complete
end-to-end model-based system
engineering (MBSE) solution is used
in the development of safety-related
systems for leading automobile
manufacturers.
Developing a fully autonomous
driving system is much more
sophisticated, and must be based
on a combination of machine
learning/deep learning and
control logic to implement the
full autonomous vehicle control
loop. The control loop is composed
of perception (what the car
observes), motion planning (what
behavior the car is planning)
and motion execution (how the
car will complete the plan). This
control loop is executed in a cyclic
fashion so that the vehicle can
respond to constant changes in
the environment. But autonomous
driving systems based on machine
learning can only be released
to the public after developers
have demonstrated their ability
to achieve extremely high levels
of safety. Road testing is clearly
an essential part of the vehicle
development process, but it is not
the answer to safety validation.
The problem is that road testing
primarily consists of routine
occurrences that are not difficult
for human or autonomous drivers.
Billions of miles of road testing
would be required to validate
From ADAS to Autonomous
Driving
Advanced driver assistance
systems (ADAS) are increasingly
being used in today’s automobiles
to alert drivers to potential
problems or even to take control
of the vehicle to avoid a collision.
16 I ANSYS ADVANTAGE
ISSUE 1 | 2018
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
“Hands-off autonomous driving systems rely
upon deep learning algorithms that can be trained
to recognize patterns without having to be exposed
to every possible situation.
”
safety, and, even then, a failure or
a change of code would potentially
require starting over from zero.
Drive Scenario Model
the complete automated driving
control loop on a single platform.
The drive scenario model
animates the motion of the test
car and other vehicles and objects
in a test drive. Sensor models
observe the surroundings in the
Sensor Models
Creates a model of the virtual world and
animates motions of the test car and other
objects in a test drive
“Observe” the surroundings in the virtual world of
the drive scenario model and output processed
sensor signals
· 3D road and landscape model
· 3D models of stationary and moving objects
· Object sensory attributes (e.g., radar reflectivity)
· Object motion definition
· Motion simulation in time domain
· Sensing simulation
· Signal processing
PMD
Cameras
Radar
Lidar
V2X
GPS
Vehicle Dynamics Model
Ultrasonic Sensors
· Vehicle mechanical model
· Sub-models for vehicle attributes
Signal Processing & Sensor Fusion
Vehicle Component Model
Control Algorithms and HMI
Computes position, velocity and orientation
of test vehicle
Identifies objects and driving conditions from
sensor data
Uses actuator inputs and computes response of
vehicle subsystems such as brakes and steering
Makes main control decisions; displays critical
information and decisions to the driver
· 3D models of vehicle components
· Detailed multiphysics simulation
· Software lifecycle, model-based development,
software testing, code generation
· ISO26262, functional safety
Simulation of the automated driving control loop
Sensor Models: Radar, Camera, Lidar, Ultrasound, Speed, GPS, V2X...
Traffic Objects
& Behavior
Perception
Motion & Rendering
AV Software
Motion Planning
Motion Execution
Vehicle Components & Vehicle Dynamics
DATA
VALIDATION
Models: World, Vehicle & Software
Simulation
Results
Physical:
World & Sensor
Simulation:
World & Vehicle
Client Network
Environment
Virtual Vehicle
CLOSED-LOOP SIMULATION
Virtual World
HiL, Rapid Prototyping
Overcoming the Safety
Verification Challenge
The ANSYS ADAS/autonomous
vehicle open simulation platform
can test many more scenarios
in a fraction of the time and
cost required for road testing by
incorporating:
• Simulation of driving scenarios,
including modeling of both
the virtual world in which the
autonomous car is operating
and the virtual vehicle itself
with accurate sensor simulation
(radar, lidar, cameras, GPS, etc.)
as well as vehicle dynamics.
• ISO 26262 qualified model-based
development tools for control
and human machine interface
(HMI) software.
• Optimization of the signal
integrity, thermal, structural and
electromagnetic reliability of
semiconductors and electronics
systems.
The integration of all physics,
embedded systems, software
simulation and code generation
enables developers of autonomous
systems to accurately simulate
Requirements
Scenarios
ANSYS autonomous vehicle simulation architecture
© 2018 ANSYS, INC.
ANSYS ADVANTAGE I 17
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Drive Safely (continued)
Unverified Inputs
Primary
Algorithm
Verified
Primary
Output
Safing Gate
Verified
Safing
Output
Verified Inputs
Safing
Channel
Algorithm
The primary channel produces a long-duration mission with no defined end state, while the safing channel produces a
short-duration mission that ends in a safe state.
virtual world and output sensor
signals. Signal processing models
and deep learning identify objects
and driving conditions from
sensor data. Control algorithms
make control decisions, generate
actuator inputs, and display
information and decisions to
the passenger/operator. Vehicle
component models use actuator
inputs and compute the response
of vehicle subsystems such as
steering and braking. The vehicle
dynamics model computes
position, velocity and orientation
of the test vehicle.
Safe Architecture for Safe Vehicles
While simulation is far faster and
more efficient than road testing,
it does not on its own answer
the question of how to verify the
safety of the complex autonomy
algorithms used for perception,
motion planning and execution
functions.
To do this, first engineers
must break down the overall
autonomous vehicle software
architecture into a meaningful
set of components based on
perception, planning and
execution. Next, they must
design an architecture that will
guarantee safety for each of these
components. This architecture
is based on a DOER-CHECKER
principle.
18 I ANSYS ADVANTAGE
Unverified Inputs (FA)
Verified Inputs (FS)
Algorithm
(FA)
Unverified
Output
(FA)
Safing Gate
(FS)
Verified
Output
(FS)
Source: Carnegie Mellon University
The algorithm (the “DOER”) can
fail arbitrarily (FA) meaning it can
do wrong things in the worst
possible way.
The safing gate (the “CHECKER”)
turns the algorithm into a fail silent
(FS) component, only producing
correct data or shutting down.
The safing algorithm for the planning phase
The detailed architecture is
composed of a primary algorithm
(DOER) that may be extremely
complex, undergo frequent
updates and be difficult to verify.
This primary algorithm is paired
with a corresponding safing
gate (CHECKER) that verifies
that the outputs of the primary
algorithm are correct. If the safing
gate detects a problem, a safing
channel algorithm takes control.
This can be the basis for the twochannel architecture developed by
members of the ECR team while
at Carnegie Mellon University
(see diagram). This architecture
comprises a primary channel
that produces a long-duration
mission and a safing channel that
produces a short-duration mission,
such as pulling the car to the side
of the road.
Using this architecture, the
plan can be checked for safety
during the planning phase. The
primary algorithm need not satisfy
safety objectives at the highest
level (ASIL D in ISO 26262); rather,
this responsibility is allocated
to the safing gate. What makes
this possible is that the detailed
safety requirements of the safing
gates can be established so that
their implementation meets the
objectives of ISO 26262 at ASIL D.
This is depicted by the example
shown, in which the car is going to
stop because a double-parked car
has been detected.
ISSUE 1 | 2018
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Automated Robustness Testing
Identifies and Diagnoses Failures
for Perception
Assuring the safety of perception
is more complex; it is not possible
to create a safing gate to check
that perception outputs are correct
and safe. Therefore, safety of
perception must be validated
using different techniques. ECR
Switchboard addresses this
challenge (and some others) by
providing automated robustness
testing to find failures.
What is needed to prove
perception safety is large-scale
exposure to the difficult cases
that can challenge autonomous
driving systems (and often human
drivers). ECR Switchboard uses
a novel algorithm to cut through
the potentially endless number of
possible tests to quickly find test
cases that cause software to fail
and understand why the failure
occurred. It sifts through the highdimensional input space to identify
exceptional queries that are
informative for testing the model.
It bombards the automated driving
system with a mixed stream of
nominal and exceptional inputs
until a failure occurs. The failures
are then diagnosed by generalizing
a single fault-triggering input to
produce a set of inputs that serve
as hints in implicating field-value
assignments in triggering the
failure. This approach is highly
effective at finding edge cases that
cause system failures.
Perhaps the greatest challenge
remaining in the large-scale
deployment of autonomous driving
systems is testing and debugging
machine learning and deep
learning algorithms that work
without defined requirements and
design to ensure their robustness
and safety. ANSYS has leveraged
its vast experience in multiple
physics simulation and simulating
safety-critical embedded software
to deliver a complete automatic
© 2018 ANSYS, INC.
ECR Switchboard identifies perception failure: strong detection becomes extremely
weak after barely perceptible environmental changes. The deep-learning algorithm
can be augmented under test using any failures the Switchboard finds.
“The ANSYS/ECR partnership can
deliver a complete solution to verify and
validate the safety of the most advanced
autonomous driving systems.
”
ECR switchboard finds a path planning failure
driving simulation platform that
includes the world’s only ISO
26262–compliant code generator.
This platform is now integrated
with the ECR Switchboard
robustness testing platform, which
runs huge numbers of simulation
scenarios while biasing toward
difficult scenarios to mitigate
residual safety validation risk. This
partnership can deliver a complete
solution to verify and validate
the safety of the most advanced
autonomous driving systems.
Analysis and Development of Safety-Critical Embedded
Systems: The Need for an Integrated Toolkit
ansys.com/safety-critical
ANSYS ADVANTAGE I 19
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
S EMIC OND UCT OR S IM U L A TIO N
AUTOMOTIVE ELECTRONICS have always had to withstand
difficult environment conditions. Today, with the safety of the
vehicle’s occupants increasingly dependent on these same
As automotive electronics’ role
transitions from entertaining the
electronics, the consequences of failure are greater than ever
driver to assisting the driver, to
taking full control of the vehicle,
before. Engineering simulation is essential to diagnose and
its reliability is coming under
validate automotive electronics reliability before investing in
increasing scrutiny. Critical
automotive electronic systems
expensive prototypes and field testing.
need to last more than 10 years,
often under hostile underhood
By Arvind Vel,
environments where temperatures can range up to 150 C. ANSYS simulation
Director, Semiconductor
tools enable engineers to simulate, debug and optimize proposed electronic
Product Management,
systems designs with respect to issues that might cause an automated
ANSYS
driving system to fail. Simulation makes it possible to design robust and
efficient electronic systems that meet demanding reliability requirements
for autonomous driving applications. This article will focus on the varied
aspects of reliability and chip–package–system (CPS) simulations that
enable package/system-aware integrated circuit (IC) design and IC-aware
package/system design.
20 I ANSYS ADVANTAGE
ISSUE 1 | 2018
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Autonomous Driving Reliability Challenges
Today’s drivers increasingly depend upon
electronic systems to ensure safety. For
example, nearly every car uses an antilock braking system to reduce stopping
distance in slippery conditions. The recent
proliferation of advanced driver assistance
systems (ADAS) capabilities, such as
applying the brakes automatically if the
vehicle ahead stops or slows suddenly,
have further increased the importance of
electronics in vehicle safety. Of course, the
emergence of autonomous driving systems
that understand every conceivable
driving situation and make judgments
to ensure the safety of vehicle occupants
and pedestrians will further increase
ANSYS chip–package–system thermal reliability analysis with ANSYS
the dependence of driver, passenger and
RedHawk-CTA and ANSYS Icepak
pedestrian safety on automotive electronics.
Many current automotive electronics applications reside on semiconductors
based on older process nodes that are relatively easy to validate from a reliability
standpoint because of their large feature size and the experience of designers.
However, the sensors used in ADAS and autonomous driving technology generate
“Simulation makes it possible to design robust and
efficient electronic systems that meet demanding reliability
requirements for autonomous driving applications.
”
huge amounts of data (40 gigabytes
per hour is not unusual) that must be
processed at blinding speeds and with
low latency. These applications require
vast increases in computing power that
can be satisfied only by leading-edge
semiconductor processes with much
smaller feature sizes that are just now
reaching the market.
The new generation of integrated
circuits, designed in advanced process
nodes, pack more transistors into a
smaller footprint to deliver the highest
possible levels of computing performance.
These ICs operate at much lower supply
ANSYS PathFinder ESD/EMC workflow
voltages, making them more susceptible to
power and signal noise coupling. Another
challenge is that in many cases these semiconductors will need to operate in
underhood environments where ambient temperatures can reach up to 135 C,
which makes them more susceptible to thermal-induced failures. This thermal
challenge is intensified because electronic components in many automotive
applications are exposed to water and dirt, so they must be sealed against the
elements. This increases the difficulty of providing adequate cooling.
© 2018 ANSYS, INC.
ANSYS ADVANTAGE I 21
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Safe Travels (continued)
“The ability to identify and troubleshoot reliability issues with
simulation makes it possible to achieve substantial reductions
in time to market and to improve reliability.
”
Thermal analysis of chip and
package using ANSYS RedHawk-CTA
Wire temperatures used to
calculate thermal-aware
electromigration
22 I ANSYS ADVANTAGE
Electromigration
The proliferation of automotive semiconductors based on leading-edge process
nodes that enable ADAS and autonomous driving makes electromigration — a
lifetime reliability problem — a critical system design issue.
Electromigration (EM) occurs when electrons flow through
an integrated circuit and collide with the metal atoms in the
conductors and gradually create an open or a short. Over time,
this causes the chip to fail. Chips become more susceptible to
EM as their conductor cross section shrinks at each successive
process node. EM also exponentially increases as a function
of temperature. Advanced 2.5D and 3D integrated circuits are
bringing dies closer together, creating the potential for more
thermal hot spots.
Typically, the temperature of the individual conductors on a
chip is not known, so design engineers assume a uniform worstcase temperature across the chip. This approach was satisfactory
at older process nodes, but the faster switching speeds, narrower
conductors and higher number of layers within today’s advanced
process nodes greatly increase the number of EM violations when this approach is
used. Design teams spend increasing amounts of time evaluating and fixing these
violations, many of which are false and would never have been triggered if the
simulation had been based on an accurate nonuniform temperature profile.
The ANSYS RedHawk platform addresses these challenges by accurately
determining the increase in temperature around the devices and metals to
accurately predict EM violations. This increase in temperature is modeled using
the Joule self-heat and thermal coupling principles between metal conductors
inside a chip. The device temperature is a function of the amount of current
consumed by each transistor as well as the proximity to neighboring transistors.
Process parameters from the foundry combined with thermal characteristics
of the metals and dielectrics used on the die are used to accurately predict the
localized temperature changes.
The temperature profile is used to perform thermal-aware EM checks based
on the actual temperatures experienced by each wire on the chip. This approach
greatly reduces the number of EM violations while providing much more
diagnostic information than was available in the past to aid in addressing them.
Engineers can zero in on the EM violations that really matter and can fix these
violations faster. The result is a significant reduction in time to market and a
lower risk of EM failure.
Thermal Performance
Thermal effects are another major concern in ensuring the reliability of critical
automotive semiconductors. At the die and package level, engineers need to
ensure that the temperatures across the chip do not exceed maximum operating
temperatures at any point. Furthermore, they must evaluate thermal cycles during
operation that generate deformation on the die and package because of differences
in the coefficients of thermal expansion (CTEs) between the wafer and the metal
layer. Thermal cycles at the board level can also generate stress due to differences
ISSUE 1 | 2018
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
ANSYS Mechanical predicts the impact
of temperature on stress, strain and
deformations on the die.
in the CTEs between the copper
and dielectric. The deformation
stretches and squeezes solder balls that
make electrical contact between the board and chip,
and can cause solder fatigue and other failures.
Automotive IC design engineers can address die-level
thermal reliability issues using ANSYS chip thermal models (CTMs) to
solve for a complete chip-and-package co-analysis. The temperature profiles
from the analysis can then be used inside ANSYS Mechanical to predict
the impact of temperature on stress, strain and deformations generated by
thermal or mechanical loading on the die. At the board level, the ANSYS SIwave signal
integrity analyzer can be used to compute Joule heating in printed circuit board (PCB)
traces and vias to create a board trace map and current density predictions. This is
exported to the ANSYS Icepak systems-level thermal simulation tool, which calculates
the orthotropic thermal conductivity of the PCB and temperatures at every point in
the solution domain. These temperatures are transferred back to SIwave to update the
electrical properties of the board based on the temperature field. SIwave and Icepak
then iterate until the temperatures converge. The temperatures are used to load a
structural model of the board and predict stresses and deformations.
Electrostatic Discharge
The smaller feature sizes and isolated and independent power/ground networks often
found in advanced process nodes increase the risk of electrostatic discharge (ESD)
failures. The traditional approach to ESD verification involves following engineering
guidelines in creating the layout and running design rule checks. But these methods
cannot predict if the overall resistance and current density of the ESD paths are below
the threshold limit.
ANSYS PathFinder uses block-level static and dynamic techniques as well as fullchip level static methods to identify weak areas in the design and determine whether
or not it meets ESD guidelines. PathFinder verifies the effective resistance between
any two pads/bumps traversing the network through a clamp cell; between pads/
bumps to every connecting clamp cell; between multiple clamp cells; and between
active devices and clamp cells for pass/fail checks. PathFinder estimates the effective
resistance from the devices in the IC to the clamp cells that are inserted to provide
a discharge path. PathFinder highlights the wire/vias that fail the current density
limits, allowing the designers to verify that the current flow during a discharge
event is within the established limits defined by technology or process guidelines.
“The safety of ADAS
and autonomous
driving systems is
only as good as the
reliability of the
electronic systems
they run on.
”
The safety of ADAS and autonomous driving systems is only as good as the
reliability of the electronic systems they run on. ANSYS simulation tools enable
engineers to perform EM analysis based on the temperature experienced by each wire
on the chip. This approach saves time by highlighting the truly problematic traces.
ANSYS thermal simulation tools further enable engineers to evaluate the complete
thermal ecosystems to identify and correct thermal problems at the die, package,
board and system level. Finally, ANSYS simulation tools enable engineers to identify
and troubleshoot ESD problems. The ability to identify and troubleshoot reliability
issues with simulation enables companies to ensure the reliability of ADAS and
autonomous driving electronics in a rigorous yet efficient fashion, making it possible
to achieve substantial reductions in time to market and improving reliability.
Fast Tracking ADAS Autonomous Vehicle
Development with Simulation
ansys.com/fast-tracking
© 2018 ANSYS, INC.
ANSYS ADVANTAGE I 23
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
SENS O R SI M UL A TIO N
On the
Radar
Radar systems play a critical role in today’s driver assistance
systems and upcoming autonomous vehicles. These systems
must be accurate to provide the needed functionality and
safety. Autoliv uses ANSYS electromagnetic field simulation
software to evaluate alternative radar integration
scenarios early in the automotive development process
to pioneer reliable systems and avoid costly design revisions.
By Clyde Callewaert,
Principle RF Engineer,
Autoliv Electronics,
Southfield, USA
V
ehicle safety and autonomous driving require ever-increasing
numbers of radar systems looking outward at the vehicle’s
environment. The packaging design of these radar systems is
carried out early in the vehicle development process, before a
prototype vehicle is available for performance testing. If engineers
get the design wrong, the packaging process may have to be repeated at a cost of
about $1 million and possible delays to the vehicle launch. Autoliv, the worldwide
leader in automotive safety systems, avoids these costs by using ANSYS HFSS
to predict how the fascia and other nearby components affect radiation patterns
so they can validate the design long before the prototype phase.
For example, many of today’s vehicles are equipped with blind spot detection
systems that use radar sensors in the two corners of the rear bumper
fascia, the plastic panel that covers the bumper, to monitor the
Fascia top view with radar
sensor mounting bracket shown
in green
24 I ANSYS ADVANTAGE
ISSUE 1 | 2018
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
“Autoliv must guarantee the performance of the automotive
radar system, although it normally has no control over the
material and geometry of the bumper fascia and other nearby
components, or the type of paint used on them.
”
presence, direction and speed of vehicles in adjacent lanes. If a vehicle is
present in either of the driver’s blind spots, a warning indicator on the side
view mirror lights up. Many current vehicles also have a radar sensor in
the middle of the front bumper to enable features such as forward collision
warning, which detects vehicles or objects that the driver might hit if not
noticed. Fully autonomous vehicles are expected to have these and more
radar systems mounted behind the bumper fascia and other body panels.
Radar systems use a transmitter to emit a short pulse of electromagnetic
radiation. After each pulse, the transmitter is turned off and a receiver
listens for signals caused by the pulse reflecting off nearby objects.
Electromagnetic radiation emitted by a radar sensor may be distorted in
difficult-to-predict ways by objects that the radiation must pass through.
Other nearby objects may generate reflections that interfere with the
receiver. When integrating a radar sensor in a new vehicle, engineers
must position the system so that the fascia and mounting bracket do not
interfere with its accuracy. This means obtaining a high and relatively
constant signal across the azimuth (from side to side) of the sensor
while minimizing wasted energy delivered to undesired directions or
reflected by the bumper fascia back to the radar. The geometry of the
bumper fascia is often complex because it has to meet multiple goals that
include durability, safety, aesthetics and manufacturability. A slight change
in sensor position can be the difference between meeting or not meeting
accuracy requirements. Autoliv must guarantee the performance of the
© 2018 ANSYS, INC.
Truncated section of CAD file of
bumper fascia used for simulation,
with radar sensor position
ANSYS ADVANTAGE I 25
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
On the Radar (continued)
“If, during drive testing, Autoliv engineers discover that the
position of the radar or bracket geometry makes it impossible to meet
the performance requirements, the entire process must be repeated
at a cost approaching $1 million.
”
automotive radar system, although it normally has no control over the
material and geometry of the bumper fascia and other nearby components,
or the type of paint used on them.
Impact of Packaging Design on Radar Accuracy
To meet the vehicle launch date, Autoliv must first create the packaging
design. This mainly consists of determining the best position for the
sensor in relation to the fascia and designing the mounting bracket, before
the vehicle or even the fascia is available for testing. Autoliv invests
significantly in packaging design, instrumenting the vehicle prototypes with
measurement equipment and in test driving in many different environments
to evaluate the accuracy of the radar. If, during drive testing, Autoliv
engineers discover that the position of the radar or bracket geometry
makes it impossible to meet the performance requirements, the
entire process must be repeated at a cost approaching $1 million.
The additional design iteration also adds eight to 12 weeks in lost
program time, which could potentially delay the vehicle launch.
Sensor transmit radiation pattern
without fascia
Sensor transmit radiation pattern
with fascia
Simulating Radar Performance in the Vehicle
Autoliv avoids this potential problem by using ANSYS HFSS to digitally
explore and evaluate radar sensor packaging designs before prototyping.
HFSS has demonstrated predictive power in many different programs and
applications. The simulation process begins by obtaining physical samples
of the bracket and fascia materials to determine their electrical properties,
which are required to run accurate electromagnetic simulations, using either
waveguide or quasi-optical techniques. The measured electrical properties
include the dielectric constant and loss tangent of the fascia, paint layer
and bracket.
Autoliv engineers use a computer-aided design (CAD) file from
the automobile’s original equipment manufacturer (OEM) that
contains the current geometry of the bracket, fascia and other nearby
components. ANSYS SpaceClaim is used to translate and prepare
the CAD for HFSS import and meshing improvement. They truncate
the fascia in the simulation model to both conserve computational
resources and preserve electromagnetic fidelity. Engineers have already
created ANSYS HFSS models of all of the company’s current radar systems.
They select the radar system to be used on the vehicle and position it within
the bracket of the simulation model as an initial design according to Autoliv
packaging guidelines. Then engineers assign measured electrical properties
of the fascia, paint and bracket to their respective objects within the model.
The simulation is run employing ANSYS HFSS, ANSYS HFSS-IE solver and
ANSYS High-Performance Computing.
Autonomous Vehicle Radar: Improving
Radar Performance with Simulation
ansys.com/av-radar
26 I ANSYS ADVANTAGE
ISSUE 1 | 2018
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
5
4
3
Error
2
1
0
-1
-2
-3
Measured
Simulated
-4
-5
-50
-40
-30
-20
-10
0
Azimuth Angle0
10
20
30
40
50
Predicted versus measured radar sensor bearing prediction error
Meeting Accuracy Requirements
The simulation results are then post-processed in HFSS and exported into
a custom MATLAB program that mimics the algorithm used by the radar
sensor to evaluate radar performance, including signal-to-noise ratio,
field of view, bearing bias and bearing ambiguity. It allows engineers to
determine, for example, the maximum distance at which the radar can
detect an object with a given radar cross section at a given azimuth angle,
such as an oncoming motorcycle in the next lane at a distance of 30 meters.
If predicted performance does not meet minimum requirements,
geometrical countermeasures are
necessary, such as relocating the
radar, and then the simulation
process repeats. The geometry of
the fascia is also likely to change
during the design process, but
when changes occur, Autoliv
engineers obtain the new geometry,
run their simulations again and,
when necessary, modify their
design.
Integrating a radar sensor into
a vehicle so that it will deliver the
high levels of accuracy required
Anechoic room used for fascia
materials testing
to meet government regulation
and customer expectations is a
challenging task. Autoliv engineers have used ANSYS HFSS electromagnetic
field simulation software to integrate many radar systems into new
vehicles without a single issue that required an additional design iteration.
Simulation also has helped engineers identify improvements in packaging
design that made it possible to substantially increase the range and accuracy
of the radar system.
“Autoliv engineers
have used ANSYS HFSS
to integrate many
radar systems into
new vehicles without
a single issue that
required an additional
design iteration.
”
Radar Road Trip
ansys.com/road-trip
© 2018 ANSYS, INC.
ANSYS ADVANTAGE I 27
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
SENS O R SI M UL A T I O N
Autonomy on Roadways
and Railways
RPS reads coded paint drop bit patterns on road.
Roadway Applications
Many of the autonomous vehicle
both changes in the vehicles themselves and the
solutions being developed today focus
transportation infrastructure. Autodrive is developing
on the sensors and embedded software
in individual vehicles making the right
technology that uses plastic code markers on
decision for that vehicle. Slowing down,
roads and rail tracks to precisely locate a vehicle.
braking, turning, speeding up — all
Such precision can increase the safety and the
depend on information being continuously
gathered by sensors in the vehicle. Some
traffic capacity of infrastructures and reduce
additional information can be obtained from
energy consumption on railways. It can also
communications with other vehicles in the area.
help to avoid automobile collisions and
Autodrive Solutions believes that safe,
autonomous transportation relies on a
provide a powerful tool to achieve Level 5
coordinated societal solution. For roadways, the
autonomous driving. Simulation and modelcooperation of the transportation departments
based development code is critical in
in cities and states is
necessary to establish
creating the certified embedded software
central host data centers
that controls the hardware in these systems.
that will act like air traffic
control systems. The central
host computers will collect data
By Alejandro Badolato,
from vehicles on the roads and
Founder and CEO,
synchronize traffic flows. This
Autodrive Solutions,
could go as far as eliminating the
Madrid, Spain
A low-cost 8 by
need for traffic lights.
8 mm2 radar front
To make this possible, every
end will be used in
centimeter of every road must be
the final product.
mapped using a unique series of
circular, 6-mm-thick plastic paint spots. The paint spots will
run down the center of each lane in 64 rows of four spots each to
produce a 64-bit digital code that tells the vehicle its location with
The success of autonomous vehicles depends on
28 I ANSYS ADVANTAGE
ISSUE 1 | 2018
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
“ANSYS SCADE proved to be absolutely critical to
Autodrive engineers, saving the company 80 percent in
development time in getting RPS to market.
”
A 64-bit paint drop code provides precise roadway mapping used by RPS.
centimeter precision. This valuable data can be shared
with the central host.
A mapping vehicle will drive on every lane of the city
when the paint drops are completed. It will log every
64-bit pattern and create a map of each centimeter of
the roadway to serve as a reference map. While such
precise mapping of every road may seem prohibitively
complex and expensive, existing automated line
painting trucks could be easily modified to deposit paint
drops instead of lines. Autodrive engineers, taking into
account data provided by the Los Angeles Department of
Transportation, have determined that the entire 44,900
km of driving lanes in Los Angeles could be coded with
paint drops in two months by 50 trucks painting at a
rate of 6 km/h.
In everyday operation, a radar unit containing four
separate millimeter-wave (mm-wave) radar detectors
located under an autonomous car will read the four
paint spots in each row as the automobile passes over
them. This reading is achieved through the mm-wave
radar’s ability to measure the distance to the ground
with 0.1 mm accuracy every 50 µs. In this way, each
radar is able to obtain a high-detail profile of the ground
while the vehicle is running, detecting the presence or
absence of a paint-drop due to its thickness.
After reading the entire 64-bit code, the vehicle is
located with 1 centimeter accuracy. The road map stored
in the memory of the vehicle will anticipate the road
© 2018 ANSYS, INC.
shape ahead and update the position by reading row by
row instead of waiting for a complete 64-bit-code read.
This is possible because the next 64-bit-code sequence
is already known. Therefore, the vehicle can set the
optimum trajectory for driving safely using the road
shape embedded in the road map.
The extreme accuracy of RPS enables data sharing
between vehicles by transferring the vector of each
target from one car to another. In this way, the
autonomous car can use the information gathered
not only by its own sensors but from a vehicle that
is driving 100 m ahead, improving the vehicle’s
perception. It will also transmit its location to the
central host traffic controller, which will use the
information from all vehicles to control the flow of
traffic in that region.
The Radar Position System
Autodrive’s Radar Position System (RPS) uses the
miniaturized, low-cost, high-resolution mm-wave radar
sensor developed by the European Union’s SUCCESS
consortium in its radar units. The surface-mountable
package of this fully integrated 122 GHz radar sensor
is 8 mm by 8 mm and includes an SiGe chip along with
transmitting and receiving antennas. Four of these
sensors are housed in sealed, weatherproof plastic
units connected to the chassis under an autonomous
vehicle. The system is absolutely secure — it is
Installed Antenna Performance
ansys.com/installed-antenna
ANSYS ADVANTAGE I 29
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Autonomy on Roadways and Railways (continued)
“Continual speed adjustments could result in a
savings of 20 percent of the 8 billion euro
”
energy cost of the European train fleet each year.
The lens was essential to
the operation of the RPS, but
perhaps even more critical was
the development of the embedded
software that must control the
hardware flawlessly to meet the
EU’s rigid certification standards.
While Autodrive Solutions had a lot
of experience with radar systems,
they had little with critical real-time
embedded software. So they turned to
ANSYS SCADE to generate, validate and
obtain certification for their software.
SCADE proved to be absolutely critical
to Autodrive engineers working on this
application, saving the company 80 percent
in development time in getting RPS to
market. The engineers focused on the model,
on solving the problem, and let SCADE develop
certifiable software to control the hardware they
developed. If they found after testing that there
was a problem with the model, they simply had to
modify the model to solve the problem. SCADE then
took this model to generate the code with the certified
KCG compiler to provide the traceability and the
documentation required by the certification authorities
in a few minutes. SCADE-generated software met the
certification standards for embedded software in critical
safety applications every time.
impossible to jam the radar because it has a very high frequency of 122
GHz and a huge bandwidth of more than 15 GHz. Any manipulation of the
track is easily detected as it will generate a mismatch with the recorded
road map.
A customized plastic lens had to be developed to focus the radar
waves into a 1-cm circle over the ground to achieve the 1-cm
positioning accuracy of the RPS. Autodrive engineers used ANSYS
HFSS SBR+ — the industry-leading tool for simulating installed
antenna performance on electrically large platforms, including
the applications of predicting installed radiation patterns, field
distributions and antenna-to-antenna coupling — to successfully
design the lens.
Four-radar RPS reading paint dot bit pattern on road
Due to a small wavelength (lambda less
than 3 mm) and a big simulation volume (100
Railway Applications
lambda by 100 lambda by 400 lambda), the
Though it seems less obvious, the railway industry also has
problem has to be divided for optimizing
challenges that can be solved using autonomous systems.
computing requirements. A first simulation
Determining the precise location of a train on a track is not as
of the patch antennas is obtained using
easy as it might seem. Because of this, the cost of stopping a
the finite element method solver from
train accurately, which is required for deploying platform screen
ANSYS HFSS. Then the simulation
doors (to prevent people from falling or jumping onto the tracks),
results are used to excite the radiating
is 0.5 million euros per train station. With the current technology,
source in HFSS SBR+, which leverages
when a train passes an RFID unit, a preprogrammed braking process
the asymptotic Shooting and
is automatically initialized. This process can estimate where the train
Bouncing Ray Plus (SBR+) technique
will stop. The high cost of stopping a train accurately is due to the
to efficiently compute accurate
continuous calibrations required for each train because the braking
solutions.
30 I ANSYS ADVANTAGE
ISSUE 1 | 2018
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
process depends on multiples variables such as
the number of coaches, the load, the wear of
the wheels and so on.
Autodrive Solutions developed a solution
similar to the one they created for roadways.
In this case, instead of dots of paint, they
install bars of plastic either 1-cm or
2-cm high in a cluster at multiple points
along the train tracks. A 1-cm-high bar
represents a digital 0, and a 2-cm-high
bar represents a digital 1. A cluster of these bars can
therefore encode the location of the train on the track in
a series of digital bits that can be read by a single RPS
unit attached to the bottom of the train’s engine car.
By measuring the time it takes for the train to travel
between specific locations, they can determine precisely
how fast the train is traveling at each point and apply
a customized braking process tailored to the load of
the train. The adaptive braking system gives operators
precise control over where the train will come to a stop.
RPS can also increase the amount of traffic that can
be safely handled on a given railway by reducing the
headway — the distance separating two consecutive
trains. In Europe today, a track is divided into segments
called “block sections” that have a minimum length of
400 meters; if one train is in a segment, no other train
can enter that segment. This 400-meter separation,
which is designed for safety, produces bottlenecks
that limit the number of trains traveling through an
area. The bottlenecks occur most frequently near train
stations and cities, where trains run at slow speeds.
Autodrive’s accurate
positioning RPS can
reduce the headway
by reducing the block
section length to only
50 meters, significantly
reducing bottlenecks.
Finally, Autodrive’s RPS
can also increase the energy
efficiency of train systems.
Today, European trains travel
Single RPS unit
under train
between two consecutive RFID
beacons at a fixed speed. When
the train detects a signal indicating it can speed up
or slow down in the next segment, it does so. The RPS
can detect when track conditions change at smaller
intervals. It can tell if the slope is uphill or downhill
and adjust the speed for these conditions immediately,
without waiting for a signal in the next Eurobalise
(European Standard RFID signaling device). Continual
speed adjustments could result in a savings of
© 2018 ANSYS, INC.
Single RPS railway unit reading height of plastic bars
on train tracks
20 percent of the 8 billion euro energy cost of the
European fleet each year.
Autodrive has successfully tested a prototype of the
RPS in Metro de Madrid. They have also tested the
measuring capabilities of the radar in a high-speed
train traveling at 330 km per hour.
Using embedded software generated by
ANSYS SCADE, Autodrive expects to achieve the
SIL4 (Safety Integrity Level 4) certification as
specified in standard EN 50128 during 2018,
which will allow them to sell their technology
on the European railway market soon.
Future Plans
Autodrive Solutions’ RPS has possible
future applications for aircraft that
are taxiing on a runway and for
optimizing the speed and braking of the
Hyperloop. They are collaborating with
departments of transportation, as
well as metro and train authorities,
in various cities around the world
to explore the possibility of using
the RPS to improve roadway
and railway transportation
safety and efficiency. ANSYS
SCADE and ANSYS HFSS SBR+
simulations will be part of
every solution they develop
throughout the world.
ANSYS ADVANTAGE I 31
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
SENS OR SI M UL A T I O N
Surround View
Traffic Sign
Recognition
Adaptive
Cruise
Control
Emergency Braking
Pedestrian Detection
Collision Avoidance
Blind Spot
Detection
Cross Traffic
Alert
Park
Assist
Traffic Sign
Recognition
Park
Assist
Rear
Collision
Warning
Cross Traffic
Alert
Parking
Assistance/
Surround View
Long-Range Radar
LIDAR
Surround View
Camera
Short-/Medium-Range Radar
Ultrasound
Autonomous
Vehicle Radar:
Improving Radar Performance with Simulation
Radar systems provide important sensor input for
safe and reliable autonomous vehicle operations.
Ensuring that these radar systems operate without
interference, cover the intended areas, do not fail
from installation effects and provide accurate input
to the control system requires use of advanced
engineering simulation.
By Shawn Carpenter,
Product Manager,
High Frequency Electronics,
ANSYS
32 I ANSYS ADVANTAGE
A
utonomous vehicles require the continued
evolution of vehicle sensors — the eyes
and ears of the control system that perceive
the operational characteristics of the
vehicle and the environment around it. The sensors
feed the vehicle control systems with data on the current and developing
state of the vehicle’s surroundings. Both operation and safety depend on the
accuracy of the sensor system.
Four major classes of vehicular sensors provide the lion’s share of
environment sensory data for an autonomous vehicle — visual spectrum
cameras, laser-ranging devices (lidars), ultrasound sensors and radio
frequency ranging sensors (radar). Automotive radar employs millimeterwave frequencies for long-range object and obstacle detection, as well as for
tracking the velocity and direction of the various actors such as pedestrians,
other vehicles, guardrails, etc., in the environment around the vehicle.
ISSUE 1 | 2018
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
SIMULATION OF A RADAR ANTENNA
This example illustrates the development of a 77 GHz automotive radar sensor based upon a two-sided printed
circuit board (PCB) fabrication technique using a slotted waveguide.
ANSYS HFSS is used to quickly optimize proper dimensions for
each element of a slotted waveguide unit cell in an extended
antenna array.
Once the design of the unit radiation cell is optimized for the
desired frequency, a full-size array can be laid out quickly
and automatically. Simulations are run with an automated and
highly scalable technique to determine the minimum number
of cells required to achieve spatial radiation coverage and the
efficiency with which the array radiates power.
When an array design satisfies performance requirements,
the fabrication details (vias, metal thicknesses, structures
to couple power into the waveguides, etc.) can be added to
simulate realistic materials and manufacturing processes.
A digital exploration design of experiments (DoE) can be
run against the expected fabrication process tolerances to
assess the manufacturing yield of this array. This initial
design of the array with vias, PCB filler and transitions
shows a simulated far-field radiation pattern when all the
array elements are fed with power.
The effects of the packaging and housing can be investigated
to understand their influence on the sensor’s performance.
Metal in and near the packaging can create electromagnetic
coupling to the array that might degrade its ability to radiate
to specification. Proximity effects of the radome and other
nonmetallic packaging can also have an impact. These effects
can be determined and even remediated in a simulation model
prior to building a physical prototype.
Environmental effects on the packaged sensor’s performance
can also be considered, such as rain, ice, dust or other
materials. In this simulation, a thin layer (0.1 mm) of
water or ice is studied over the radar package, showing
that the water has minimal effect on the main beam gain,
but increases the sidelobe level by another 4 dB. By
understanding performance under different environmental
conditions, engineers can optimize the array’s design and
build appropriate margins into the original design.
© 2018 ANSYS, INC.
ANSYS ADVANTAGE I 33
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
On the Radar (continued)
“For automakers to gain the full benefits from automotive radar
technology they must judiciously use simulation to meet development
schedules and to achieve performance requirements.
”
Three major classes of radar systems are typically
employed in automotive active safety systems:
• Short-range radar (SRR) for collision proximity
warning and safety, and to support limited parking
assist features.
• Medium-range radar (MRR) to watch the corners of
the vehicle, perform blind spot detection, observe
other-vehicle lane crossover and avoid side/corner
collisions.
• Long-range radar (LRR) for forward-looking sensors,
adaptive cruise control (ACC) and early collision
detection functions.
Today’s automotive radars incorporate technology
that 20 years ago could only be found in advanced
research in aerospace and defense laboratories.
For automakers to gain the full benefits of this
technology — including chip-level integration,
package and sensor miniaturization, fewer parts,
lower power consumption, and higher performance,
all at dramatically lower costs — they must judiciously
use modeling and simulation to meet aggressive
development schedules and achieve challenging
performance requirements.
Radar simulation can be employed to design single
radar components (antenna and array), develop
a system including all radar installations and the
vehicle, or even extend to a virtual system of multiple
radar systems, the vehicle itself and its environment —
a digital prototype.
Rapid Development of Radar Sensors
High-performance radar design starts with the
antenna — the interface between the sensor and
the world that it is sensing. Ideally, these antenna
systems must concentrate energy in one direction
over a defined coverage angle. Antennas must
radiate efficiently so that energy is not dissipated in
the antennas themselves or in the sensor package
materials. Energy should not be lost due to poor match
with the transmit power amplifiers.
High-frequency modeling and simulation present
tremendous opportunities for time and cost savings
in the design and development of radar sensors.
With simulation, engineers can:
• Virtually prototype and “tune” antenna topologies
quickly, without requiring fabrication.
• Test antenna variants effectively and efficiently
to understand their behavior under a variety of
structural and environmental conditions.
• Optimize element and multichannel antenna arrays
with the least effort and cost.
• Build only a single prototype to test at the end.
Integrating the Radar with the Vehicle
Once a sensor design or prototype is developed, it
must be evaluated as installed on a vehicle. Many
Radar Simulation of a
Busy Intersection
youtu.be/v2sJKa3vjEg
A radar sensor array model is installed in a proposed automobile fascia (left), and the ANSYS HFSS SBR+ shooting and
bouncing rays EM field solver is applied to model the installation interactions. The HFSS finite-element simulation for the
radar sensor antenna system is shown in the proper installation location, and a subset of rays employed by the HFSS SBR+
simulation is shown at an exit angle of 80 degrees.
34 I ANSYS ADVANTAGE
ISSUE 1 | 2018
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
“Radar systems play a central role in safety systems
and must be tested with vehicle control systems and algorithms
to validate safe operation.
”
ANSYS HFSS–simulated near-fields surrounding sensor for
Tx channel (left) and for Rx channel (right) form the basis
for excitation in the HFSS SBR+ fascia interaction solution.
30
25
20
Gain (dB)
15
10
5
0
-5
-10
-90
-60
0
-30
30
60
90
radar sensors are mounted either behind a bumper
or in the vehicle fascia. The proximity effects of the
vehicle design can affect the performance of the radar
— particularly the antenna’s ability to focus radar
energy. The vehicle manufacturer develops bumper and
fascia designs to be both aerodynamic and aesthetically
pleasing to their buyers. The unique features of a body
shape that meet aesthetic goals could negatively impact
the performance of a radar sensor integrated into it or
hidden behind it.
In the past, the effects of radar-to-fascia and
radar-to-bumper interaction were evaluated through
cooperation between the sensor manufacturer and
the vehicle manufacturer. This was an iterative
process based on trial-and-error prototyping. Valuable
development time and cost were invested in prototypes
that required retooling as the car was redesigned.
Modeling and simulation reduces this process from
as long as nine months to a matter of days. ANSYS HFSS
SBR+ can integrate models, including highly accurate
results from finite element ANSYS HFSS models, for
the isolated sensor system, and simulate its interaction
with the much larger fascia and bumper using its highfrequency ray tracing methods. The simulated installed
radar antenna response shows the radar engineer
how each radar subarray will illuminate the road or
environment when it is installed into the proposed
fascia–bumper design.
Azimuth (degrees)
Sensor
Sensor + Fascia
20
15
10
Gain (dB)
5
0
-5
-10
-15
-20
-90
-60
0
-30
30
60
90
Azimuth (degrees)
Sensor
Sensor + Fascia
Receive channel subarray radiation pattern (top) and
transmit channel radiation pattern (bottom) show radiation
patterns for the module in isolation, and as installed to
include fascia and bumper interaction.
© 2018 ANSYS, INC.
Virtual Road Testing for Radar
Autonomous vehicle developers are devoted to the
safety of passengers. Radar systems play a central
role in safety systems and must be tested with
vehicle control systems and algorithms to validate
safe operation. Without the benefit of modeling and
simulation, this would require driving millions of
test miles. Today, most AV developers are moving
this process to the domain of the digital prototype. In
modeling and simulation, testing can be performed for
any conceivable scenario.
However, high-fidelity modeling of the electromagnetic performance of an automotive radar system
has to this point proven to be a major challenge.
Solve Large-Scale Problems in a
Connected World
ansys.com/large-scale
ANSYS ADVANTAGE I 35
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
On the Radar (continued)
Full-physics modeling and simulation of radar
sensors creates an enormous EM analysis problem
as the radar needs to cover an area that could
occupy over 1.4 million electrical wavelengths. This
is compounded by system-level requirements that
include the number of times the central control
system is updated by radar, the number of antennas
involved, the range and velocity resolution of the
MRR system, and the comparative velocity of the
environmental actors.
While these considerations pose challenges to
high-fidelity EM modeling of radar–environment
interaction, they are not insurmountable. An
appropriate application of the shooting and bouncing
rays (SBR) technique using ANSYS HFSS SBR+ can
Busy intersection environment geometry. Velocity of each
moving actor in the scene is shown.
Shooting and bouncing rays traced from radar transmit
channel throughout the environment. Multiple colors
correspond to ordinal reflection for each ray track pictured.
Range-Doppler map for radar system over a radar frame of
200 consecutive 300 MHz pulses
Range profile for a single radar 300 MHz bandwidth pulse with 0.5 m resolution. Radar is visible in overlay at lower left.
The range profile shows distance of flight for all radar echoes received by the radar system in response to the modeled
environment. Very strong radar returns for some light posts, the surfaces of several of the vehicles, and between vehicle
reflections are shown. The signals are stronger from closer targets than from more distant targets, but even targets well down
the road are detectable. Due to the waveform’s resolution, the radar may detect multiple target echoes from the same vehicle.
36 I ANSYS ADVANTAGE
ISSUE 1 | 2018
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
provide full-physics simulation of such problems with
good accuracy and reasonable efficiency — in terms of
both computer resources and modeling time.
ANSYS HFSS SBR+ can be used to synthetically
reproduce the signals obtained by a high-fidelity
radar model. Any specified bandwidth may be applied
to the simulation to foster virtual innovation by
enabling the engineer to test new waveforms that may
not be currently available from sensor suppliers.
Radar signal processing systems need to
intelligently group distributed target returns that
belong to the same actor in the environment, or the
vehicle control system will be overwhelmed with
too many targets to track. This grouping is made
possible by processing the possible Doppler-shift of
the signals that bounce off surfaces with a velocity
that is different from the observation domain. Radar
signals from targets that have the same velocity in
consecutive range bins can be considered to be from
the same target. Accurate determination of targets
in terms of both range and velocity requires a large
number of pulses to be analyzed over time. ANSYS
SBR+ results make it possible to develop RangeDoppler maps that show the range to the target
returns on one axis and the extracted velocity of the
targets on the other.
A typical automotive radar sensor provides updates
to the vehicle control and safety systems at a rate of
5 to 30 frames per second. The speed and accuracy
of ANSYS HFSS SBR+ allows a complete simulation of
the movement of vehicles through this environment
to develop a Range-Doppler map over time for the
scene. Placing the HFSS SBR+ simulation within the
simulation loop of a complete autonomous vehicle
creates a digital prototype to test the vehicle control
system or active safety system.
Complete Modeling and Simulation Work Flows
Radar sensor developers, automotive OEMs, active
safety systems developers and autonomous vehicle
control systems developers use ANSYS solutions to
design radar sensor modules, study their installed
performance on the vehicle, and gain insight into
radar reports for moving and stationary targets on a
full, dynamic road scene. From a single component
to a digital system prototype, ANSYS provides unique
solutions for this very challenging high-frequency
problem.
Autonomous Vehicle Radar: Improving
Radar Performance with Simulation
ansys.com/av-radar
“Radar systems play a central role in safety systems
and must be tested with vehicle control systems and
algorithms to validate safe operation.
”
© 2018 ANSYS, INC.
ANSYS ADVANTAGE I 37
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
MANU FA CT UR I N G
Simulation and Additive
Manufacturing
Speed Tooling Design
By Mark Davey,
Principal Engineer,
Senior Flexonics Inc.,
Bartlett, USA
38 I ANSYS ADVANTAGE
When tooling suppliers told Senior Flexonics
engineers that considerable troubleshooting
and cost would be required to validate tooling to
manufacture finned tubes for a new compact
The first step in the manufacturing
liquid/air heat exchanger, they turned to
process is to stamp fins into a
flat pattern.
ANSYS software. Employing ANSYS LS-DYNA
to simulate the stamping operation allowed them to design a progressive die
prototype right the first time. They were able to produce the tool at a 95 percent
lower cost and in 75 percent less time than the best supplier quote.
ISSUE 1 | 2018
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
S
ENIOR FLEXONICS is developing a next-generation compact liquid/air heat exchanger (HEX) for multiple
industrial and mobile applications. By using finned tubes to increase the heat transfer between the hot
gas in the tubes and the cold water in the shell, the new HEX is smaller and lighter than current models.
However, these finned tubes are challenging to manufacture because the high height-to-width ratio of
the fins makes stamping difficult due to very high stresses and strains on both the
raw sheet and the progressive die. When
the company took this new design to its two
tooling suppliers, one said they could not
do it and the other said it would take
12 weeks and cost $60,000 because a
lengthy trial-and-error process on the shop
floor would be required to make a reliable
tool. Senior Flexonics engineers decided
to simulate the stamping operation using
ANSYS LS-DYNA explicit dynamics software to
speed the tool prototyping process. Simulation
Simulation guided engineers in developing a new progressive
die that produces good fins.
made it possible to identify and correct problems in an existing original progressive die design, select the right
part material and validate the process of bending the finned sheets into a cylinder. Using additive manufacturing
(3D printing), tooling developed employing simulation arrived in only three weeks, at a cost of $3,000, and worked
perfectly the first time.
New-Generation HEX
difficult to predict in advance a tooling geometry
Senior Flexonics produces industrial heat exchangers,
that would provide the correct final shape. They were
as well as EGR coolers for heavy-, medium- and lightalso concerned about tearing in high-stress areas.
duty trucks, high-pressure diesel fuel tubes and rails,
They expected that a trial-and-error process would be
water tubes, turbo oil drain lines, metal bellows,
required to meet the design specifications.
piston cooling jets, and complex assemblies.
The company’s engineers
Simulating the Stamping
designed its newest
Operation
HEX to increase heat
Senior Flexonics engineers
conduction between the
decided to design the tool
hot and cold fluids so that
internally and to contract a
the cooler was smaller and
3D printing service bureau
lighter, both important
to build it. The engineers
advantages in the
were not familiar with
automotive and trucking
ANSYS LS-DYNA, but
markets. To do this, they
they were able to quickly
designed longitudinal
and easily set up the
Simulation identified problems with fins produced
fins within the tubes that
simulation due to their
by existing progressive die design.
increase the contact area
familiarity with the ANSYS
between the hot gas in the
Workbench environment.
tubes and the cold liquid in the shell of the
They extracted an initial tool design in CAD software
heat exchanger.
and opened the CAD model in Workbench. Engineers
When Senior Flexonics engineers asked their
generated the finite element mesh in Workbench
tooling suppliers for quotes to build the progressive
using the automatic multizone method. They modeled
die tooling needed to manufacture the fins, the
suppliers pointed out that the depth of the fins
Additive Manufacturing and
Topology Optimization
forced the stainless steel material to the edge of
ansys.com/additive-topology
its formability limits. They said it would be very
© 2018 ANSYS, INC.
ANSYS ADVANTAGE I 39
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Speed Tooling Design (continued)
“Simulation made it possible to obtain appropriate
dies on first delivery, which saved tens of thousands
of dollars and enabled the company to meet the
product launch schedule.
”
Printed tooling installed in stamping press
the tool as 17-4 PH stainless steel solid elements and
tearing problem. After only a couple of iterations,
the raw material as 400-series stainless steel shell
the simulation predicted that the new progressive
elements. The model included 64,230 nodes and
die design would produce parts of the right geometry
67,112 elements. To model a strip of material pulled
and limit tearing to just the first fin on the strip,
out of a feed chute they used a friction element to
which was acceptable. The tooling stress results
apply forces to mimic those required to unwind
showed that the tooling could easily withstand the
and pretension the strip from the coil. Engineers
forming process. Based on these results, Senior
wrote a user-defined function to describe a timeFlexonics engineers ordered the prototype tool
dependent sinusoidal displacement
from a 3D printing service bureau.
function that provides gradual
startup and slowdown on each
Simulating the Tube
stroke of the die to ensure a
Forming Operation
stable solution.
While they waited for
ANSYS LS-DYNA iterated
the progressive die to be
to a transient solution of
delivered, Senior Flexonics
four stamping cycles in
engineers turned their
38 hours. The simulation
attention to developing
displacement results showed
a process to form the
that the part produced by an
finned strip into a cylinder
Compression bending did not properly seal tubes. for insertion into a tube. They
existing initial tool design
would have curled at its crown
first used LS-DYNA to simulate
and walls where it was supposed to be relatively flat,
a compression bending technique. The simulation
and that the radius at the root of the fin was too large.
results showed that this approach would not bring
The strip-forming strain results showed considerable
the ends of the fins together to form a full cylinder.
tearing. Based on the simulation results, Senior
Next, they simulated a tangential wiping system, but
Flexonics engineers adjusted the tool geometry to
this method also did not fully close off the cylinder.
counteract the distortion problems. They changed
Finally, they simulated a rolling process that provided
the material to 316L stainless steel to address the
considerably better results but still did not quite fully
40 I ANSYS ADVANTAGE
ISSUE 1 | 2018
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
form the cylinder. Engineers
design specifications. The
modified the rolling die
rolling die also matched
design, decreasing the
the simulation by working
diameter at the outlet so that
correctly the first time.
the rolled cylinder popped
Without simulation, the
out of the tool for springchances are that both the
back insertion into a tube.
progressive die and the
Simulation showed that
rolling die would have
First fins produced on existing tool matched simulation
this approach provided
required expensive repairs
predictions.
a tight seam, so the rolling
and possibly even rebuilding
die was also procured from
to resolve the problems that
a 3D printing service bureau.
were identified in simulation. Simulation made it
When the prototype progressive die was received,
possible to obtain appropriate dies on first delivery,
Senior Flexonics engineers installed it in a stamping
which saved tens of thousands of dollars and enabled
press and ran a short strip. The results closely
the company to meet the product development
matched the simulation predictions and met all
schedule.
Second fins produced on optimized 3D printed tool
matched revised simulation predictions.
© 2018 ANSYS, INC.
Second-generation rolling die correctly seals tubes.
ANSYS ADVANTAGE I 41
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
AUTO M OT I V E
A WINDOW
INTO AUTOMOTIVE
The interior of a vehicle can be distractingly loud
due to wind turbulence, especially at highway
speeds. At Corning, engineers combined
Most drivers understand that they have to
turn up the radio on the highway if they
aerodynamic and vibro-acoustic analysis in
want to hear their favorite station, or speak
ANSYS Workbench to determine how glazing
louder if they want to have a conversation
with their passengers. This is the direct result
can help control interior noise.
By Chao Yu,
Senior Project Engineer,
Advanced Machine Systems,
Corning Incorporated,
Corning, USA
42 I ANSYS ADVANTAGE
of the turbulent air flowing around their vehicle
when driving at high speed. Recent studies by J.D. Power on U.S. vehicle
dependability [1] have reported that
excessive wind noise was one of the top
problems most commonly experienced
by vehicle owners. Depending on where
the exterior noise falls in the frequency
spectrum, vehicle occupants may perceive
that noise as falling anywhere between a
quiet conversation (40 to 50 decibels, or
dB) and a busy city street (70 to 80 dB).
ISSUE 1 | 2018
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
To help mitigate this problem, engineers at Corning [2] have been
studying the physical mechanism by which exterior wind translates into
cabin noise. At highway speeds, the air surrounding a vehicle is disturbed
by the vehicle’s front end, the A-pillar (windshield support structure) and
side mirrors. This results in turbulent flow that causes fluctuations in the
air pressure field on the outer surface of
AERODYNAMICS
VIBRO-ACOUSTICS
the vehicle. These pressure variations
cause the glazing (windshield and
other window glass) to vibrate,
which in turn excites the cabin air
and generates some of the interior
noise. Another major cause of interior
noise is the wind on the rest of the
Acoustic meshing
CFD meshing
automobile surfaces being transmitted
through the automobile parts to the
cabin (flanking noise). In addition, the
sound generated by tires in contact
with the road and by the operation of
the automobile’s mechanical systems
Acoustic model
Turbulence model
contributes to cabin noise.
Corning engineers wanted to
Full-vehicle wind noise model illustrates the combination of aerodynamic
determine which glass surfaces
modeling with vibro-acoustic modeling used in the DAVA method.
were the most important paths
for glazing noise transmission, and also whether lighter-weight glass
material would have an impact. The team employed a simulation method
called deterministic aero-vibroacoustics (DAVA) using fluid and structural
analysis tools in ANSYS Workbench. The DAVA process began with a
There was excellent
simplified geometry of a common U.S. sport-utility vehicle to reduce the
cost of meshing and overall computation. Because the study focused on
agreement between the
sound transmission through glazing, detailed vehicle features in the
simulation results and
regions surrounding the glass — such as mirrors and the A-pillar — were
maintained, while areas around the bumpers and tires were modeled with
experimental SPL data.
less detail. Taking advantage of symmetry, the engineers used ANSYS CFD
meshing capability to create a computational fluid dynamics (CFD) mesh
of 55 million hexcore cells to model the fluid domain surrounding half
of the vehicle geometry. The size of the domain was chosen so that vortex
shedding, flow separation and reattachment phenomena could be captured.
“
”
A-pillar
Rear wake
Hood–windshield step
Noise Generation
Once the mesh was complete, Corning’s
engineering team used the ANSYS Fluent
CFD solver to simulate the transient
turbulent flow in the domain. To
predict the vortices generated by
80 mph air flow over the vehicle, the
engineers chose to use the detached
eddy simulation (DES) model. DES is
Side mirror
Rear tire–bumper gap
Front tire–bumper gap
a hybrid formulation that switches
Main vortex shedding regions from the turbulent flow field using the
between the standard ReynoldsQ-criterion, colored by velocity magnitude
averaged Navier-Stokes (RANS)
solution and large eddy simulation (LES) modeling based on the mesh
resolution and distance from the wall. LES is computationally more
expensive, and was used in the coarser domain away from the vehicle,
while RANS was used to solve the more finely resolved areas at the wall
boundaries. The team ran the DES model for 10,000 time steps to simulate
© 2018 ANSYS, INC.
ANSYS ADVANTAGE I 43
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
A Window into Automotive Noise (continued)
0.5 seconds of actual turbulent flow.
Such a small time step was required
because the team needed to resolve
frequencies up to 5 kHz to cover the
wide range of airborne noise. Corning
converted the transient data from the
time domain to the frequency domain
using the fast Fourier transform
(FFT) capability, which allowed
them to evaluate the sound pressure
levels (SPL) of glazing in the more
commonly understood dB scale. This
large case required use of ANSYS HPC
on Corning’s HPC cluster.
Contours of exterior SPL at 125 Hz on the windshield (left) and side windows
(right) for standard transition (top) and smooth transition (bottom). The standard
The initial CFD analysis showed
transition shows locally higher SPL values on the sides of the windshield and front
greater
exterior SPL values at the
side windows.
lower corners of the windshield
and on the front side windows when compared to the rest of the glazing.
In a standard windshield design, there is usually a small under-flushing
discontinuity between the glass surface and the A-pillar where the edge of the
glass extends under the pillar. The team’s baseline vehicle model considered a
design with 5 millimeters of under-flush, which they compared to a modified
“Corning engineers wanted to determine which glass surfaces were
the most important paths for glazing noise transmission, and also whether
”
lighter-weight glass material would have an impact.
design with a smooth transition (no under-flush) between the windshield and
A-pillar. The modified design predictions indicated an exterior noise reduction
of up to 5 dB on the front side windows. In addition to the modified geometry,
the team ran the simulation twice more at air flow speeds of 60 mph and
30 mph. As expected, the predicted exterior wind noise was reduced as vehicle
speed decreased.
Interior cabin geometry (top) and
structures (bottom)
Noise Transmission and Propagation
With the exterior SPL predictions in hand, the Corning team used them as
inputs in ANSYS Mechanical for the vibro-acoustics analysis. The engineers
mapped the pressure onto surfaces of the vehicle body to act as external
excitations. The team created a separate mesh for the cabin boundary and
interior, with the glass surfaces being shared by the exterior and interior
geometries. The interior geometry also included structural bodies for the
seats, dashboard, gearbox and steering wheel to better represent sound wave
absorption and reflection. Initially, the engineers considered windshield and
front side windows composed of two layers of soda lime glass (SLG) laminated
together with polyvinyl butyral resin, and monolithic SLG material for all
other vehicle glazing. At a typical frequency of interest (1 kHz), the harmonic
response simulation predicted that the SPL would be higher at the front end of
the vehicle, with most of the noise coming from the windshield and front side
windows. The combined simulation time for the ANSYS Mechanical analysis
was 300 CPU hours over the range of 21 sampling frequencies.
ANSYS Aero Vibro-Acoustics
ansys.com/aero-vibro-acoustics
44 I ANSYS ADVANTAGE
ISSUE 1 | 2018
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
As validation for their results, the team collected SPL measurements
from a wind tunnel using a microphone placed at the location of
the driver’s ear in a test vehicle. However, since the
wind tunnel measurements were of the total
interior SPL, the team also needed information
about the flanking noise in addition to the
glazing noise. They could ignore the tire and
mechanical system contributions to the SPL in
this study since the test vehicle was stationary
and not in operation. To account for the flanking
noise, the team performed a separate wind tunnel test
with all glass surfaces shielded and then derived the total interior SPL.
Overall there was excellent agreement between the simulation results
and the experimental SPL data in terms of both trending and magnitude.
As an additional test, Corning analyzed what would happen if
windshield and front side windows used a lighter-weight hybrid laminate,
with the inner SLG layer replaced by a thinner layer of Gorilla® glass
material. Though the simulations showed an acoustic penalty in terms of
the glazing noise, the team judged the overall effect to be minimal since
flanking noise is the dominant source at highway speeds. For both SLG–SLG
and SLG–Gorilla glass laminate materials, using the smooth transition from
the windshield to A-pillar compared to the standard under-flush transition
Cabin SPL at 1 kHz shown in
overall 3D (top) and cross-section
(bottom) views, with red and orange
representing the highest values
“The team estimated that it will reasonably be able to see a
30 to 50 percent improvement in the efficiency of its design and evaluation
”
process, leading to a similar level of process cost savings.
120
100
SPL at Driver’s Outer Ear (dB)
reduced the perceived cabin SPL for lower frequency
(under 500 Hz) exterior noise.
At the end of the process, the Corning group had
developed a model that provided powerful analysis
for investigating full vehicle noise generation,
transmission and propagation. With these initial
results, the team estimated that it will reasonably
be able to see a 30 to 50 percent improvement in
the efficiency of its design and evaluation process,
leading to a similar level of process cost savings.
Although different vehicle designs may show different
levels of importance for the noise transmission paths,
this general DAVA evaluation approach enables the
designer to focus on the most critical glazing and
optimize the design.
80
60
40
20
Model
Wind Tunnel
0
100
1,000
Frequency (Hz)
10,000
Comparison of DAVA method predictions with wind tunnel data
at different noise frequencies, showing excellent agreement in
both trending and magnitude for cabin SPL
References:
[1] J.D. Power. jdpower.com/cars/articles/jd-powerstudies/vehicle-dependability-study-top-10-problems-3-year-oldvehicles (01/11/2018)
[2] Yu, C., Automotive Wind Noise Prediction using Deterministic
Aero-Vibro-Acoustics Method, 23rd AIAA/CEAS Aeroacoustics Conference,
AIAA AVIATION Forum, (AIAA 2017-3206).
© 2018 ANSYS, INC.
ANSYS ADVANTAGE I 45
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
OIL AND GAS
SURE FOOTING FOR
ONSHORE
DRILLING SITES
When the lifespan of working platforms made of boxes that raise oil workers’ equipment
over waterlogged areas did not meet expectations, engineers turned to
ANSYS simulation. The time to develop new boxes has been reduced by 90 percent,
and the lifespan is seven times greater than that of the previous design.
By Dewei Wang, Engineer, China National Petroleum Corporation,
Daqing Petroleum Equipment Group, Pumping Unit R&D, Daqing, China
46 I ANSYS ADVANTAGE
ISSUE 1 | 2018
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Site preparation is a concern in many onshore drilling and production
projects. For sites in marshlands and regions near riverbanks there is the
added complexity of working in areas with standing water (up to a couple of
centimeters) surrounding the drill site. Water makes for unpleasant working
conditions, shortens equipment life and can have negative impact on the
surrounding environment. One solution is to build a foundation without a
large environmental impact.
To avoid this water issue, China National Petroleum Corporation
(CNPC), the third largest oil company in the world, tried to shift
Water makes for
the operating season from summer to winter, but this led to an
unpleasant working
unsustainable rise in heating costs. Another fix was to truck in tons
of dirt, which added significantly to the project costs, especially after
conditions, shortens
environmental legislation was introduced in 2015 that requires all dirt
equipment life and can
that is transported into a site to be removed upon drilling completion.
The current solution is to use base boxes composed of rigid steel
have negative impact
mesh and filled with dirt. When joined together, the boxes create a
platform that allows workers and machinery to traverse the worksite
on the surrounding
while remaining above the water. Base boxes substantially reduce the
environment.
amount of transported dirt that is required and therefore are superior
to previous alternatives.
A typical field site has platform made from approximately 200 base
boxes strung together into a single set that covers all of the necessary
working locations on a field. These boxes carry workers and trucks weighing 60 tons. When originally
designed, these base boxes required several senior engineers to perform manual calculations, which
led to experiments with numerous prototypes. The
process overall required dozens of experienced
workers and nearly four months to develop
the boxes. The expected design life for
the original base boxes was five years, but
they only lasted about two years because the
structural strength was degrading faster than expected.
New base boxes that had a longer lifespan were required.
CNPC leveraged ANSYS Mechanical structural simulation and
optimization through ANSYS Workbench to design, test, iterate and
create improved base boxes.
Using ANSYS DesignModeler within ANSYS Workbench, the CNPC design
team starts with the dimensions of the base box for an initial design that they
then modify using shape optimization to meet the constraints of the available
Simulated dump
truck on base
manufacturing processes. They perform a linear buckling analysis using the
boxes
static and modal analysis module with
ANSYS Mechanical and determine the
load limit for each box structure. The engineers optimize
the design to obtain the best balance of strength, material
and manufacturing costs. The thickness of the steel plate on
the surface of the base box is the largest factor affecting the
strength and cost of the box. For each additional millimeter of
thickness in the steel plate, the cost increases by 2.5 percent
and the weight increases by 125 kg per square meter. The
parametric capability within ANSYS software is used to
optimize the final thickness of the steel top sheet.
Using ANSYS software, CNPC engineers have replaced
Muddy conditions at a well site
a time-consuming and expensive manual process with only
20 simulations that automate the design and structural parameters. Structural designs are now
completed in two weeks, the development cycle is reduced by nearly 90 percent, and boxes are brought
“
”
© 2018 ANSYS, INC.
ANSYS ADVANTAGE I 47
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Offshore Drilling Sites (continued)
“Using ANSYS software, CNPC engineers have replaced a
time-consuming and expensive manual process with only 20 simulations
that automate the design and structural parameters.”
Simulation of hanging strength load determine if the
structure can hold the intended weight
Four base boxes under a piece of machinery
Simulation of hanging strength load determines if
the structure can hold the intended weight.
to market three months earlier than in the past.
The weight of a single base box is reduced by 40 percent.
The newest boxes have an
expected lifespan of 15 years and have
saved CNPC over $2 million in earth procurement
and environmental costs in one year. The weight of
each base box has been decreased by 400 kg, which
Total load
reduces the amount of steel by over 70 tons at each
simulation
well site. This means that related transportation
costs are also cut by 6.8 percent.
Integrated ANSYS solutions have helped CNPC save millions of
dollars by enabling it to more fully analyze and optimize base boxes
for the applicable well sites. Design cycles now take one-tenth the time
of the old manual process, and the environmental impact has been
substantially reduced by removing the need to truck thousands
of pounds of dirt in (and then out) for each well site.
Smart Strategies for Structural Simulations
ansys.com/structural-simulations
48 I ANSYS ADVANTAGE
Base boxes
ISSUE 1 | 2018
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
OIL A ND GA S
Designing
Modular
Wellheads
By Wen Chun Lee,
Product Design Engineer,
Singapore WEFIC Ocean
Technologies Pte. Ltd,
Singapore
Using the Modular Wellhead System from Singapore
WEFIC Ocean Technologies reduces installation time
for downhole equipment in the oil and gas industry.
Employing a multistage system that accommodates
different casing programs and working pressure, the system
is easy to operate, safe and efficient. WEFIC engineers used
ANSYS Mechanical to evaluate design alternatives for a key
system component followed by physical testing to validate
the finite element analysis results. This approach greatly
reduced the number of test prototypes required, reducing
development time by about 60 percent while ensuring
reliability.
© 2018 ANSYS, INC.
ANSYS ADVANTAGE I 49
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Designing Modular Wellheads (continued)
T
he wellhead sits at the surface of an oil or gas well and is the
suspension point and pressure seal for the drill string, casing line
and production tubing that are lowered into the hole at different
Tubing hanger
landing
stages of the well’s lifecycle. Two types of equipment are attached
shoulder
to the top of the wellhead to control surface pressure: a blowout
preventer during drilling and a Christmas tree (valves, fittings and spools used
Casing hanger
landing
to control the flow out of the well) once drilling is completed. The wellhead’s
shoulder
internal bore contains shoulders upon which the casing and tubing hangers are
used to suspend casing strings and production tubing. While these shoulders
prevent downward movement of the casing and tubing hanger, a mechanism is also required to resist
pressure from downhole that would otherwise force the casing and tubing hanger upward, possibly damaging
the wellhead and causing seal leakage, which reduces holding pressure. The most common approach to
addressing this issue involves fixing the hanger with tie-down screws. This approach requires considerable
installation time because of the need to install and torque up the large quantity of tie-down screws.
“Using ANSYS technology made it possible to finalize the design
in about 40 percent of the time required in the past.”
Stress experienced by lock ring under
maximum loading
Another view of lock ring stress
results
Reaction force to match the pressure
rating of the wellhead was generated
by applying displacement boundary to
move the ring upward.
Singapore WEFIC Ocean
Technologies Pte. Ltd. (WEFIC)
provides high-tech petroleum
equipment and technical services
for the oil field engineering
industry. The company’s Modular
Wellhead (MW-I), which can
be used for both onshore and
offshore application, reduces
installation time with a lock
ring that can be expanded
radially until it sits in a groove
in the wellhead. Installation is
performed using a tool operated
through the wellhead, riser
and blowout preventer. This
provides a significant reduction
in installation time, which
reduces drilling expense. Using
the company’s previous build-andtest methods, designing the lock
ring for a new model wellhead
would have required building and
testing two to three prototypes,
with about two months required
for each. Engineers estimate that
it would have taken about six
months to design the lock ring this
way. To design the lock ring for
the new wellhead, the company
used ANSYS Mechanical to get
the design very close to the final
product in only 10 weeks with only
final adjustments required in the
prototype phase. This made it
possible to bring the product to
market much faster.
50 I ANSYS ADVANTAGE
Lock Ring Design Specifications
The lock ring must support
upward forces resulting from
pressure of 3,000 to 15,000
pounds per square inch (psi),
depending upon the model of
wellhead. The rings used on 3,000
and 5,000 psi wellheads interface
with a single shoulder on the
wellhead, while lock rings on the
Powering Global Prosperity
ansys.com/prosperity
ISSUE 1 | 2018
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Lock Ring Expansion Force (lbf)
Expansion Force vs. Displacement
7,000
6,000
5,000
4,000
3,000
2,000
1,000
0
0.000
0.200
0.400
0.600
0.800
Displacement (in)
1.000
1.200
Maximum ring expansion force was retrieved by applying displacement boundary condition to expand the ring.
10,000 and 15,000 psi models act
against multiple shoulders. Lock
rings used in all these models
must withstand upward forces
equal to the pressure rating of the
wellhead while respecting material
yield limits within a specified
margin of safety. The lock ring is
split radially, and a rotating tool is
used to expand the lock ring into a
groove in the wall of the wellhead
bore. The tool is operated by hand,
so the amount of force required
to expand the ring is limited to
approximately 200 foot pounds
or less.
In the past, WEFIC engineers
built and tested a physical
prototype of each design iteration,
which took about two months
per iteration. The reduction in
oil prices in the past few years
spurred the company to look for
ways to increase the efficiency
of its design processes. WEFIC
worked with CAD-IT Consultants
to create virtual prototypes with
ANSYS simulation software that
reduce the number of physical
prototypes that need to be built
and tested. The company leveraged
ANSYS Mechanical finite element
analysis software to guide the
design of a lock ring for a 5,000-psi
and 10,000-psi wellhead.
Engineers defined the material
of the ring as alloy steel with more
than 100,000 psi yield strength.
They needed to calculate both the
force required to expand the ring
and the stress throughout the ring
when a force equal to the pressure
rating of the wellhead is applied
below the ring. They accomplished
these goals by displacing the
ring so that it expands radially
at the start of the simulation.
When the ring is fully expanded,
radial displacement ends and the
maximum force required to expand
the ring is recorded. Next, another
displacement boundary condition
is used to move the ring upward.
When the reaction force reaches
the pressure rating of the wellhead,
the simulation is stopped and the
stress and deflection of the ring are
evaluated.
Faster Market Deployment
The first design iteration provided
acceptable expansion force, but
the stress values were above
the design objectives. Engineers
created additional design
iterations by varying the values
Why Engineering Simulation is Critical
for Breakthrough Energy Innovation
ansys.com/energy-bei
© 2018 ANSYS, INC.
for the thickness of the ring and
the angle of the cross section of
the outer diameter of the ring
where it contacts the wellhead.
Over a series of 10 iterations, they
reduced the stress values to below
the design specification, while
reducing the expansion force and
the weight of the locking ring.
Engineers then built and tested
a prototype. The test results met
all the design specifications and
closely matched the simulation
results. Using simulation, it took
only two weeks to design the lock
ring and another two months
to build and test the prototype.
Using ANSYS technology made
it possible to finalize the design
in 10 weeks, which is about
40 percent of the time required in
the past. Depending on the drilling
conditions, well design and casing
program, the WEFIC modular
wellhead can save a substantial
amount of drilling cost per well by
reducing installation time.
This is only one example of
how ANSYS tools have enabled
WEFIC engineers to achieve a
leaner product development
process and deliver optimized
and cost-effective solutions to the
company’s customers.
WEFIC is supported by ANSYS Channel
Partner CAD-IT Consultants.
ANSYS ADVANTAGE I 51
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
C ONS T R UCT I ON
Turn Up the
Heat in a Rooftop
Heating Unit
In designing a new rooftop heating unit, AAON engineers needed
to deliver higher airflow while maintaining the same footprint
as an earlier design. The team used ANSYS computational
fluid dynamics (CFD) software to calculate airflow
through the heat exchanger of the unit and iterate
to a design that meets energy efficiency, airflow
and heat transfer requirements. The use
of simulation in this project saved 60 to
80 hours of physical lab work compared
to traditional design methods.
By Chait Johar,
Project Engineer,
AAON Inc.,
Tulsa, USA
52 I ANSYS ADVANTAGE
ISSUE 1 | 2018
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
AAON rooftop packaged units incorporate a tubular heat exchanger and air handling
system for efficient heating of commercial and industrial buildings. To design the
tubular heat exchangers used in rooftop heating units, engineers must maximize
the transfer of heat from the hot gas flowing through the tubes to the air
flowing through the cabinet. This delivers a high level of energy
efficiency. The unit must also withstand the service conditions of
the environment while minimizing cost and size.
In the past, the design process involved building prototypes and
performing physical measurements, such as testing the amount of
heat that is transferred to the air flowing through the unit. Over the
past few years, AAON has transitioned to using upfront simulation
to optimize airflow and heat transfer prior to building physical
prototypes. Simulation takes less time than building and testing a
AAON RQ series rooftop units are
prototype, and it provides more complete diagnostic information, enabling
engineered for performance, flexibility
engineers to iterate to an optimized design at a faster pace. AAON engineers
and serviceability.
achieved physical space, air handling and thermal efficiency goals while
saving 60 to 80 hours of manual lab work.
Heat Exchanger Design Challenge
In designing the new rooftop unit, engineers had to increase the air
handling capacity while maintaining demanding levels of efficiency and the
same footprint as the previous-generation product. The hot gas enters the
heat exchanger, is divided into internal tubes and is then released out of the
unit. Fresh air is brought in for the next combustion cycle to supply oxygen.
The shell of the heat exchanger guides air driven by a fan over the tubes.
Traditional design methods rely upon handbook formulas and engineering
judgment that typically focus on the surface area through which heat is
transferred by convection between the hot gas and cooler air flowing through
the cabinet. The heat transfer capability and efficiency of the unit are largely
dependent upon the flow of air through the heat exchanger tubes: The
airflow should be uniformly distributed around the tubes carrying hot gas.
A key limitation of build-and-test methods is that they generally do not
account for the flow geometry and thus must make assumptions for the
distribution of flow through the device. Due to these inherent inaccuracies
in the traditional design process, soon after an initial concept design is
generated, the lab builds a prototype and puts it through its paces.
This process takes about eight working days. At this stage, the
results are rarely good enough to meet product requirements,
so the engineering team embarks on an iterative process of
rebuilding and retesting the prototype. Engineers place
thermocouples on the exterior of the tubes, which
provide an accurate measure of the thermal
performance of the prototype. But it is not
practical to accurately measure the airflow
around the tubes, so these tests provide
very little diagnostic information on
how flow patterns are impacting
thermal performance.
The axial, radial and tangential vector
components of the centrifugal fans
were determined by physical testing.
ANSYS CFD Heat Transfer
ansys.com/heat-transfer
© 2018 ANSYS, INC.
ANSYS ADVANTAGE I 53
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Turn Up the Heat (continued)
Unit skeleton with only the heat
exchanger tubes (8 tubes) and the fan
Simulation Now Drives Design Process
Over the past few years, AAON has transitioned to a new approach in which
engineers use simulation to evaluate more design iterations in less time.
Simulation provides more diagnostic information and iterates quickly to
an optimized design. In designing the new RQA-B rooftop unit, engineers
needed to move more heat and more air through a unit that occupies the
same footprint but is taller than existing units. The new unit had to achieve
an energy efficiency of 81 percent to be certified in all the regions in which
it is being marketed.
Engineers created an initial design iteration and modeled the unit in
ANSYS CFX computational fluid dynamics software. A master’s student at
“Simulation takes less time than building and
testing a prototype and provides more complete diagnostic
information, enabling engineers to iterate to an
optimized design at a faster pace.
”
Montana State University–Bozeman used physical testing to determine the
axial, radial and tangential vector components of the airflow generated by
different centrifugal fan sizes and speeds as a function of distance along
the fan’s axis of rotation. These values were used as boundary conditions
in the CFD model. The wall function approach was applied to model the
boundary layer profile with a reduced cell count. Inflation layers were
employed in the fluid domain near the tubes to provide a sufficiently fine
mesh to accurately capture this region, where the flow experiences rapid
changes in velocity, pressure and temperature. The placement of the first
node in the mesh at the end of the tubes is particularly important. A nondimensional distance based on local cell fluid velocity called y+ ensures
Initial run showing air leaving the fan and
exiting the cabinet. Much of the air did not pass
through the heat exchanger tubes.
54 I ANSYS ADVANTAGE
Baffles were added to divert the airflow and improve
flow distribution.
ISSUE 1 | 2018
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
that simulation accuracy in this area is acceptable. With the k-epsilon
turbulence model that was used in this case, a y+ value of less than 100 is
recommended. AAON engineers tweaked the mesh to keep y+ below 100.
AAON Reduces Physical Prototyping
The simulation results showed that the energy efficiency of the initial
design was well below the required levels. AAON engineers also built
a prototype of the initial design and used it to validate the simulation
results. Looking at the flow and temperature distribution in the cabinet
and tubes, AAON engineers could see that a significant proportion of
the air flowed past the heat exchanger tubes into the outlet without ever
coming into contact with them. Based on these results, AAON engineers
added baffles to the cabinet to redirect flow that had been bypassing
the tubes. Using simulation, they were able to digitally explore different
baffle positions and geometries, along with different positions of the tubes
relative to the sheet.
Each simulation run took 6 to 8 hours on a single core, so AAON
engineers set up multiple runs when they left work in the evening. They
are now using a computer with 4 cores, which has reduced the solution
time to 1.5 to 2 hours. Guided by the flow simulation results, engineers
rapidly iterated to a design that more efficiently routes air through the
cabinet. The average air velocity through the heat exchanger tube faces
increased by almost 25 percent, and the temperature into the outlet went
up several degrees with the same flow rate through the cabinet. Engineers
built a prototype of the optimized design, and the results closely matched
the simulation results, providing an efficiency of 82 percent. AAON is
currently ramping up production of the new rooftop unit and preparing
to bring it to market. The AAON test lab manager estimated that, in this
one application, simulation saved 60 to 80 hours of physical lab work,
representing a substantial cost savings. Simulation also generated
incremental revenues by bringing the product to market earlier than
would have been possible using the build-and-test method.
Streamlines depict the temperature changes
through the cabinet.
© 2018 ANSYS, INC.
Flow velocity plot for initial design
shows much of the air is flowing
through the cabinet perimeter.
Flow velocity plot for final design with
baffles added shows much more air is
flowing through the tubes.
Temperature on a cross section of the unit shows
air temperature rising downstream of the cabinet.
ANSYS ADVANTAGE I 55
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
N EWS
Simulation in the News
ANSYS 19 TAMES PRODUCT COMPLEXITY
AND SPURS PRODUCTIVITY
ANSYS 19 empowers engineers to develop groundbreaking products, from
autonomous vehicles to smarter devices to more electric aircraft, at an
unprecedented pace. With enhancements across the entire industry-leading
portfolio — from structures to fluids and from systems and semiconductors
to electromagnetics — longtime users will notice dramatic improvements
in time to solution, while new users can take advantage of state-of-the-art
functionality. ANSYS 19 helps engineers manage complexity and enhance
productivity, so that engineering and design teams achieve more accurate
answers across the broadest range of applications — making simulation
even more pervasive.
REAL-TIME DIGITAL EXPLORATION
newelectronics, February 2018
The commercial release of ANSYS Discovery Live
empowers millions of engineers around the world
to confidently simulate designs in real time quickly
and more economically. Discovery Live is expanding
Pervasive Engineering Simulation — enabling
engineers to pose what-if questions upfront in the
design process to rapidly explore thousands of design
options and to receive immediate feedback.
TEENS SEARCH FOR WAY TO IMPROVE
MAGNETIC RESONANCE IMAGES
CBC, October 2017
High-school students are using ANSYS simulation to
develop MRI technology for noninvasive blood testing.
By using MRI technology, the students can determine
the composition of blood without having to penetrate
the skin.
.....
ADDITIVE MANUFACTURING PRESENTS
AN OPPORTUNITY TO DISRUPT THE
SUPPLY CHAIN
Auto Tech Review, October 2017
ANSYS CEO Ajei Gopal provides insight into Pervasive
Engineering Simulation, additive manufacturing and
automotive megatrends in this interview.
......
ANSYS ACQUIRES ADDITIVE
MANUFACTURING SIMULATION
LEADER 3DSIM
3DPrint.com, November 2017
ANSYS has acquired 3DSIM, a developer of powerful
simulation software for metal additive manufacturing.
This has created a combined simulation solution
that is now the industry’s only complete additive
manufacturing simulation workflow. Additive
manufacturing is the most rapidly growing and
disruptive segment in the engineering market.
now pervades
“Simulation
the entire product lifecycle.
It is not just for the
”
validation phase.
—Dr. Ajei Gopal,
CEO, ANSYS
......
56 I ANSYS ADVANTAGE
ISSUE 1 | 2018
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
2018 ANSYS HALL OF FAME
DEMONSTRATES PERVASIVE
ENGINEERING SIMULATION
CAE TURNS TO HIGH-PERFORMANCE
COMPUTING
Every year, the ANSYS Hall of Fame Competition
reveals the wide range of exciting uses for our software
solutions from organizations around the world. From
huge multinational corporations to small, creative
startups, the commercial world employs engineering
simulation to deliver reliable products to market
quickly. And students, instructors and academic
researchers leverage simulation to expand
engineering knowledge.
In this interview, Wim Slagter of ANSYS explains the
value of HPC technology for computer-aided engineering.
As the barriers to HPC are reduced, more companies are
able to leverage this technology.
HPC Yearbook 2017-18, January 2018
Delphi
“HPC is helping manufacturers cut costs and
create new revenue streams because they can design
completely new products they had not previously
”
considered.
— Wim Slagter,
Director of HPC and Cloud Alliances, ANSYS
.....
ANSYS STARTUP PROGRAM GIVES
AFFORDABLE CAE, HPC AND CLOUD
TO THE MASSES
Engineering.com, October 2017
Rescale and ANSYS are spearheading a simulation
and cloud computing program that enables startups
to quickly and cost-effectively bring their innovative
products to market.
FTGM
.....
BENCHMARK AN ANSYS MODEL FOR FREE
Digital Engineering, October 2017
Safran
To determine how your structural mechanics or fluid
dynamics model performs on an HPC system (rather
than your workstation), ANSYS has teamed with HPC
partners. Through this program, you can benchmark
your own model to determine the hardware solution
that delivers the best return on your software and
hardware investment.
ANSYS SUPPORTS FERRARI ENDURANCE
RACING WINS
Today’s Motor Vehicles, December 2017
Securing its fifth WEC constructor’s title and twenty-fourth
overall, Ferrari uses ANSYS computational fluid dynamics (CFD)
solutions to maintain best-in-class endurance-oriented
aerodynamic performance.
“ANSYS enables our team to quickly test multiple
configurations between each lap and provides accurate
insight — empowering our team to improve our speed
and reliability in real time.
”
— Ferdinando Cannizzo,
GT Technical Coordinator, Ferrari Competizioni
© 2018 ANSYS, INC.
ANSYS ADVANTAGE I 57
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
ANSYS, Inc.
Southpointe
2600 ANSYS Drive
Canonsburg, PA U.S.A. 15317
Send address corrections to
AdvantageAddressChange@ansys.com
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
ANSYS 19.1 — Технические требования к
программно-аппаратным комплексам и
лицензионная политика в области HPC
© ANSYS, Inc., ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», 2018
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Содержание
1 Введение ............................................................................................................................................................................. 4
2 Порядок подбора комплектующих рабочих станций и серверов ................................................................................. 4
3 Архитектура центральных процессоров серверов .......................................................................................................... 4
4 Оперативная память .......................................................................................................................................................... 5
5 Подсистема хранения данных .......................................................................................................................................... 5
5.1. Стандартные решения ............................................................................................................................................... 5
5.2. Параллельные файловые системы ........................................................................................................................... 5
5.3. Альтернативные решения для кластеров ................................................................................................................ 6
6 Использование сопроцессоров для ускорения расчетов ............................................................................................... 6
6.1. Использование профессиональных NVIDIA GPGPU ................................................................................................ 6
6.2. Использование непрофессиональных GPGPU от NVIDIA........................................................................................ 7
6.3. Использование Intel MIC для ускорения расчетов .................................................................................................. 7
6.4. Использование профессиональных AMD GPU ........................................................................................................ 7
6.5. Рекомендации для ANSYS Mechanical ...................................................................................................................... 7
6.6. Рекомендации для ANSYS Fluent .............................................................................................................................. 8
7 Поддерживаемые GPU для вывода графики................................................................................................................... 9
8 Интерконнект ..................................................................................................................................................................... 9
8.1. Mellanox Infiniband ................................................................................................................................................... 10
8.2. Intel Omni-Path.......................................................................................................................................................... 10
8.3. 10 GigE ....................................................................................................................................................................... 10
9 Поддерживаемые реализации MPI и их ограничения ................................................................................................. 10
10 Операционные системы серверов ............................................................................................................................... 10
10.1. Дистрибутивы Windows ......................................................................................................................................... 11
10.2. Особенности настройки операционных систем Windows .................................................................................. 11
10.3. Дистрибутивы Linux ............................................................................................................................................... 13
11 Менеджер и сервер лицензий ...................................................................................................................................... 13
11.1. Основные принципы .............................................................................................................................................. 13
11.2. Порты для работы менеджера лицензий ............................................................................................................ 14
11.3. Настройка клиентской стороны ............................................................................................................................ 15
11.4. Проверка открытости портов ................................................................................................................................ 15
11.5. Работы старых версий ANSYS после обновления ................................................................................................ 18
12 Типовая конфигурация узлов кластера ........................................................................................................................ 18
13 Система планирования очереди задач ........................................................................................................................ 19
13.1. Общие сведения..................................................................................................................................................... 19
13.2. ANSYS Remote Solve Manager ................................................................................................................................ 19
13.3. ANSYS RSM Cluster .................................................................................................................................................. 20
2
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
14 Работа с удаленными ресурсами и виртуализация .................................................................................................... 20
14.1. Средства доставки удаленных рабочих столов ................................................................................................... 20
14.2. Средства организации виртуализованных рабочих мест ................................................................................... 21
15 Лицензионная политика для коммерческих продуктов ANSYS ................................................................................. 21
15.1. Встроенные HPC возможности решателей .......................................................................................................... 22
15.2. Лицензии ANSYS HPC (Workgroup) ........................................................................................................................ 22
15.3. Лицензии ANSYS HPC Pack ..................................................................................................................................... 22
15.4. Лицензирование использования GPGPU для ускорения расчетов. .................................................................. 23
15.5. Лицензии ANSYS HPC Parametric Pack .................................................................................................................. 23
15.6. Лицензирование ANSYS LS-DYNA .......................................................................................................................... 24
15.7. Optimetrics + DSO.................................................................................................................................................... 24
16 Лицензионная политика для академических продуктов ........................................................................................... 24
17 Документация ANSYS ..................................................................................................................................................... 24
Заключение.......................................................................................................................................................................... 26
3
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
1 Введение
Материалы данной брошюры актуальны для версии программных продуктов ANSYS 19.1 и ANSYS Electromagnetics
Suite 19.1 на 20 января 2018 года. Источники информации – опыт компании ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс» и
официальная документация ANSYS (https://www.ansys.com/Solutions/Solutions-by-Role/IT-Professionals/PlatformSupport).
2 Порядок подбора комплектующих рабочих станций и серверов
Существует четкая последовательность создания конфигурации рабочих станций, серверов или узлов кластера для
выполнения расчетов. Шаги, описываемые далее следует выполнять строго по порядку.
1. Использовать центральные процессоры на основе архитектуры, выпущенной не позднее за 1 год до
момента закупки. Желательно использовать самую новую процессорную архитектуру. Это позволит
раскрыть все возможности актуальной версии ПО.
2. Из процессоров выбранной архитектуры отобрать модели с максимальной тактовой частотой – тактовая
частота гарантирует более быструю работу ПО. При этом надо помнить, какой лицензионное покрытие вы
имеете (сколько ядер на расчет можно задействовать). Возможно оптимальным решением будет не самый
высокочастотный процессор, а следующий за ним.
3. После окончательного выбора, сбалансированного по процессорам решения (тактовая частота/количество
ядер), обеспечите их необходимым количеством оперативной памяти. В среднем рекомендуется
использовать 4 – 8 Гб памяти на ядро. Рекомендуется набрать объем памяти как можно меньшим
количеством модулей. При этом надо помнить, о количестве каналов работы с памятью в процессоре – все
они должны быть задействованы. Так, например, не рекомендуется оснащать процессор с 4-х канальным
контроллером памяти 2-мя или 3-мя планками оперативной памяти. Такая конфигурация не сможет
использовать всю вычислительную мощность процессора.
4. Следующим шагом следует оптимизировать дисковую подсистему. Рекомендуется использовать
твердотельные накопители. Больше всего они влияют на задачи механики, затем идут задачи
электромагнетизма и радиофизики, и меньше всего к дисковой подсистеме чувствительна гидродинамика.
Важно, чтобы на быстром дисковом массиве располагалась в первую очередь рабочая папка, а не
директории, содержащие код решателя и операционной системы. В некоторых, редких случаях, для задачи
механики можно делать виртуальные диски из оперативной памяти (RAM Disk) – тогда необходимо
оснастить компьютер двойным или тройным объемом оперативной памяти.
5. Только после оптимизации конфигурации системы по центральному процессору, оперативной памяти и
дисковой подсистеме следует приходит к выбору математических сопроцессоров NVIDIA и Intel. В случае
NVIDIA необходимо выбирать решения с максимальной производительностью в операциях с двойной
точностью и с максимальным объемом памяти.
6. В качестве графического процессора для вывода графики рекомендуется использовать профессиональные
решения NVIDIA и AMD. Это существенно увеличит скорость работы графической подсистемы сеточных
генераторов и программных продуктов на основе геометрического ядра SpaceClaim.
3 Архитектура центральных процессоров серверов
ПО ANSYS и ANSYS Electromagnetics Suite работает только на серверах стандартной архитектуры Intel-AMD x86-64.
4
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Для повышения эффективности работы решателей и снижения неоправданного расхода лицензий на программное
обеспечение ANSYS и ANSYS Electromagnetics Suite, на всех вычислительных серверах необходимо отключать
технологии виртуальной много поточности Intel Hyper-Threading (HT), AMD Clustered Multi-Thread (CMT) и их
аналоги. Данные технологии показывают прирост производительности расчетов не более 2%, но приводят к 2-х
кратному перерасходу HPC лицензий.
Технологии динамического разгона ядер центральных процессоров Intel Turbo Boost и AMD Turbo Core наоборот
положительно влияют на общую производительность системы – их рекомендуется всегда оставлять включенными.
4 Оперативная память
При выполнении расчетов в любом программном обеспечении рекомендуется использовать оперативную память
с коррекцией ошибок. Использование памяти без коррекции ошибок может приводить к нестабильной работе
решателей и/или возникновению численных погрешностей в результатах расчетов. Необходимо следить за
соответствием количества установленных в сервер модулей памяти и количеством контроллеров памяти,
встроенных в процессор для получения максимальной производительности подсистемы памяти.
5 Подсистема хранения данных
5.1. Стандартные решения
На производительности решателей ANSYS и ANSYS Electromagnetics Suite положительно сказывается
использование быстродействующей дисковой подсистемы. Самым требовательным к быстродействию дисковой
подсистемы является ANSYS Mechanical/MAPDL. Использование быстродействующих SSD дисков, особенно с
технологией подключения NVM Express (NVMe, NVMHCI), или массивов на их основе может в разы сократить время
выполнения расчета.
5.2. Параллельные файловые системы
Из всех программных продуктов ANSYS и ANSYS Electromagnetics Suite в явном виде преимущества от
использования параллельных файловых систем получает только распределённый решатель ANSYS Fluent при
работе на Linux.
Поддерживаются следующие параллельные файловые системы:






Panasas
GPFS
SFS
LUSTRE
PVFS2
MPFS
Остальные решатели ANSYS получают преимущества от параллельных файловых систем косвенно – за счет
высокого быстродействия последних. Таким образом, использование параллельных файловых систем является
желательным, но не необходимым условием для высокопроизводительных систем.
5
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
5.3. Альтернативные решения для кластеров
При построении кластерных систем можно существенно ускорить работу решателей и снизить нагрузку на
центральный дисковый массив использую локальные диски узлов как промежуточные места хранения временных
файлов расчетов. Например, у решателя ANSYS Mechanical есть специальная опция командной строки -dir,
которая позволяет указывать путь хранения вмененных файлов на локальных дисках узлов.
6 Использование сопроцессоров для ускорения расчетов
Некоторые решатели, входящие в состав ANSYS и ANSYS Electromagnetics Suite способны перекладывать часть
вычислительных алгоритмов на графические ускорители общего назначения (General-purpose computing for
graphics processing units, GPGPU) компании NVIDIA или сопроцессоры Intel MIC (Many Integrated Core). Кроме того,
существует ограниченная поддержка графических ускорителей компании AMD. Вычислительные системы,
оснащенные подобными сопроцессорами, относятся к классу гибридных вычислительных систем. В актуальной
версии ANSYS нельзя задействовать GPGPU NVIDIA и Intel Xeon Phi в одном расчете.
Детальный список проверенных на совместимость решений доступен по ссылке в разделе «Документация ANSYS»
данного документа.
6.1. Использование профессиональных NVIDIA GPGPU
В актуальной версии возможно задействовать графические процессоры NVIDIA для ускорения расчетов следующих
программных продуктов при работе решателей с общей и распределённой памятью, на серверах и кластерах, по
несколько графических процессоров в сервер или узел:








ANSYS Mechaincal/APDL
ANSYS Fluent
ANSYS Polyflow
ANSYS EMIT
ANSYS HFSS
ANSYS ICEPAK
ANSYS Maxwell
ANSYS Savant
Для ускорения расчетов поддерживаются следующие графические карты:


NVIDIA Tesla – любые модели на архитектуре Kepler и новее
NVIDIA Quadro
Максимальное ускорение расчетов обеспечивают только GPGPU обладающие с высокой производительностью в
вычислениях двойной точности. Список моделей с низкой производительностью:







NVIDIA Tesla K10
NVIDIA Tesla M4
NVIDIA Tesla M40
NVIDIA Tesla M6
NVIDIA Tesla M60
NVIDIA Tesla P4
NVIDIA Tesla P40
6
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
В случае использования вычислительных узлов с GPU для ускорения расчетов необходимо предусмотреть
возможность учета количества доступных GPU, как одного из ресурсов вычислительного узла при планировании
очереди задач.
Для корректной работы функции требуется использование драйверов версии 346.59 или новее. Под Windows
необходимо использовать режим работы драйверов Tesla Compute Cluster (TCC).
6.2. Использование непрофессиональных GPGPU от NVIDIA
Несмотря на то, что большинство решателей требует использование профессионального оборудования NVIDIA
Tesla и Quadro, в портфолио ANSYS Electromagnetics Suite есть два решателя, способных использовать и
непрофессиональные решение NVIDIA GeForce - это ANSYS Savant и ANSYS EMIT. Они протестированы на работу со
следующими GPU NVIDIA GeForce: GTX 670, 680, 750Ti, 770, 780, Titan, 960, 970, 980.
6.3. Использование Intel MIC для ускорения расчетов
Начиная с версии 19.0 компания ANSYS прекратила поддержку работы с ускорителями Intel Xeon Phi (Intel MIC, Intel
Many Integrated Core Architecture).
6.4. Использование профессиональных AMD GPU
В настоящее время существует ограниченная поддержка ускорения расчета фактора видимости (viewfac) в ANSYS
Fluent с использованием AMD. Другие типы решателей и расчетов не поддерживают GPU от AMD для ускорения
расчетов.
6.5. Рекомендации для ANSYS Mechanical
Наилучшего результата удается добиться для задач размерностью более 500K DOFs. Для обслуживания задачи
размерности 1M DOFs требуется чуть менее 1 Гб памяти GPGPU.
Следующие типы расчетов поддерживаются для ускорения с использованием GPGPU NVIDIA:





Линейный/нелинейный статический расчет с использованием решателей Sparse, PCG или JCG.
Анализ линейной потери устойчивости с использованием решателей Block Lanczos или subspace eigensolver.
Поиск собственных частот и форм с использованием решателей Block Lanczos, subspace, PCG Lanczos, QR
damped, unsymmetric, или damped eigensolver.
Гармонический анализ с использованием решателя Sparse и полного метода расчета, а не разложения по
собственным частотам и формам.
Линейный/нелинейный динамический расчет с использованием решателей sparse, PCG или JCG и полного
метода расчета, а не разложения по собственным частотам и формам.
В ситуации, когда для выбранного типа расчета использование GPGPU невозможно, расчет будет продолжен с
использованием только CPU.
При использовании решателя Sparse или решателей для поиска собственных частот и форм на основе Sparse
решателя (например, Block Lanczos или subspace), рекомендуется использовать GPGPU NVIDIA с высокой
производительностью в вычислениях двойной точности:


NVIDIA Tesla Series (кроме: K10/M4/M40/M6/M60/P4/P40)
NVIDIA Quadro GP100
7
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943


NVIDIA Quadro K6000
NVIDIA Quadro GV100
Существуют небольшие ограничения на использование некоторых типов элементов и настроек расчета при
использовании GPGPU NVIDIA. Так, ускорение будет деактивировано при наличии в задаче следующих
особенностей:




Около нулевые значения коэффициентов матрицы жесткости. Могут возникать при использовании
элементов со смешенной u-P формулировкой (mixed u-P formulation), элементов MPC184 с формулировкой
множителей Лагранжа (Lagrange multiplier based MPC184 elements), контактных элементов с лагранжевой
формулировкой (Lagrange multiplier based contact elements (от TARGE169 до CONTA178)), или элементов
CIRCU94 или CIRCU124
Включенная опция экономии памяти (MSAVE,ON) при использовании решателя PCG
Несимметричная матрица жёсткости при использовании решателя PCG
Неподдерживаемые решатели (например, ICCG)
6.6. Рекомендации для ANSYS Fluent
Решение задачи занимает в памяти GPGPU такой же объем, как и в памяти CPU.
Существуют ограничения на запуск распределённого расчета с использованием GPGPU в узлах вычислительного
кастера. Необходимо выполнить два следующих условия:
1. Количество процессорных ядер ( ncpus), используемых в расчете должно быть кратно количеству
вычислительных узлов (nnodes), используемых в расчете.
𝑛𝑐𝑝𝑢 mod 𝑛𝑛𝑜𝑑𝑒𝑠 = 0
2. Количество процессорных ядер (ncpus), используемых в расчете, деленное на количество вычислительных
узлов (nnodes) должно быть кратно количеству чипов GPGPU на один вычислительный узел (ngpgpu).
𝑛𝑐𝑝𝑢
mod 𝑛𝑔𝑝𝑔𝑝𝑢 = 0
𝑛𝑛𝑜𝑑𝑒𝑠
Пример оценки возможности расчета:
Количество ресурсов
Пример 1
Пример 2
Пример 3
Вычислительных узлов
(nnodes)
1
4
4
Процессорных ядер
(ncpus)
4
12
22
Чипов GPGPU на один вычислительный узел
(ngpgpu)
1, 2, 4
1, 3
Расчет с использованием GPGPU
невозможен, так как:
𝑛𝑐𝑝𝑢 mod 𝑛𝑛𝑜𝑑𝑒𝑠 ≠ 0
Рекомендации по выбору типа расчета и эффективности его выполнения с использованием GPGPU:


Высокая эффективность использования GPGPU: однофазное течение для pressure-based coupled solver.
Средняя эффективность использования GPGPU: однофазное течение в стационарной постановке для
segregated solver. Стоит задуматься о переключении к pressure-based coupled solver.
8
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Низкая эффективность использования на GPGPU: многофазное течение для любого решателя или
однофазное течение в нестационарной постановке для segregated solver.
Решатель Algebraic Multigrid (AMG) также может быть ускорен при помощи GPGPU. При этом может использовать
до 5-ти связанных уравнений.
ANSYS Fluent способен видеть непрофессиональные графические карты NVIDIA GeForce и задействовать их для
расчета, однако это приводит не к ускорению, а к многократному замедлению работы решателя.
7 Поддерживаемые GPU для вывода графики
Программное обеспечение ANSYS и ANSYS Electromagnetics Suite рассчитано на работу с графическими картами с
поддержкой OpenGL 4.5. ANSYS протестирован на совместимость только со следующими сериями GPU:










AMD FirePro
AMD FirePro W
AMD Radeon Pro
NVIDIA GeForce
NVIDIA Quadro
NVIDIA Quadro FX
NVIDIA Quadro K
NVIDIA Quadro M
NVIDIA Quadro P
NVIDIA Quadro GP
Детальный список проверенных на совместимость решений доступен по ссылке в разделе «Документация ANSYS»
данного документа.
Использование встроенных графических карт (например, Intel HD, Matrox и других) не рекомендуется из-за низкой
производительности последних.
8 Интерконнект
Решатели ANSYS и ANSYS Electromagnetics Suite при работе на системах с распределённой памятью используют для
своей работы библиотеки Message Passing Interface (MPI). Подробная информация о поддержке MPI приведена в
разделе «9 Поддерживаемые реализации MPI и их ограничения». Библиотеки MPI требуют для эффективной
работы решателей наличия в составе системы быстродействующей сети, называемой интерконнектом.
Быстродействие решателей напрямую зависит от пропускной способности (bandwidth) интерконнекта и времени
его отклика (latency). Для работы MPI не требуется наличия IP адресации в сети интерконнекта, однако оно может
потребоваться для иных целей (например, доступа к общей директории).
Требуется использование интерконнекта во всех узлах кластера, задействованных для выполнения расчетов в
ANSYS и ANSYS Electromagnetics Suite, а также на управляющих узлах кластера. В противном случае, становится
невозможным запуск задач на расчет с использованием системы управления кластером, а в некоторых случаях
теряется полная работоспособность решателей ANSYS.
9
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
8.1. Mellanox Infiniband
Рекомендуемым интерконнектом для построения HPC систем является Mellanox Infiniband. Данный тип
интерконнекта не только гарантирует максимальные показатели быстродействия, но и обеспечивает полностью
аппаратное функционирование сети. Таким образом, даже интенсивный обмен данными по сети интерконнект не
вызывает паразитной загрузки процессоров вычислительных серверов.
Программное обеспечение всех контроллеров Infiniband и драйверов, устанавливаемых в операционные системы,
должно быть протестировано на отсутствие конфликтов из-за несовместимости версий. Микропрограммы
контроллеров Infiniband и установленные драйверы для операционных систем должны быть совместимы.
Программное обеспечение ANSYS и ANSYS Electromagnetics Suite не работоспособно на «безкоммутаторных
кластерах» с интерконнектом Infiniband, содержащих более 2-х узлов (последовательное соединение нескольких
узлов по цепочке с использованием нескольких портов IB). Для кластеров, состоящих из 3-х и более узлов
необходимо использовать коммутаторы.
8.2. Intel Omni-Path
Начиная с версии ANSYS 18.0 реализована поддержка интерконнекта Intel Omni-Path, схожего по быстродействию
с Mellanox Infiniband. Для корректной работы необходимо наличие драйверов OFED версии не старее 10.2.
8.3. 10 GigE
Стандартная 10 Гигабитный сеть Ethernet может быть использована только для построения небольших (до 4-х
узлов) кластеров, и только для CFD расчетов. Во всех других случаях (механические или электромагнитные
решатели, работающие более чем на 1-ом узле; гидродинамические решатели, работающие более чем на 4-х
узлах) использование этого интерконнекта приводит к существенному (в несколько раз) падению
производительности.
9 Поддерживаемые реализации MPI и их ограничения
ANSYS поддерживает ряд реализаций MPI для работы решателей с распределённой памятью. Для разных
продуктов возможно отличие в списке поддерживаемых реализаций MPI. Полный список поддерживаемых MPI
по продуктам доступен по ссылке в разделе «Документация ANSYS» данного документа.
Необходимые реализации Intel MPI и IBM Spectrum MPI (ранее известный как IBM Platform MPI) поставляются в
составе дистрибутивов программных продуктов ANSYS. MS MPI бесплатно поставляется Microsoft в составе HPC
Cluster Pack.
Обратите внимание, что IBM Spectrum MPI, поставляемый в составе дистрибутива ANSYS, не поддерживает запуск
задач, более чем на 4096 ядрах. Для запуска задач на большее число ядер необходимо приобретение
дополнительных лицензий от IBM. Intel MPI, идущий в составе дистрибутива, подобных ограничений не имеет.
10 Операционные системы серверов
Программное обеспечение ANSYS и ANSYS Electromagnetics Suite протестировано для работы на основных
коммерчески-поддерживаемых дистрибутивах операционных систем. Планы развития поддержки операционных
систем можно найти по ссылке в разделе «Документация ANSYS» данного документа.
10
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Не все программные продукты ANSYS и ANSYS Electromagnetics Suite доступны как на Linux, так и на Windows.
Некоторые из них могут быть доступны в урезанной версии (без графического интерфейса) или вообще
отсутствовать для одной из платформ. Полный список совместимости доступен по ссылке в разделе
«Документация ANSYS» данного документа.
Список поддерживаемых актуальных операционных систем:

Windows 7 (64-bit Professional и Enterprise editions)

Windows 10 (64-bit Professional, Enterprise и Education editions в поставках Long-Term Service Branch (LTSB) и
Current Branch for Business (CBB) - Semi-Annual Channel не поддерживается)

Windows Server 2012 R2 Standard Edition (64-bit)

Red Hat Enterprise Linux (RHEL) 6.8 и 6.9 (64-bit)

Red Hat Enterprise Linux (RHEL) 7.2 и 7.3 (64-bit)

SUSE Enterprise Linux Server (SLES) 11 SP3 и SP4 (64-bit)

SUSE Enterprise Linux Server & Desktop (SLES / SLED) 12 SP0, SP1 и SP2 (64-bit)

CentOS 7.3
Для наиболее полного охвата возможностей ПО ANSYS и ANSYS Electromagnetics Suite рекомендуется использовать
на рабочих местах инженеров операционные системы Windows.
10.1. Дистрибутивы Windows
Планы по развитию платформы ANSYS и ANSYS Electromagnetics Suite под Windows:
Платформа
Windows 7
Professional и Enterprise
Windows 8.1
Professional и Enterprise
Windows 10
Professional и Enterprise
Windows Server 2008 R2 (64-bit)
HPC Server и Standard
Windows Server 2012 R2
Standard
Windows Server 2016
18.0
2017
18.1
18.2
19.0
2018
19.1
19.2
20.0
2019
20.1
да
да
да
да
да
да
да
да
да
да
да
да
да
да
да
да
да
да
да
да
да
да
да
да
да***
да
да
да
да
да
да
(***) Только сервер лицензий
10.2. Особенности настройки операционных систем Windows
Современные операционные системы Windows имеют встроенный защитный механизм User Account Control
(UAC), который может помешать работе программного обеспечения ANSYS и ANSYS Electromagnetics Suite. Для
установки ANSYS и ANSYS Electromagnetics Suite необходимо выполнять запуск инсталлятора только с полными
11
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
администраторскими правами. При включенном UAC это означает запуск через контекстное меню, от имени
администратора.
Рекомендуемые действия при установке на Windows 7 - отключить UAC и установить ПО от имени администратора.
Также возможно оставить UAC включенным, но производить установку от имени администратора и
использованием команды контекстного меню.
Рекомендуемые действия при установке на Windows 8.1 и 10 - отключить UAC и установить ПО от имени
администратора и использованием команды контекстного меню.
При
невыполнении
указанных
действий,
установка
ПО
производится
в
директорию
%AppData%\Local\VirtualStore\<path>, что вызывает частичную или полную неработоспособность ПО.
12
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
10.3. Дистрибутивы Linux
Внимание, SUSE прекращает поддержку SLED 11.
Планы по развитию платформы ANSYS и ANSYS Electromagnetics Suite под Linux:
Платформа
18.0
да
да
2017
18.1
да
да
2018
18.2
да
да
да
RHEL 6.7
RHEL 6.8
RHEL 6.9
RHEL 6.10
RHEL 7.1
да
да
да
RHEL 7.2
да
да
да
RHEL 7.3
да
RHEL 7.4*
RHEL 7.5*
SLES / SLED 11 SP3
да
да
да
SLES / SLED 11 SP4
да
да
да
SLES / SLED 12 SP0
да
да
да
SLES / SLED 12 SP1
да
да
да
SLES / SLED 12 SP2
да*
SLES / SLED 12 SP3
SLES / SLED 12 SP4
CentOS 7.2
да
да**
CentOS 7.3
да**
да
CentOS 7.4
CentOS 7.5
(*) Если позволит реализация продукта.
(**) Не для всех продуктов ANSYS
(+) Не будет поддерживаться работа Fluent 19.2 на SLES 11
19.0
19.1
19.2
да
да
да
да
да
да
да
да
да
да
да
да
да
да
да
да
да+
да+
да
да
да
да
да
да
да*
да
да
да*
да
да
да*
да
да*
20.0
2019
20.1
да
да*
да
да
да
да
да
да
да
да
да
да
да
да
да*
да
да
да*
да
да
да*
да
да
да*
Использование неподдерживаемых дистрибутивов Linux, бесплатных и открытых клонов коммерческих
дистрибутивов (Fedora, openSUSE, Scientific Linux, Oracle LINUX), дистрибутивов Linux на основе Debian и Ubuntu
может привести к невозможности функционирования программного обеспечения ANSYS и ANSYS Electromagnetics
Suite и потере технической поддержки.
11 Менеджер и сервер лицензий
11.1. Основные принципы
Программное обеспечение ANSYS и ANSYS Electromagnetics Suite использует плавающие сетевые конкурентные
лицензии, работающие по технологии FlexNET. Для организации работы таких лицензий в локальной сети
предприятия на один из компьютеров (далее – сервер лицензий) устанавливается специальное программное
обеспечение (далее – менеджер лицензий), которое позволяет компьютеру выполнять соответствующую роль.
Сбор информации о сервере лицензий осуществляется при помощи специального набора утилит, доступного для
Windows или Linux. Архивы с утилитами могут быть скачаны с сайта компании ANSYS
(http://www.ansys.com/Support/Licensing/Capture+License+Server+Information).
Аппаратные
ключи
не
используются.
13
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Программное обеспечение менеджера лицензий не оказывает какой-либо заметной нагрузки на сервер при
обслуживании до тысячи клиентов. Менеджер лицензий для своей работы требует открыть несколько TCP портов
на сервере лицензий на входящие и исходящие подключения.
Для стабильной работы версия менеджера лицензий должен быть не старее чем используемое программное
обеспечение ANSYS и ANSYS Electromagnetics Suite. В противном случае могут наблюдаться сбои в работе
решателей, некорректная работы актуальных лицензий.
В файле лицензионного ключа, работающего по технологии FlexNET, содержится набор строк, активирующих тот
или иной программный продукт или его отдельную возможность. Такие строки (или блоки строк) обычно
начинаются с ключевого слова «INCREMENT» - далее мы будет назвать их инкрементами.
Для работы программного продукта или активации определённой возможности программного продукта
необходим один или несколько инкрементов. Детальное описание всех используемы инкрементов приведено в
документации к ANSYS и ANSYS Electromagnetics Suite, в разделе: ANSYS Help > Installation and Licensing > Installation
and Licensing Documentation > Licensing Guide > Product Variable Table
11.2. Порты для работы менеджера лицензий
Программное обеспечение менеджера лицензий состоит из трех служб.



FlexNet License Manager Daemon ( lmgrd)
The Vendor Daemon (ansyslmd)
ANSYS Licensing Interconnect ( ansysli_server)
lmgrd – отвечает за запуск и работоспособность ansyslmd, перенаправляет ему запросы клиентского ПО на
лицензии. Порт, на котором работает данная служба определяется строкой лицензионного ключа начинающееся
со слова SERVER:
SERVER <hostname> <hostid> <lmgrd_port>
<hostname>
имя сервера лицензий
<hostid>
уникальный идентификатор сервера лицензий: MAC-адрес или серийный номер женского
диска (зависит от типа лицензии)
<lmgrd_port>
порт службы lmgrd – по умолчанию 1055
ansyslmd – обеспечивает работу лицензий определённого производителя (вендора). Он отслеживает
использование лицензий. В случае его остановки все клиенты получают сообщение, что лицензии недоступны.
Порт, на котором работает данная служба определяется строкой лицензионного ключа начинающееся со слова
VENDOR. По умолчанию он не задан и выбирается динамически при запуске службы.
VENDOR ansyslmd [vendor_daemon_path] [[options=]options_file_path] [[port=]port]
14
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
ansyslmd
имя службы вендора программного обеспечения
[vendor_daemon_path]
опционально указание пути к исполняемому коду службы ansyslmd
[[options=]options_file_path]
опциональное указание пути к файлу управления доступам к лицензиям
[[port=]port]
опциональное указание порта, на котором запускается служба ansyslmd
ansysli_server – отвечает за коммуникацию и взаимную аутентификацию служб lmgrd и ansysli_server. По
умолчанию именно ansysli_server запускает lmgrd, который, в свою очередь, запускает ansyslmd. Порт, на
котором работает данная служба по умолчанию задан как 2325 и не может быть изменен редактирование
лицензионного ключа.
Для корректной работы менеджера лицензий все 3 порта (lmgrd, ansyslmd, ansysli_server) должны быть
открыты.
11.3. Настройка клиентской стороны
По умолчанию информация об используемых менеджерах лицензий на клиентской стороне пописывается в файле
ansyslmd.ini, который по умолчанию находится в директории:


Windows: C:\Program Files\ANSYS Inc\Shared Files\Licensing
Linux: /ansys_inc/shared_files/licensing/
Расположение файла ansyslmd.ini может быть задано переменной окружения ANSYSLMD_LICENSE_FILE.
Файл создается и просматривается при помощи утилиты “Client ANSLIC_ADMIN utility”.
Пример содержания файла:
SERVER=1055@license
ANSYSLI_SERVERS=2325@license
При наличии нескольких серверов лицензий в компании возможно указать их все в формате:
SERVER=1055@license
ANSYSLI_SERVERS=2325@license
SERVER=1055@license2
ANSYSLI_SERVERS=2325@license2
Также возможна настройка доступа к серверу лицензии через переменные окружения. Для этого необходимо
задать одновременно переменные ANSYSLMD_LICENSE_FILE и ANSYSLI_SERVERS следующим образом.:
ANSYSLMD_LICENSE_FILE=1055@license;1055@license2
ANSYSLI_SERVERS=2325@license;2325@license2
11.4. Проверка открытости портов
Наиболее простым способом проверки открытости портов на сервере лицензий является «прозвон портов» при
помощи утилиты telnet, которая, как правило, идет в составе дистрибутивов Linux и может быть активирована в
Windows при помощи следующих действий:
15
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Для проверки открытости порта <port> на сервере <hostname> необходимо выполнить команду:
telnet <port> <hostname>
Если вы не получите сообщение об ошибке соединения, то порт открыт.
16
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Пример: порт 1000 закрыт на сервере license.
1. Командная строка для запроса
2. Сообщение об ошибке:
Пример: порт 1055 открыт на сервере license.
1. Командная строка для запроса:
2. Нет сообщение об ошибке – соединение установлено:
17
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
11.5. Работы старых версий ANSYS после обновления
Более старые версии ANSYS и ANSYS Electromagnetics Suite должны работать, но более новых ключах и с более
новым менеджером лицензий. Менеджер лицензий всегда должен быть обновлен до актуальной версии, чтобы
иметь возможность понимать все возможности, заложенные в лицензионном ключе.
В редких случаях могут наблюдаться проблемы с работой старой версии ПО после обновления сервера
лицензий/установки нового лицензионного ключа – старая версия ПО не может получить лицензии. В этом случае
необходимо в утилите «User License Preferences» для версии ПО, с которой наблюдаются проблемы, произвести
сброс на настройки по умолчанию нажатием на кнопку «Reset to default».
12 Типовая конфигурация узлов кластера
При общении с потенциальными заказчиками и поставщиками аппаратного обеспечения необходимо помнить,
что в большинстве случаев под кластером они понимают отказоустойчивую систему организации корпоративной
сети, а не высокопроизводительное решение для математических расчетов. Необходимо всегда уточнять, есть ли
у поставщика компетенция по настройке именно высокопроизводительных кластеров для проведения
математических расчетов.
При проектировании кластеров под ПО ANSYS стоит учитывать, что головной узел, являющийся управляющим
узлом, как правило, участвует в выполнении расчетов. Данный узел должен оснащаться всеми интерконнектами
наравне с вычислительными узлами – он является первым вычислителем в списке ресурсов планировщика
очереди задач.
Кластеры, используемые для гидродинамических расчетов и расчетов быстропротекающих процессов, могут быть
построены из одинаковых узлов. Объем оперативной памяти расчетного узла отделяется как ~4 Гб на ядро
процессора.
Кластеры, используемые для механических расчетов, рекомендуется проектировать так, чтобы головной узел/узел
постановки задачи на расчет имел в 2-3 раза больше оперативной памяти, чем остальные узлы кластера. Объем
18
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
оперативной памяти расчетного узла отделяется как ~4 − 8 Гб на ядро процессора. Кроме того, рекомендуется
оснастить все узлы кластера локальными быстродействующими дисками для хранения промежуточных файлов
расчетов.
Во всех случаях конфигурация всех узлов, на которых должен выполняться расчет, должна быть гомогенна, а
именно во всех серверах должно совпадать количество CPU, GPGPU, их модели. Допускается различие по объемам
оперативной памяти и дисковой подсистемы.
13 Система планирования очереди задач
13.1. Общие сведения
Программное обеспечение ANSYS и ANSYS Electromagnetics Suite может взаимодействовать с большим числом
коммерчески поддерживаемых планировщиков очереди задач для кластеров и машин с общей памятью:






Altair PBS Professional
Adaptive Computing TORQUE
ANSYS RSM Cluster (ARC)
IBM Platform Load Sharing Facility (LSF)
Univa Grid Engine
Microsoft HPC Cluster Pack 2012R2 (версия 2016 не будет поддерживаться до R19.1)
При использовании клонов описанных планировщиков (OpenPBS, OpenLAVA, Torque, JAM, Sun/Oracle Grid Engine)
или других систем организации (SLURM) очереди задач работоспособность ПО ANSYS может быть нарушена.
Техническая поддержка данных решений в рамках стандартного договора техподдержки не осуществляется.
Детальный список проверенных на совместимость решений доступен по ссылке в разделе «Документация ANSYS»
данного документа.
Существует теоретическая возможность настройки работы решателей ANSYS и ANSYS Electromagnetics Suite с
любыми планировщиками очереди задач, однако такой проект требует разработки и поддержки скриптов
интеграции, что не входит в стандартные услуги технической поддержки TECS.
13.2. ANSYS Remote Solve Manager
В составе ANSYS идет специализированное программное обеспечение ANSYS Remote Solve Manager (RSM),
предназначенное для упрочения взаимодействия с поддерживаемыми планировщиками очереди задачи
вычислительных ресурсов. Существует возможность настроить взаимодействие RSM с любым планировщиком
очереди задач, однако данная настройка не может осуществляться в рамках стандартного договора технической
поддержки TECS.
RSM встроен в ANSYS Workbench и позволяет упростить запуск расчетов для следующих решателей:







ANSYS Mechanical (кроме случаев работы с решателями Samcef и ABAQUS)
ANSYS Mechanical APDL
ANSYS Fluent
ANSYS CFX
ANSYS Icepak
ANSYS Polyflow
ANSYS Explicit STR
19
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

ANSYS Rigid Body Dynamics
Нельзя путать ANSYS Remote Solve Manager и ANSYS Electromagnetics Suite Remote Simulation Manager. ANSYS
Electromagnetics Suite Remote Simulation Manager представляет собой набор служб для запуска удаленных
расчетов ANSYS Electromagnetics Suite, но не для взаимодействия с общей очередью задач.
13.3. ANSYS RSM Cluster
Начиная с релиза 18.2 в составе дистрибутива ANSYS бесплатно поставляется собственный планировщик очереди
задач ANSYS RSM Cluster (ARC). Данный планировщик способен организовывать очередь задач на кластерах под
управлением Windows и Linux. Планировщик может работать совместно с RSM, имеет собственную командный
интерфейс командной строки.
14 Работа с удаленными ресурсами и виртуализация
Программное обеспечение ANSYS и ANSYS Electromagnetics Suite поддерживает работу на удаленных виртуальных
и физических серверах и рабочих станциях.
При такой работе важно обеспечить производительную доставку сложной инженерной графики с удаленных
рабочих столов. Не все стандартные средства терминального доступа удовлетворяют этим запросам. Кроме того,
важно следить, что бы на удаленном сервер приложений была соответствующая аппаратная часть, способная
отображать и передавать инженерную графику.
Детальный список проверенных на совместимость решений доступен по ссылке в разделе «Документация ANSYS»
данного документа.
Описываемые в данном разделе системы доставки графики и виртуализации прошли тестирование, выполнение
компанией ANSYS, Inc. для программных продуктов: SpaceClaim Direct Modeler (ANSYS SCDM), DesignModeler,
DesignXplorer, ICEM CFD, HFSS, Maxwell, Q3D, SIwave, AIM, System Coupling, Autodyn, CFX, CFD-Post, Fluent, Icepak,
Mechanical, Meshing, Mechanical APDL, Explicit STR, Polyflow, Fluent-Meshing, TurboGrid, EKM.
Техническая поддержка не распространяется на ошибки, возникающие только при работе с использованием
систем удаленной визуализации и не воспроизводящиеся на физических серверах с аналогичными
характеристиками.
Использование неподдерживаемых систем удаленной визуализации или систем виртуализации может привести к
частичной или полной неработоспособности программного обеспечения ANSYS и ANSYS Electromagnetics Suite.
Если вы хотите использовать неподдерживаемую конфигурацию дополнительно проконсультируйтесь со
специалистами ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс».
14.1. Средства доставки удаленных рабочих столов
Система доставки
Клиент
ОС сервера приложений
Windows RDP*
Windows
VNC Connect 6.2
и
VirtualGL 2.5
Nice DCV 2017
Windows/Linux
Windows 7, 10,
Windows Server 2016
RHEL 6, 7
SLES 11
CentOS 7
Windows 7, 10,
Windows Server 2016,
Windows/Linux
GPU сервера
приложений
NVIDIA и AMD
NVIDIA и AMD
NVIDIA**
20
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
RHEL 6, 7
SLES 11, 12
CentOS 7
OpenText Exceed
Windows/Linux
RHEL 6, 7
NVIDIA и AMD
onDemand 8 SP10
SLES 11, 12
CentOS 7
(*) требует использования профессиональных видеокарт NVIDIA QUADRO и драйверов NVIDIA R340 U4 (341.05)
- более подробная информация на сайте производителя
http://www.nvidia.com/download/driverResults.aspx/79105/en-us
(**) Более подробные сведения о поддержке можно найти на сайте http://www.nice-software.com
Детальный список проверенных на совместимость решений доступен по ссылке в разделе «Документация ANSYS»
данного документа.
При некорректной настройке Microsoft Remote Desktop может не позволять использовать GPU для ускорения
расчетов. Правильные настройки описаны в разделе «Использование профессиональных NVIDIA GPGPU».
Проверить уровень аппаратного ускорения графики вы можете при помощи бесплатной утилиты OpenGL
Extensions Viewer (http://realtech-vr.com/admin/glview), разработанной компанией realtech VR.
Проверить, использует ли приложение аппаратное ускорение графики для видеокарт NVIDIA можно при помощи
стандартной утилиты командной строки nvidia-smi (идет в составе драйверов) – она показывает все процессы,
которые задействую мощности видеокарты.
14.2. Средства организации виртуализованных рабочих мест
Система доставки
Клиент
ОС гостевой машины
GPU сервера
Гипервизор
VMWare
Horizon View 7.3
Windows
Windows 7, 10
Windows Server 2016
VMWare
vSphere ESXI 6.5
Citrix
XenDesktop 7.14
Windows
Windows 7, 10
Windows Server 2016
NICE
DCV 2017
Windows/Linux
RHEL 6, 7
SLES 12
CentOS 7
NVIDIA GRID
(Проброс устройства/
vGPU)
NVIDIA GRID
(Проброс устройства/
vGPU)
NVIDIA GRID
(Проброс устройства)
Citrix
XenServer 7.1
VMware
vSphere ESXI 6.0 U3
Citrix
XenServer 7.1
Детальный список проверенных на совместимость решений доступен по ссылке в разделе «Документация ANSYS»
данного документа.
15 Лицензионная политика для коммерческих продуктов ANSYS
В актуальной версии ANSYS и поддерживаются два основных типа лицензий на распараллеливание работы
решателей: ANSYS HPC Pack и ANSYS HPC (Workgroup). Данные лицензии позволяют задействовать для расчета
определённое количество вычислительных потоков (ядер CPU, чипов GPGPU и карт Xeon Phi). Кроме того,
некоторые лицензии обладают встроенными HPC возможностями для расчета на нескольких ядрах.
21
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Важно помнить, что лицензии ANSYS HPC Pack и ANSYS HPC (Workgroup) не могу объединяться в рамках одного
запущенного решателя.
В дополнение к лицензиям, позволяющим распараллелить работу решателей, существуют лицензии ANSYS HPC
Parametric Pack позволяющие распараллеливать параметрические исследования.
Лицензирование академически продуктов ANSYS в плане HPC осуществляется при помощи специальных лицензий
ANSYS Academic HPC – академические продукты не могут работать с коммерческими HPC лицензиями.
15.1. Встроенные HPC возможности решателей
Начиная с версии 19.0 все решатели ANSYS обладают встроенной возможностью выполнения расчета на 4-х
ядрах центрального процессора.
Лицензии имеющие встроенные возможности по выполнению расчетов на 4-х ядрах:












ANSYS Mechanical Pro, Premium, Enterprise
ANSYS CFD Premium and Enterprise
ANSYS AIM
ANSYS Mechanical CFD
ANSYS Icepak
ANSYS SIwave
ANSYS HFSS
ANSYS Maxwell
ANSYS Q3D Extractor
ANSYS Chemkin-Pro and Enterprise
ANSYS Mechanical CFD Maxwell 3D
ANSYS Mechanical Maxwell 3D
Встроенные лицензии могут суммироваться с дополнительно приобретенными лицензиями ANSYS HPC
(Workgroup) или ANSYS HPC Pack.
15.2. Лицензии ANSYS HPC (Workgroup)
Начиная с версии 19.0 лицензии ANSYS HPC подходят для решателей ANSYS Electromagnetics Suite.
ANSYS HPC могут приобретаться пулами, называемыми ANSYS HPC Workgroup. Такой пул может быть гибко
разделен между любым количеством запущенных решателей. В общем случае не имеет смысла приобретение
одной ANSYS HPC лицензии – она не добавит никаких вычислительных мощностей. Таким образом, необходимо
приобретать минимум две ANSYS HPC лицензии.
15.3. Лицензии ANSYS HPC Pack
Начиная с версии 19.0 лицензии ANSYS HPC Pack подходят для решателей ANSYS Electromagnetics Suite.
Лицензии ANSYS HPC Pack могут объединяться в рамках одного запущенного решателя, разрешая задействовать
для расчета определённое количество вычислительных потоков. Количество вычислительных потоков возрастает
нелинейно.
Количество вычислительных потоков, активируемое при подключении большего числа ANSYS HPC Pack может быть
вычислено по формуле:
22
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Количество вычислительных потоков = 2 ∙ 4Количество ANSYS HPC Pack
Возможно объединение до 14 лицензий ANSYS HPC Pack в рамках одного запущенного решателя.
15.4. Лицензирование использования GPGPU для ускорения расчетов.
Для программных продуктов ANSYS c точки зрения лицензирования чип GPGPU приравнивается к физическому
ядру CPU, однако количество вычислительных потоков на GPGPU не может превосходить количество
вычислительных потоков на CPU. GPGPU чип расходует лицензии на ровне с ядром CPU. Пример расчета некоторых
возможных схем использования лицензий приведены в таблице ниже.
4 HPC
1 HPC Pack
2 HPC Pack
8 ядер
12 ядер
36 ядер
1 GPGPU чип = 1 CPU ядро и GPGPU ≤ CPU
7 CPU + 1 GPGPU
6 CPU + 2 GPGPU
11 CPU + 1 GPGPU
10 CPU + 2 GPGPU
35 CPU + 1 GPGPU
30 CPU + 6 GPGPU
4 CPU + 4 GPGPU
6 CPU + 6 GPGPU
18 CPU + 18 GPGPU
Для программных продуктов ANSYS Electromagnetics Suite возможно задействовать 1 GPGPU чип на каждые 8
физических ядер CPU. При этом, сам GPGPU чип не расходует лицензии. Пример расчета некоторых возможных
схем использования лицензий приведены в таблице ниже.
4 HPC
1 HPC Pack
2 HPC Pack
1 GPGPU чип дается за каждые 8 CPU ядер
8 ядер
8 CPU + 1 GPGPU
12 ядер
12 CPU + 1 GPGPU
36 ядер
36 CPU + 4 GPGPU
Таким образом, лицензионная политика продуктов ANSYS имеет большую гибкость, а ANSYS Electromagnetics Suite
позволяет задействовать больше вычислительных ресурсов.
15.5. Лицензии ANSYS HPC Parametric Pack
Лицензии ANSYS HPC Parametric Pack позволяют проводить параметрические исследования с использованием
механизмов среды Workbench или встраиваемых в среду. Данные лицензии увеличивают количество
одновременно выполняемых параметрических расчетов для одной модели в определённое количество раз
(фактически, умножая количество лицензий на решатели и на высокопроизводительные вычисления,
задействуемых для расчета одного варианта)
Количество одновременно расчитываемых вариантов = 2 ∙ 2Количество ANSYS HPC Parametric Pack
Возможно объединение до 5 лицензий ANSYS HPC Parametric Pack в рамках одного запущенного параметрического
исследования.
ANSYS HPC Parametric Pack обладают рядом особенностей по взаимодействию с другими лицензиями:





Работают только с коммерческими лицензиями ANSYS (более подробный список совместимости
необходимо уточнить у вашего партнера ANSYS)
Работают только для задач, поставленных в рамках платформы ANSYS Workbench
Не работают с решателем ANSYS Explicit STR
Не работают с академическими лицензиями ANSYS
Не работают с лицензиями бывших продуктов Ansoft, даже если они включены в проект ANSYS Workbench.
23
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
15.6. Лицензирование ANSYS LS-DYNA
Решатель LS-DYNA, идущий в составе продукта ANSYS LS-DYNA, разрабатывается независимой не публичной
компанией LSTС и имеет собственную схему лицензирования HPC. Для распараллеливания ANSYS LS-DYNA
необходимо приобретение лицензий ANSYS HPC LS-DYNA 8, 16, 32 и т.д. Данные лицензии могут гибко делиться
между любым количеством запущенных решателей (как ANSYS HPC Workgroup).
15.7. Optimetrics + DSO
Лицензия Optimetrics включает возможность использования параметризации в рамках ANSYS Electromagnetics
Suite.
DSO позволяют проводить параметрические исследования, определяя количество одновременно выполняемых
параметрических исследований для одной модели в определённое количество раз (фактически умножая
количество лицензий на решатели и на высокопроизводительные вычисления, задействуемые для расчета одного
варианта).
DSO не имеет прогрессивной шкалы роста. Сколько закуплено лицензий DSO, столько вариантов одновременно и
можно просчитать.
Не имеет смысла приобретение менее двух лицензий DSO, так как это не даст никаких преимуществ.
16 Лицензионная политика для академических продуктов
Академические продукты ANSYS и ANSYS Electromagnetics Suite имеют отдельную схему лицензирования HPC. Эти
лицензии не могут использовать коммерческие ANSYS HPC лицензии. Кроме того, для академических лицензий
ANSYS не бывает ANSYS Academic HPC Pack, а только ANSYS Academic HPC.
Как правило, академические лицензии ANSYS имеют встроенные 16 полноценных ANSYS Academic HPC с
возможностью расчетов на GPGPU. Так следующие лицензии позволяют задействовать GPGPU для рассчетов:






ANSYS Academic Associate
ANSYS Academic Research
ANSYS Academic Research Mechanical
ANSYS Academic Teaching Advanced
ANSYS Academic Teaching Introductory
ANSYS Academic Teaching Mechanical
За более подробной информацией по HPC лицензиям необходимо обратиться к вашему партнеру ANSYS.
17 Документация ANSYS
Далее представлены ссылки на публично доступную актуальную документацию ANSYS:

Стратегия развития платформы ANSYS

ANSYS 19.1 – поддержка браузеров

ANSYS 19.1 – поддержка CAD

ANSYS 19.1 – поддержка устройств 3Dconnexion
24
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

ANSYS 19.1 – протестированные графические карты

ANSYS 19.1 – возможности по ускорению на GPU

ANSYS 19.1 – поддержка реализаций MPI для распределенных вычислений

ANSYS 19.1 – поддержка планировщиков очереди задач

ANSYS 19.1 – поддержка операционных систем по приложениям

ANSYS 19.1 – поддержка средств доставки удаленных рабочих столов и виртуализации рабочих мест
25
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Заключение
Специалисты ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс» на постоянной основе занимаются разработкой архитектуры, внедрением
и поддержкой высокопроизводительных систем для выполнения инженерных расчетов. За один год специалисты
компании участвуют в нескольких десятках подобных проектов, что позволяет накапливать во многом уникальный
опыт, которым мы готовы делиться с нашими заказчиками.
Любые договоры на работы, связанные с аппаратно-программными комплексами, включающими в себя один или
несколько нижеперечисленных пунктов должны проходить проверку квалифицированными техническими
специалистами ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс»





кластер/ЦОД,
системы удаленной визуализации,
окружение виртуальных рабочих столов (VDI, Virtual Desktop Infrastructure),
сервер стоимостью более 1 миллиона рублей,
сервер более чем с 48-ю ядрами центральных процессоров
Специалисты ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс» занимающиеся проектированием HPC систем на постоянной основе:




Новожилов Юрий Владиславович
Староверов Николай Николаевич
Чернов Александр Николаевич
Николаев Александр Борисович
26
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
www.cadfem-cis.ru
www.ansys.com
Москва
 +7 (495) 644-06-08
111672, г. Москва,
ул. Суздальская, д. 46, офис 203
Санкт-Петербург
 +7 (812) 313-19-17
195197, г. Санкт-Петербург,
Кондратьевский пр., д. 15, корпус 3,
б/ц «Фернан Леже», офис 322
Самара
 +7 (846) 279-49-71
443069, г. Самара,
ул. Авроры, д. 110, корпус 1, офис 406
Екатеринбург
 +7 (343) 385-04-20
620049, г. Екатеринбург,
ул. Софьи Ковалевской, д. 3, офис 401
Новосибирск
 +7 (383) 251-01-84
630007, г. Новосибирск,
ул. Советская, д. 5,
б/ц КРОНОС, блок Б, офис 641
© ANSYS, Inc., ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», 2017