Отрасль: Кораблестроение | Продукт: pSeven Enterprise | Компания: АО «ЦКБ МТ «Рубин»

При решении комплексных расчётных задач зачастую недостаточно просто автоматизировать расчётную методику и выполнить интеграцию всех задействованных в ее реализации инструментов между собой. Особую важность приобретают простота запуска расчётов, возможность автоматического перестроения моделей без участия расчётчика, отслеживание хода расчёта в понятном интерфейсе и оперативное ознакомление с промежуточными результатами расчёта.

В pSeven Enterprise каждая автоматизируемая расчётная методика может быть опубликована в виде приложения, которое представляет собой связку пользовательского интерфейса и расчётной цепочки. Это означает, что в интерфейсе задаются входные данные для расчётной цепочки, происходит ее запуск, а по завершении расчёта выводятся результаты. Таким образом, инженер работает только с интерфейсом приложения, не отвлекаясь на другие задействованные в расчёте системы.

Как раз о таком приложении и пойдет речь в настоящем примере.

В качестве исходных данных для решения задачи выступили:
- трехмерная параметризованная модель подводного аппарата, разработанная в системе CATIA V5 и показанная на рисунке 1,
- условия внешнего обтекания подводного аппарата такие, как скорость, параметры среды и т.д.

Основной задачей являлось получение численного (скалярного) значения силы буксировочного сопротивления. При этом к решению данной задачи были предъявлены дополнительные требования, включающие необходимость автоматизации следующих процессов:
- перестроения CAD-модели подводного аппарата в соответствии с заданными входными параметрами (около 35),
- построения расчётной (сеточной) модели,
- проведения численной симуляции обтекания,
- выгрузки результатов в виде изображений и текстовых файлов.

Кроме того, в целях автоматизации расчётной методики и повышения ее доступности самому широкому кругу инженеров решение необходимо было выполнить в виде специализированного приложения, а управление расчётом должно было осуществляться автономно с помощью пользовательского интерфейса этого приложения.

Схема технической реализации приведена на рисунке 2.

На схеме выделены три компонента, в совокупности составляющие единое решение:
- Пользовательский интерфейс (UI), с помощью которого инженер задает геометрические параметры подводного аппарата, запускает задачу на расчёт и просматривает полученные результаты расчёта.
- pSeven Enterprise, в котором реализована расчётная цепочка и который отвечает за хранение и передачу данных, организацию вычислительных процессов и парсинг результатов.
- Удаленный вычислительный Windows-ресурс, предназначенный для перестроения модели подводного аппарата в CATIA на основе параметров из UI, для запуска проекта ANSYS WB с модифицированной моделью подводного аппарата и для формирования результатов расчёта в виде текстовых файлов и изображений.

Для удобства работы расчётчика был разработан специализированный web-интерфейс пользователя с применением функционала pSeven Enterprise, показанный на рисунке 3.

С помощью данного интерфейса работа инженера-расчётчика строится следующим образом:
1. Запуск приложения осуществляется из специализированного хранилища приложений pSeven Enterprise – Apps Hub.
2. В интерфейсе пользователя в блоке «Входные параметры» задаются требуемые геометрические параметры подводного аппарата и перестраивается модель. Полученная в результате перестроения и соответствующая введенным параметрам модель отображается в блоке «Модель».
3. Для запуска расчёта в блоке «Выходные данные» выбираются результаты, которые необходимо вывести в интерфейс по завершении расчёта, и производится запуск по кнопке «Запустить расчёт».
4. Процесс выполнения расчёта – автоматический. В ходе расчёта пользователю предоставляются промежуточные результаты по сходимости решения (рисунок 4), а сам расчёт можно в любой момент прервать.
5. По завершении расчёта в интерфейсе пользователя показываются полученные результаты: значение силы буксировочного сопротивления и выбранные пользователем выходные данные.

1

2

3

4

Приведенный пример показывает, как pSeven Enterprise позволяет формализовать и автоматизировать методику проведения инженерных исследований, включающую в себя конструкторскую (CAD) и расчётную (CAE) части, что значительно сокращает время на проведение исследований и способствует минимизации ошибок, связанных с передачей моделей, настроек, граничных условий и прочего между программными средствами.

Представленное приложение может служить инструментом для проведения «экспресс-анализа» конструкции.

Использование подобных приложений снижает требования к квалификации инженеров, что дает возможность большему количеству расчётчиков применять расчётную методику в своей работе.

Разработанный для автоматизации методики функционал и расчётные цепочки могут быть также использованы впоследствии для постановки задач оптимизации и при проведении других расчётов, направленных на исследование пространства параметров изделия.