Обновления ANSYS Electromagnetic Suite v19.2

Уважаемые читатели блога, дистрибутивы ANSYS 19.2 и ANSYS Electromagnetic Suite 19.2 стали доступны для скачивания на портале пользователей. Это заключительная промежуточная версия в этом году, ближе к февралю следующего года разработчики опять порадуют новыми возможностями, а пока давайте посмотрим на то, что уже сделано.

 

ANSYS IcePak AEDT 19.2

ANSYS Icepak AEDT наполняется функционалом, в этом релизе появились несколько новых возможностей, которые делают процесс моделирования проще. При решении междисциплинарных задач теперь возможно использовать несколько источников тепловыделения из разных вычислительных модулей Electronic Desktop, например, ANSYS Maxwell, HFSS, Q3D. Следует отметить, что Icepak AEDT теперь может автоматически распознавать тип электромагнитных потерь, например, плотность поверхностных потерь, объёмное тепловыделение.

В новой версии Icepak AEDT дополнился новым инструментом Object Identification для распознавания границ Opening и Grill из импортированной MCAD геометрии. Инструмент позволяет создать, на основании сложной геометрической модели решётки, граничное условие с эквивалентными свойствами. Icepak определяет потери давления, вычисляя коэффициент свободной поверхности – отношение площади отверстий к общей площади конструкции.

Из классического Icepak перенесено новое двумерное граничное условие Thermal Network, которое может использоваться для моделирования пакетов интегральных микросхем с использованием резисторно-конденсаторного (RC) представления. Элемент Thermal Network позволяет создавать довольно сложные (и произвольно подключенные) тепловые сети. Каждый сетевой объект может состоять из набора граней, которые подключены к внутренним узлам сети. Узлы внешних поверхностей также могут быть связаны друг с другом.

Заявлено, что загрузка сеточной модели и вычислительные операции, связанные с определением качества элементов, проходят в пять раз быстрее.

В новой версии поддерживается прямой импорт данных ECAD в формате IDF с возможностью фильтрации устройств по высоте, мощности или типу. Отфильтрованные объекты могут быть переведены в состояние Non-model.  Для определения ортотропной проводимости для платы могут быть заданы свойства теплопроводности платы, такие как толщина платы и свойства материалов. При импорте IDF также возможно указать высоту среза для устройств, когда их высота в IDF слишком большая.

ANSYS PExprt в обновленном интерфейсе позволяет создавать проекты ANSYS Icepak AEDT. После удачного аналитического расчёта трансформаторов, индукторов, дросселей есть возможность перейти к их конечноэлементной модели в Icepak AEDT. Процесс полностью автоматизирован, работает по аналогии с экспортом моделей из ANSYS RMxprt.

В разделе помощи появились два разобранных примера для помощи в самостоятельном обучении при решении междисциплинарных задач:

Начало работы с Icepak: Waveguide Filter описывает рабочий процесс для анализа модели в HFSS, вычисления поверхностных потерь и создания дизайна Icepak на основе той же геометрии.
Начало работы с Icepak: Coil and Plate описывает рабочий процесс, создания и решения модели в ANSYS Maxwell, а также создание и решение дизайна Icepak, основанный на той же геометрии

           

ANSYS Maxwell R19.2

Возможности решателей

Метод TDM Half – periodic для 2D/3D нестационарных задач

Решение нестационарных задач с использованием решения TDM (time decomposition method) с распределённой памятью продолжает развиваться и дополняется все новым функционалом. На сегодняшний день метод стал на столько автоматизированным в настройках, что позволяет его использовать даже неопытным пользователям. Единственное чего не хватает – это поддержка всех видов элементов в схеме управления при её использовании. В новой версии появилась возможность рассматривать только половину периода гармонического возбуждения.

Новую опцию возможно задействовать, если все физические величины удовлетворяют антипериодическому условию вдоль оси времени. В этом случае использование памяти и вычислительного времени может быть сокращено почти в два раза. TDM periodic отличается повышенными требованиями к оперативной памяти, так как все шаги должны считаться одновременно. Half- periodic даёт возможность считать большие задачи с использованием ограниченных вычислительных ресурсов. Предлагается рассмотреть пример:

Трехфазный синхронный генератор, трехмерная модель.

31 вычислительное ядро, 120 шагов интегрирования на период.

3D TDM – TDM связанные нестационарные решения

Вт новой версии разработчики заявляют о поддержке решения двух трехмерных нестационарных связанных решений с использованием технологии TDM. Новая возможность должна быть эффективна при решении сложных практических задач: индукционные электрические машины могут рассматриваться в исходном проекте с нулевой скоростью вращения, в целевом проекте используется реальная скорость. Второй приведенный пример – это задача из области силовой электроники, где в исходном проекте используется синусоидальное возбуждение, в целевом проекте используется ШИМ. Оценить достоинство новой возможности без наличия внятного пояснения достаточно сложно, будем надеяться на появление специального раздела помощи.

Модель Skew model для моделирования скоса паза и магнитов в 2D задачах

Новыми настройками дополнилось меню вкладки Skew Model для нестационарной магнитной задачи. Использование виртуально – скошенных моделей очень эффективно для учёта трехмерного эффекта скоса без необходимости переходить из плоскопараллельной постановки задачи в трехмерную. В новой версии есть возможность выбора между непрерывным и ступенчатым скосом. Ранее не было возможности использовать произвольное число фрагментов для ступенчатого скоса, а именно не поддерживалось чётное число сегментов, в R19.2 эта возможность добавлена. Непрерывный скос обычно используется для моделирования скоса паза, ступенчатый скос для сдвига сегментов магнитов по глубине ротора или для многоступенчатых роторов.

Влияние технологических факторов на потери в шихтованных пакетах

В новой версии появился специальный инструмент для определения эквивалентной глубины реза стального листа шихтованных пакетов “Equiv. Cut Depth”. Инструмент используется для извлечения параметра “Equiv. Cut Depth” на основе множественных кривых потерь мощности (BP) для различного количества обрезных кромок.  

Две обрезные кромки для каждого реза

Для проверки корректности определенного коэффициента, возможно использовать его для построения кривых регрессии и сравнения их с оригинальными кривыми исходных данных.

Сеточный генератор

Трехмерный сеточный генератор теперь позволяет автоматически создавать клонированную сеточную модель как для стационарной части электрической машины, так и для вращающейся. Улучшенная таким образом сеточная модель, значительно снижает численный шум и очень важна для вычисления зубцовых пульсаций момента.     

В новой версии ANSYS Maxwell происходит подсветка области в модели при обнаружении проблем при построении сеточной модели.

В справке можно найти новый раздел (Getting Started with Maxwell: Skin Depth Seeding) с материалами, поясняющими работу с сеточной моделью скин слоя. Материалы актуальны для ANSYS Maxwell и HFSS. В руководстве описаны сеточные операции, различные настройки и приемы для разрешения поверхностного слоя геометрических моделей.

 

ANSYS Q3D Extractor R19.2

ANSYS IcePak AEDT в качестве тепловых нагрузок в едином проекте может иметь связь с несколькими проектами Q3D. Extractor.

Решатели DC – CG новой версии Q3D Extractor могут быть подключены для извлечения матриц в ANSYS Siwave – CPA для быстрого и точного решения.

В новой версии Q3D происходит подсветка области в модели при обнаружении проблем при построении сеточной модели

 

ANSYS Twin Builder R19.2

ANSYS Twin Builder это симулятор для создание моделей системного уровня. Twin Builder включает в себя все возможности, которые были в ANSYS Simplorer.

Переход от Simplorer на Twin Builder

Весь функционал ANSYS Simplorer был перенесён в новый расчётный модуль ANSYS Twin Builder. Команда Insert Simplorer Design была изменена на Insert Twin Builder Design, а имя проекта по умолчанию TwinBuilder.

Визуализация Static ROM

Поддерживается визуализация 3D геометрической модели, сетки и полей статического ROM непосредственно в Twin Builder

Визуализация результатов моделирования, такие как скорость потока и расход непосредственно на 3D-геометрии

Вы можете создать модель статического ROM (модель пониженного порядка)) из серии 2D или 3D расчётов с использованием ROM Builder. В качестве автономного цифрового объекта, ROM является математическим представление для быстрого, близкого к реальному времени, анализу. На следующем рисунке показан ROM для моделирования стационарных течений в трубе.

Улучшения редактора диаграмм Modelica

Поддержка вкладок параметров на основе аннотаций Modelica в редакторе свойств

Поддержка изменения единиц измерения в редакторе свойств для блоков Modelica

Пользовательский интерфейс поддерживает добавление модификаторов параметров и выбора сменных параметров для блоков Modelica

Поддержка пользовательским интерфейсом параметризации подмоделей Modelica с помощью редактора свойств

Появилась возможность отображения зашифрованного текста модели (если доступно)

Пользовательский интерфейс Twin Builder. Удобство и простота использования

Параметризация экземпляров Modelica Diagram до любого уровня с использованием вкладок подсхемы UI и улучшение удобства использования для импорта данных с несколькими столбцами

Пользователь может ввести точное время в режиме воспроизведения решения

Инструменты создания моделей полупроводников Device Characterization

Тестовая схема IGBT представлена в диалоговом меню Device Characterization, как справочный материал

При создании базовой динамической модели полупроводникового устройства появилась возможность указания значений заряда и тока обратного восстановления.

В измерительный компонент "SC_Measurement" добавили возможность работать с силовыми диодами.

Учебные материалы Modelica

Для начала работы с библиотеками Modelica в интерфейсе TwinBuilder будет полезным воспользоваться новыми учебными материалами. Учебник в формате PDF можно найти на странице справки Twin Builder.

Библиотека Modelica для моделирования аккумуляторных ячеек

Добавлена новая библиотека Modelica для моделирования элементов батареи. Библиотека включает в себя четыре шаблона для моделей эквивалентных схем (ECM) с SOC или SOC-температурной зависимостью.

 

ANSYS HFSS R19.2

Улучшенное решение для порта низкой частоты

Улучшенная производительность решений с диэлектрическими областями IE

Элемент схемы N-порт / модель S-параметров

Поддержка сетки TAU для областей IE. Улучшает качество сетки для канонической геометрии

Подсветка проблемных областей в 3D редакторе, о которых сообщает сеточный генератор

Трехмерные однородные сферы дальнего поля с цветовым масштабированием

HFSS SBR +
Возможность определять порты как Tx / Rx
Возможность получения S-параметров из связанных проектов HFSS
Упрощенное моделирование для импортированной геометрии STL
 

HFSS 3D Layout
Расширенная интерполяция низкочастотной развертки и DC экстраполяция
Постобработка ближнего поля и излучения из HFSS
Статический полевой решатель сосредоточенных портов
Решение для сосредоточенных портов без трансфинитных элементов
 

ANSYS Electronics Desktop R19.2

Изменения в новой версии коснулись работы с трехмерными компонентами, деревом построения модели. Теперь пользователи смогут организовывать дерево построения модели внутри 3D компонента.

Добавлена библиотека 3D компонентов керамических чип антенн компании TDK с подробным описанием.

Добавлена новая опция Make Independed для работы с 3D компонентами. При вставке экземпляра компонента он отображается под исходным компонентом и ему назначаются те же настройки. Чтобы создать уникальный компонент из экземпляра компонента, используется новы опция Make Independent в дереве построения модели. В проектах ANSYS HFSS опция Make independent доступна только для параметрических антенн, для ANSYS Icepak AEDT только для его родных объектов (например, радиаторы и вентиляторы). Кроме того, Make Independent доступен только в том случае, если существует несколько экземпляров компонента.

При импорте геометрических моделей из CAD приложений бывает полезно импортировать и имена назначенных материалов. Эта возможность реализована в новой версии и активируется в диалоговом меню импорта геометрии (import materials name).

Меню анимации графиков в постпроцессоре всех вычислительных модулей Electronic Desktop дополнилось возможностью выбора воспроизводить анимацию для активной комбинации переменных, с перебором шагов интегрирования или фазы возбуждения, или перебирать значение самих переменных.