«Гомсельмаш» внедрил решение для выполнения связных численных расчетов в области сельскохозяйственной техники

2020: Внедрение решения для выполнения связных численных расчетов в области сельскохозяйственной техники

27 апреля 2020 года компания «КАДФЕм Си-Ай-Эс» сообщила о завершении проекта по внедрению интегрированного решения для выполнения связных численных расчетов в области сельскохозяйственной техники в холдинг «Гомсельмаш». Руководству компании было необходимо снизить энергоемкость и металлоемкость в комбайнах разного типа, а также нагруженность элементов конструкции с помощью связанных расчетов процессов. Кроме того, на предприятии хотели увеличить ресурс и долговечность узлов, повысить производительность, устранить локальный износ и зависание сыпучего материала и его потерь.

Продукция холдинга «Гомсельмаш» выпускается по разработкам собственного научно-технического центра комбайностроения. С учетом конкуренции на рынках СНГ и Европы, предприятию необходимо предоставлять по 2-3 разработки в год.

В качестве партнера для выполнения поставленных целей была выбрана компания «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», партнер Ansys. Специалисты компании подробно проанализировали потребности заказчика и предложили использовать комплексный программно-аппаратный комплекс, включающий решения Ansys для численного моделирования и программный продукт Rocky DEM для моделирования сыпучих сред и гибких волокнистых частиц (стеблей сельскохозяйственных культур) методом дискретных элементов (DEM).

Совместно с «FORSITE суперкомпьютеры» специалисты КАДФЕМ осуществили поставку программно-аппаратного комплекса под ключ с монтажом и настройкой аппаратного (112 ядер Intel Xeon Gold) и программного обеспечения, а также в течение трех недель проводили обучение специалистов по работе с программным обеспечением.

В рамках реализации проекта эксперты КАДФЕМ помогли внедрить комплекс связанного программного обеспечения: Rocky DEM, Ansys Mechanical для моделирования напряженно-деформируемого состояния узлов и конструкций (FEM), Ansys CFD (Ansys Fluent) для моделирования сплошной среды и Ansys SpaceClaim (входит в набор Ansys Mechanical Enterprise), CAD-пакет для работы со сторонними геометрическими моделями, подготовки геометрических моделей к расчету, геометрической оптимизации конструкций и узлов оборудования.

Интеграция модулей Ansys и программного обеспечения Rocky осуществляется в среде Ansys Workbench, позволяющей объединить задачи разных физических дисциплин в один комплексный многодисциплинарный проект. В платформу также интегрированы все современные технологии и инструменты для взаимодействия с CAD-системами, исправления дефектной геометрии, создания высококачественных сеток, пре- и пост-процессинга. Архитектура Ansys Workbench является открытой – благодаря этому пользователь может интегрировать собственные разработки в расчетную среду, тем самым расширяя ее возможности. Модуль для создания, импорта и редактирования геометрии Ansys SpaceClaim интегрирован в среду Ansys Workbench с двухсторонней связью с модулями Rocky и Ansys Mechanical. Двухсторонняя связь позволяет менять и параметризировать геометрические характеристики модели внутри приложений Ansys и перестраивать модель в ходе параметрических и оптимизационных расчетов.

Программные пакеты Rocky и Ansys Fluent обеспечивают DEM-CFD решение сложных многофазных задач взаимодействия газа(жидкости)-твердых частиц как в односторонней постановке (частицы воздействует на поток газа или жидкости), так и двусторонней постановке (поток воздействуют на частицы и частицы воздействуют на поток).

Для Rocky эффективно используются вычислительные ресурсы графических карт (GPU), а для Ansys – центрального процессора: решатели программных пакетов не конкурируют между собой за аппаратные ресурсы. Для автоматизированной оптимизации параметров (в том числе геометрических параметров 3D модели) в проекте может использоваться модуль Ansys DesignXplorer (входит в набор Ansys Mechanical Enterprise).

«Работа с клиентом в отрасли сельскохозяйственного машиностроения стала для нас интересным опытом. В общении с компанией Гомсельмаш мы прошли путь от обсуждения и предложения одного типа программного обеспечения к комплексному решению, которое включает как программные инструменты от разных разработчиков, так и подходящее аппаратное обеспечение. Совместная работа программных продуктов Ansys и Rocky DEM, моделирующих процессы различных физических дисциплин и их бесшовная интеграция важны и необходимы для решения сложных задач в эпоху цифровой трансформации для поиска лучших конструкций и технологий», отметил Андрей Феоктистов, директор по развитию бизнеса Rocky, АО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс»

«Внедрение программно-аппаратного комплекса Rocky и Ansys позволит нам в процессе разработки новой сельскохозяйственной техники обеспечить получение полной и физически правдоподобной картины технологического процесса, взаимодействия технологического продукта и рабочих органов комбайна, быстро и точно рассчитать поведение потока частиц различных форм и размеров при его движении в разных видах обрабатывающего и транспортного оборудования. Благодаря этому мы сможем исследовать и оптимизировать технологические процессы сельскохозяйственных машин ещё до создания опытного образца, определить эффективность предлагаемых изменений, минимизировать материальные затраты, в сжатые временные рамки обеспечить эффективную работоспособность и требуемый уровень надежности разрабатываемой техники», отметил Алексей Вырский, заместитель директора по научно-исследовательской работе, НТЦК ОАО «Гомсельмаш»