Новый пост-процессор ANSYS EnSight

ANSYS EnSight – это пост-процессор общего назначения, который способен обрабатывать результаты, полученные практически в любой CAE-дисциплине, включая CFD, FEA, DEM (моделирование дискретных элементов), MBD (Multi-Body Dynamics) и CAD. Кроме того, ANSYS EnSight работает и с экспериментальными данными. 

Простой пользовательский интерфейс с поддержкой перетаскивания объектов мышью

EnSight может обрабатывать множество различных форматов файлов. В общей сложности EnSight обрабатывает более 100 CAE-форматов. Изображение модели цилиндра ДВС, представленное выше было получено в ANSYS EnSight версии 10.2. Данная версия имеет современный и простой в использовании графический интерфейс. В новую версию разработчики EnSight добавили множество функций, которые могут быть вызваны из контекстного меню при нажатии правой кнопки мыши. Также интерфейс поддерживает перетаскивание объектов мышью, что делает работу в EnSight очень простой и удобной для любого пользователя. В EnSight можно загрузить несколько файлов с результатами расчета. Это означает, что пользователь может одновременно сравнивать несколько расчетных случаев. При этом данные расчетные случаи не обязательно должны иметь один и тот же формат данных. Например, вы можете одновременно загрузить результаты, полученные в CFD-, DEM-  и FEA-анализе. Кроме того, EnSight поддерживает все основные операционные системы, такие как Windows, Linux и Mac OS.

Широта возможностей EnSight

EnSight очень эффективно обрабатывает большие модели (например, размерностью в миллиард ячеек). Это достигается за счет использования клиент-серверной архитектуры, которая лежит в основе EnSight. При такой архитектуре рабочая нагрузка распределяется между клиентом и сервером. Независимо от того, сколько временных шагов было посчитано в задаче, EnSight сможет с легкостью все их обработать. Именно это и обеспечивает высокую производительность для моделей очень большой размерности.

В EnSight существует достаточно много интерактивных функций, например, при помощи мыши вы можете перемещать линии тока в произвольное место расчетной области. Такая интерактивность доступна для большинства объектов EnSight, включая секущие плоскости, векторы, изоповерхности, контурные графики и др. Кроме того, вы можете с легкостью перемещать легенды, мониторы, метки и т.д. Для получения реалистичного видео EnSight может создавать сложные анимации при помощи таких инструментов как Keyframe Animator, Camera Сommand и некоторых других функций, входящих в состав этого постпроцессора.

Еще один мощный инструмент – это калькулятор переменных. Он позволяет создавать новые переменные на основе уже существующих. Калькулятор EnSight имеет заранее определенные функции, а также инструменты по созданию своих собственных функций с помощью редактора уравнений совместно с ранее определенными переменными.

В качестве дополнения к возможности EnSight загружать сразу несколько файлов результатов, существует еще опция Case Linking, которая позволяет проще обрабатывать имеющиеся набор данных. Благодаря данной опции, операции, выполняемые для одного расчета, автоматически выполняются и для всех остальных расчетных случаев. В EnSight существует возможность связать до 4-х расчетных случаев. Благодаря опции Case Linking вы можете быстро и легко сопоставить несколько наборов данных.

Гибкость и высококачественная графика

В каком формате EnSight предоставляет данные на выходе? Прежде всего, EnSight может создавать изображения и анимации высокого разрешения и высокого качества в различных форматах. При помощи инструмента Keyframe Animator вы сможете создавать сложные, нестандартные анимации, в которые могут быть включены несколько расчетов в разных форматах с одним или несколькими видами. Данные анимации также могут включать в себя графики в декартовых координатах и объемный рендеринг. Как для создания изображений, так и для анимации EnSight имеет множество функций, которые обеспечивают высокореалистичный рендеринг. Такой рендеринг достигается за счет использования обширной библиотеки материалов, текстурного отображения, нескольких источников света, трассировки лучей и др.

Верхняя анимация была создана на основе результатов, полученных в программном комплексе LS-DYNA. На данной анимации представлено испытание с использованием салазок, в ходе которого манекен, расположенный на сиденье, двигается назад для имитации аварийной ситуации. Эксперты по автомобильной безопасности используют данный тип испытаний для того, чтобы определить соответствие ремней безопасности и автомобильных сидений международным правилам безопасности перевозки пассажиров. Также на анимации представлены результаты моделирования в LS-DYNA совместно с тремя графиками в декартовых координатах и тремя видеофрагментами физических испытаний с использованием салазок. Как видно на анимации происходит синхронизация моделирования, проведенного в LS-DYNA совместно с видео, которое было импортировано в EnSight.

Загружайте и визуализируйте данные из самых различных программных комплексов

Как можно заметить на верхнем рисунке, EnSight поддерживает достаточно много форматов данных, как внутренних продуктов компании ANYSYS, так и сторонних разработчиков. В общей сложности существует более 100 форматов файлов, которые могут быть обработаны в EnSight.

Работа с мультифизикой

Многие компании используют EnSight для обработки сразу нескольких физических полей. Это особенно актуально для задач взаимодействия среды и конструкции (FSI). К ним относятся задачи аквапланирования автомобильной шины, заполнения автомобильной подушки безопасности газом, плескание жидкости в топливных баках, возникновение термических напряжений в выпускном коллекторе автомобиля.

Задача, представленная слева, была решена с использованием программных комплексов Adams, Easy5 (данный программный продукт, обычно используется для моделирования систем управления, гидравлики, пневматики и т. д.) и EDEM. При помощи данных продуктов решаются довольно интересные задачи, такие как, например, выемка породы, определение нагрузок, действующих на технику, определение направления действия нагрузки и траектории движения ковша экскаватора. Обратите внимание на то, что вы можете поместить название своей компании на анимации для того, чтобы никто кроме вас не смог ей воспользоваться. Расчет справа был выполнен в LS-DYNA. В данном случае рассматривалась FSI-задача. Контурный график на парашюте показывает напряжения по Мизесу во время его раскрытия. Оранжевые и красные цвета показывают области с высоким значением напряжения. Также на анимации отображается поток воздуха с использованием объемного рендеринга. Такой способ отображения идеально подходит для визуализации пламени, дыма, нагрева и охлаждения, процессов, происходящих в цилиндре ДВС. При помощи объемного рендеринга можно определить в какой области парашюта скорость потока достигает своих минимальных и максимальных значений.

Создание сложной анимации

EnSight способен создавать сложные анимации с перемещением камеры, используя инструмент Keyframe Animation (создание серии опорных кадров). При создании Keyframe Animation определяется начальные и конечные виды, которые называются ключевыми кадрами, затем EnSight автоматически создает дополнительные кадры для плавного перехода между начальным и конечным видами. При создании Keyframe Animation записываются не только все вращения, переходы и масштабирования, но и изменения прозрачности, треки частиц, изоповерхности, секущие плоскости, графики и т. д.

Keyframe Animation можно создать как для стационарных, так и для нестационарных задач. На верхней анимации представлены процессы, происходящие в цилиндре ДВС. Как можно заметить, на анимации имеется временная шкала, которая показывает реальное время происходящего процесса. Все переходы и визуальные эффекты выполнены с использованием EnSight, а также бесплатной программы EnVe от компании CEI. На анимации представлены различные поля переменных топливовоздушной смеси, находящейся внутри камеры сгорания ДВС при движении поршня и клапанов. 

Бесплатная программа EnVision для просмотра 3D-моделей

EnVision - это 3D-просмотрщик моделей, пост-обработка которых была выполнена в EnSight. Он может использоваться при проведении презентаций, когда вам необходимо в интерактивном режиме показать все особенности численного моделирования при этом ограничиваясь основным набором функций и переменных, переданных из EnSight.  

В приведенном выше примере, EnVision используется для отображения линий тока и фотореалистичного представления поверхности геометрии без необходимости переноса всей расчетной области и переменных, которые имеются в EnSight. За счет использования EnVision размер файлов результатов расчета, которыми вы собираетесь делится со своими клиентами и коллегами, значительно снижается, так как, например, в данном случае в нем будет содержаться только информация о поверхности автомобиля и линии тока. Кроме того, довольно часто EnVision используется специалистами по маркетингу и продажам при проведении презентаций. В EnVision Standard возможно масштабировать, перемещать, вращать и воспроизводить анимации. В EnVision Pro имеется аналогичный функционал и дополнительно можно обрабатывать нестационарные результаты, отображать несколько переменных, также поддерживается перетаскивание объектов мышью, изменение цветовой схемы, изменение диапазона переменных, создание нескольких видов и многое другое.

Автоматизация при помощи макросов

Действия, выполняемые в EnSight можно автоматизировать с помощью макросов, написанных на языке команд EnSight или используя Python. Язык Python может использоваться как альтернатива языку команд EnSight. С его помощью возможно создавать дополнительную логику и автоматизировать рутинные операции. EnSight упрощает переход от языка команд к языку Python за счет использования автоматического преобразования. EnSight записывает все шаги выполняемые в процессе пост-обработки на языке команд, а затем пользователь может использовать встроенный конвертер и преобразовать команды EnSight в код на языке Python, который затем, конечно, можно отредактировать и улучшить. Преимущество использования языка команд EnSight заключается в том, что вам нет необходимости изучать язык программирования Python. Однако благодаря использованию Python вы получает доступ ко многим дополнительным функциям и инструментам пост-обработки, а также ядру EnSight.

На представленном видео, показаны рисунки, графики в декартовых координатах и анимации, которые были автоматически созданы с помощью языка Python. На анимации показаны изображения модели с таблицей и гистограммой подъемной силы, таблица и круговые диаграммы силы лобового сопротивления, таблицы со значениями аэродинамических моментов и положение центра давления. Также отображаются секущие плоскости, окрашенные по скорости и значению коэффициента давления и несколько контурных графиков на поверхности модели, окрашенных по коэффициенту давления и сопротивлению давления.

Заключение

Подводя итоги можно сказать, что EnSight является одним из ведущих пост-процессоров для множества CAE-пакетов. EnSight может обрабатывать данные, полученные из более чем 100 различных CAE-пакетов. Одной из отличительных особенностей EnSight является, то что он способен обрабатывать до 32-х моделей за раз, таким образом позволяя визуализировать одновременно несколько физических полей, учитывая все особенности моделирования.