Volupe logo

Blog berichten Volupe

Parametrisch modelleren met Simcenter STAR-CCM+

Parametrisch modelleren met Simcenter STAR-CCM+

Simulatie helpt ons innovatie op technisch gebied te stimuleren. En het, verreweg, belangrijkste hulpmiddel daarbij is de verkenning van de ontwerpruimte. Echter, het modelleren van real-world gedrag van complexe systemen met een toenemend aantal inputfactoren opent een overweldigend grote ontwerpruimte van mogelijke innovaties. Handmatig de best passende vinden is vrijwel onmogelijk en daarom hebben we een verscheidenheid aan zoekstrategieën, bijv. SHERPA optimalisatiealgoritme of Latin Hypercube sampling (beide beschikbaar in Simcenter STAR-CCM+ Design Manager), om de ontwerpruimte te verkennen. Maar het beste algoritme is tandeloos als ons model niet op een parametrische manier is opgebouwd. Daarom zullen we in de blog van deze week nader ingaan op de benaderingen in STAR-CCM+ om een parametrisch model op te zetten.

 

STAR-CCM+ geeft toegang tot een breed scala van invoerparameters die in uw exploratiestudies kunnen worden belicht en aangestuurd.

 

Wat is een ontwerpparameter

Laten we beginnen met het eerste type parameters, genaamd Design Parameters. Een ontwerpparameter is een referentievariabele die u kunt gebruiken om modelafmetingen en feature-afmetingen te definiëren.

In 3D-CAD

Voor geometrieën die direct in Simcenter STAR-CCM+ (de embedded 3D-CAD modeler) zijn gebouwd, kunt u ontwerpparameters aanmaken van verschillende geometrie-eigenschappen (die de eenheden definiëren). Elke ontwerpparameter heeft een naam en een waarde, die in schetsen kunnen worden opgeroepen.

Wanneer u bijvoorbeeld een parameternaam invoert in een dimensiedialoog, wordt de dimensie ingesteld op de corresponderende waarde van de ontwerpparameter. Ontwerpparameters zijn veelzijdig, en u kunt ze gebruiken om grotere uitdrukkingen te vormen, bijv, $Lengte*0.8. Dit betekent dat u een volledig parametrisch model van uw geometrie kunt maken en dit kunt controleren in een ontwerpruimte verkenning.

 

CAD-klant

Als u liever uw eigen CAD pakket gebruikt, kunt u met de CAD Clients add-on licenties deze externe CAD parameters benaderen en aansturen. In Simcenter STAR-CCM+ we noemen ze CAD Clients parameters. Deze bidirectionele overdracht van informatie tussen uw externe CAD-pakket en Simcenter STAR-CCM+ is beschikbaar voor NX, CATIA, Creo en Inventor.

Freeform modelleren

Maar wat als u een model heeft dat niet parametrisch is en ook niet in 3D-CAD is gebouwd? Wel, in dat geval kan 3D-CAD nog steeds helpen om uw geometrie te parametriseren met de Freeform surface modelling. Dit is een modelleertechniek in 3D-CAD die u toelaat om bestaande oppervlakken te vervormen voor gewenste vormen. En ook hier controleert U de vervorming door een Design Parameter.

Hier hebben we een klassiek voorbeeld voor Freeform modelleren: De bolvormige boeg van een schip. Optimalisatie van de scheepsbolling is een van de meest voorkomende toepassingen voor ontwerpverkenning in de scheepsindustrie, omdat het bekend is dat door alleen aan de boeggeometrie te werken, het mogelijk is een grote invloed te hebben op de totale weerstand, en dus uiteindelijk op het brandstofverbruik. Praktisch gezien kan men de vorm van de geometrie veranderen en meerdere verbonden vlakken tegelijk vervormen.

 

Het controleren van de vervorming van het vrije-vorm oppervlak is eenvoudig door het gebruik van controle punten. In de figuur hierboven heb ik eenvoudigweg een enkel controlepunt gebruikt om de vorm van de hele bolle boog te veranderen. Dit is ook zeer "optimalisatie-vriendelijk". Maar, je kunt ook gebruik maken van Lijn op oppervlak of Spline op oppervlak. Het verplaatsen van een punt op een lijn, respectievelijk spline, zal dan de invloed van de vervorming uitbreiden naar de andere punten op dezelfde lijn (zie de volgende figuren).

Grensbeperkingen bepalen het gedrag van de randranden op het vrije-vorm oppervlak (d.w.z. randen die het vrije-vorm oppervlak begrenzen).

Vaste randen Beperkt de rand, zodat deze niet kan verschuiven. Deze optie wordt gebruikt om de vorm van de rand van de begrenzing te behouden.

Raaklijn met huidig gezicht handhaaft de raaklijn met het initiële oppervlak aan de opgegeven randranden. Deze optie is nuttig als u de raaklijn met de gespecificeerde rand van het huidige vlak wilt handhaven. Terwijl Raaklijn met aanliggende vlakken creëert een raaklijn tussen het vrije-vorm oppervlak en de aangrenzende vlakken. Deze optie is nuttig om de vrije vorm te laten opgaan in de omringende vlakken. Deze optie wijzigt dus ook de aangrenzende vlakken.

STAR CCM+ model

Zie de handleiding voor de uitleg van nog een handvol andere mogelijke boundary constraints. En vind hieronder een gedetailleerde video tutorial van de toepassing van Freefrorm modelleren op een bolronde boog, veel plezier!

Wat is een simulatieparameter

Een simulatieparameter wordt ook wel een globale parameter genoemd en kan een scalaire fysische grootheid bevatten die eenmaal kan worden gedefinieerd en kan worden gebruikt om meerdere eigenschappen in uw simulatie in te stellen.

Eén toepassing van een globale parameter is het definiëren van een belangrijk fysisch kenmerk als een referentiewaarde. Andere waarden kunnen rechtstreeks naar deze referentiewaarde verwijzen of in termen daarvan worden gedefinieerd. Bijvoorbeeld, in uw analyse van een roterende machine is de rotatie snelheid van de pomp kan eenmaal worden ingesteld als globale parameter, en vervolgens worden gebruikt door Design Manager om de rotatiesnelheid te variëren en een prestatiecurve van de pomp te maken. Simulatieparameters kunnen praktisch overal worden gebruikt, waar u op de "..." knop kunt klikken.

Wat is een bestandspad parameter

Tenslotte zijn er File Path Parameters die padinformatie kunnen opslaan naar een geometrie. Dit kan worden gebruikt binnen de Replace Part operatie. Manager kan deze parameter ook besturen om een onderdeel te vervangen in uw verkenningsstudies.

 

Ik hoop dat dit u helpt om het beste resultaat van u Simcenter STAR-CCM+ om uw simulatietaken gemakkelijker uit te voeren! Zoals gebruikelijk, aarzel niet om contact op te nemen met support@volupe.com als je vragen hebt.

Lees meer interessante artikelen over automatisering en parametrisering:

Simcenter STAR-CCM+ en NX CAD-client

Sjablonen en ini-bestanden

STAR CCM+product pagina

Meer blogberichten

nl_BEDutch