CAD/CAM/PLM/ERP
COMSOL Multiphysics MIRCEA BĂDUŢ inginer, consultant CAD/IT cad_consultant@hotmail.com
S
pecialiștii în proiectare (având ca teme produse de larg consum, aparate/dispozitive industriale, piese, automobile, aeronave, clădiri, construcții, poduri, instalații uzinale, etc.) știu că uneori trebuie să calculeze anumite aspecte critice ale respectivelor entități – rezistența mecanică (stabilitatea structurală, sau poate un minim dimensional), comportarea termică, eficiența electromagnetică, dinamica fluidelor, evoluția proceselor chimice, ș.a. – sens în care fie se vor înhăma la calcule laborioase, fie vor recurge la software-uri din categoria CAE (ca aplicații independente sau ca module asociate mediului CAD în care dezvoltă respectivul proiect). Deși în general aceste aplicații informatice sunt strict specializate pe domeniul respectiv, iată că în ultimii ani se manifestă tot mai eficient aplicațiile capabile să rezolve simultan aspecte din mai multe domenii.
Analize în câmp cuplat Dacă până nu demult ANS S constituia referinţa principală în domeniul CAE vedeţi eventual recenzia ,,ANS S Discovery Live din revista și de acolo am auzit prima oară vorbindu-se despre abordarea multi-physics sau în câmp-cuplat , în ultimul timp găsim tot mai multe referinţe de acest gen provenind de la COMSOL. De altfel, simulările analizele vizând simultan mai multe domenii folosesc tot metoda elementului finit abreviată românește MEF, sau având acronimul universal FEA , adică recurg la modelarea entităţii vizate de temă componenta critică de analizat prin echivalarea acesteia cu o reţea de elemente minimale descompunere spaţială în triunghiuri tetraedre și prin distribuirea respectivelor solicitări către aceste micro-elemente. Dacă în primii ani ai disciplinei CAE reţeaua de elemente finite era supusă analizată aproape exclusiv la solicitări mecanice distribuind sarcini forţe statice dinamice în noduri și calculând gradele de rezistenţă, rezilienţă sau deformare , iată că acum hardware-ul a ajuns destul de puternic ca viteză de prelucrare și capacitate de vehiculare stocare pentru a considera simultan mai multe solicitări, devenind posibile abordări care fuzionează solicitarea structurală cu alte genuri de solicitări și fenomene fizice termică, electrostatică, electromagnetică, acustică, optică, ș.a. De asemenea, dacă în anii de început aplicările erau aproape exclusiv industriale în industriile constructoare de mașini, de prelucrare a maselor plastice, în energetică, etc , în ultimul timp au apărut și aplicări cuplate cu domenii mai ,,civile chimie, biologie, medicină, cercetare, etc. Dar de ce am avea nevoie de analizele în câmp cuplat? În primul rând pentru că în viaţa reală solicitările sunt rareori uni-laterale, iar distanţa de la model simplificare la realitate nu e chiar ignorabilă. Dar și pentru că tot mai multe dispozitive și aparate sunt destinate voit să lucreze cu aspecte multi-disciplinare în medii mixte, sau folosind principii hibride .
Aplicaþiile COMSOL Multiphysics Soluţiile software care constituie platforma ,,COMSOL Multiphysics se prezintă în trei componente
76
3/2022
n Model Builder aplicaţia principală; ea conţine toate funcţionalităţile pentru construirea modelului componenta de proiect analizată , pentru simularea comportamentului aplicarea solicitărilor și calcularea efectelor și respectiv pentru post-procesare afișarea, analizarea și interpretarea rezultatelor ; n Application Builder este destinat să pună la dispoziţie uneltele necesare pentru construirea de aplicaţii croite pe necesităţile beneficiarului; n Model Manager este o unealtă pentru managementul datelor de simulare.
Cu ajutorul lui ,,Model Builder se poate parcurge întreg fluxul unei analize, începând cu definirea formelor geometrice, cu asignarea proprietăţilor de material, continuând cu descrierea fenomenelor fizice implicate urmărite constituind ,,stimulii de intrare , apoi cu aplicarea procesării sau ,,rezolvarea simulării, așa cum se numește în jargonul CAE-FEA și încheiind cu ,,postprocesarea , adică extragerea și afișarea rezultatelor simulării analizei. Poate că atuul lui ,,COMSOL Multiphysics rezidă în chiar faptul că indiferent de aplicare industrială, inginerească, de cercetare și de natura fenomenelor fizice studiate mecanice, termice, electrice, magnetice, optice, fizica particulelor, etc , interfaţarea cu utilizatorul și deci abordarea problemei este aceeași, iar ,,Model uilder asistă în mod coerent utilizatorul la derularea întregii analize. Atunci când utilizatorul de ,,COMSOL Multiphysics a realizat un model și sau a derulat o analiză pentru care se întrevede o extindere a utilizării fie implicarea persoanelor din exterior; fie aplicare ulterioară la rezolvarea unor probleme similare , atunci poate recurge la ,,Application Builder pentru a transforma acea modelare într-o aplicaţie de simulare, având o interfaţă grafică dedicată, și care va putea fi folosită inclusiv de colaboratori contractori sau de clienţi care nu sunt specialiști în CAE.
