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ANSYS 15.0, innovative soluzioni di analisi fluidodinamica

Pubblicato il 20 gennaio 2014

Grazie a più veloci tecnologie di pre-processing, solver e ottimizzazione, gli utenti che si avvalgono della release 15.0 di ANSYS per la simulazione fluidodinamica saranno in grado di rispettare scadenze di sviluppo ancor più stringenti e ridurre ulteriormente il time to market. Le nuove funzionalità della versione 15.0 di ANSYS, rilasciata a fine 2013, offrono agli utenti una vasta gamma di vantaggi sull’intero portfolio di prodotti. ANSYS da sempre presta particolare attenzione, release dopo release, ad incrementare la velocità di calcolo senza sacrificare, anzi andando addirittura a migliorare, l’accuratezza dei risultati. L’obiettivo è permettere di svolgere più simulazioni possibili per rispettare i tempi di sviluppo ed essere certi di come il prodotto si comporterà nel mondo reale, una volta costruito e venduto ad un cliente. La necessità di tali avanzamenti è legata anche all’aumento della complessità dei prodotti che può mettere in difficoltà il progettista e che, per essere trattata opportunamente, richiede software in grado di gestire facilmente geometrie elaborate, dalle dimensioni sempre più grandi, e problemi di fisica sempre più complicati.  Grazie a tecnologie di ottimizzazione intelligenti, velocità del solver più elevata, scalabilità parallela senza precedenti, interfacce intuitive, meshing parallelo, gli utilizzatori di ANSYS 15.0 per la fluidodinamica saranno in grado di progettare nuovi prodotti gestendone l’accresciuta complessità in modo più veloce e più semplice rispetto al passato.

L’ottimizzazione è resa più rapida grazie ad un migliorato adjoint solver, capace di supportare problemi di dimensioni sempre più grandi, con mesh fino a 30 milioni di celle. La funzionalità chiave dell’equazione di energia aggiunta è stata implementata in modo che le funzioni possano essere definiti come integrali di flussi di calore e temperatura – tra cui medie e varianze, con il risultato che l’adjoint solver può essere ora utilizzato per problemi in cui la massimizzazione di scambio termico o la riduzione delle perdite di calore rappresenta un obiettivo di progettazione chiave.

ANSYS 15.0 offre numerosi miglioramenti per quanto riguarda la velocità del solutore. Ad esempio, le simulazioni di fluidi immiscibili utilizzando il modello volume-of-fluid ora sono più veloci del 36%. Le simulazioni di flussi multifase Euleriani non stazionarie sono state accelerate grazie all’utilizzo del time-stepping adattivo. La riduzione dinamica del meccanismo di combustione può portare a simulazioni fino a sette volte più veloci con meccanismi chimici più ampi.

La simulazione di flussi con scambio di calore è stata ottimizzata in diversi modi: in ANSYS 15.0 è possibile modellare la conduzione di calore in shell multistrato semplificando notevolmente le simulazioni di gestione termica e velocizzando i flussi di lavoro. Si evita così la necessità di usare una mesh di volume per superfici molto sottili. E’ possibile ora modellare inoltre la conducibilità termica anisotropica anche per materiali solidi. Il modello di radiazione surface-to-surface supporta mesh non conformi consentendo una maggiore flessibilità nella generazione della griglia di grandi volumi di fluido insieme a sottili strutture fabbricate, accelerando in questo modo il tempo di soluzione.

I continui miglioramenti della scalabilità e robustezza in ANSYS 15.0 grazie all’uso del high-performance computing (HPC) consentono agli ingegneri di aumentare la velocità di simulazione. Un set di risultati di benchmark ha dimostrato una crescita dell’efficienza di scalabilità dell’80% anche solo 10.000 celle per core, ovvero un miglioramento di tre volte rispetto alle versioni precedenti. ANSYS 15.0 riduce anche il tempo necessario per leggere un file di simulazione e avviare la simulazione su grandi cluster HPC, passando – in alcuni casi – da 30 minuti a 30 secondi. Inoltre, un esempio di benchmark relativo alla simulazione di flusso con un grande numero di particelle ha mostrato un 80% di efficienza parallela su 6.000 core di calcolo utilizzando ANSYS Fluent. Grazie agli sforzi per migliorare la scalabilità di ANSYS CFX su un più ampio numero di core, le applicazioni per le turbomacchine vengono accelerate in modo significativo. Inoltre le GPU (Grafic Processing Unit) possono essere utilizzate con il solver AMG pressure-based accoppiato di ANSYS Fluent, con risultati che evidenziano un aumento di velocità fino a 2,5 volte.

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