آشنایی با نرم افزار مهندسی ANSYS
انسیس (ANSYS) مخفف کلمات Analysis Systems و محصول شرکت Ansys Inc است. تحلیل در انسیس به روش المان اجزای محدود انجام می شود. انسیس یک نرم افزار قدرتمند در زمینه CAE، تحلیل مسائل سیالات، انتقال حرارت، ارتعاشات، استاتیک، دینامیک، الکتریکی و… است. در گذشته به صورت یک ماژول به نام APDL مورد استفاده قرار می گرفت که به هیچ وجه کاربرپسند نبوده است. این ماژول تنها در رابطه با تحلیل استاتیکی و دینامیکی مورد استفاده قرار می گیرد و در برخی موارد بسیار ساده ی انتقال حرارت روی یک سطح یا درون جسم .
تصویری که مشاهده می کنید مربوط به همین ماژول است که در سمت چپ می توان دستورات لازم را ارائه داد و نیز می توان به صورت کد نویسی در Command Window دستورات را وارد کرد.
پیشرفت چشم گیری هم در فضا سازی کاربرپسند و نیز در وسیع بودن کاربرد این نرم افزار به وجود آمده است. شرکت انسیس از سال ۲۰۱۳ شروع به خرید حل گرهایی در تمام زمینه ها از قبیل سیالات، الکتریک و… کرده است و این حل گرها را در محیطی به نام AnsysWorkbench جمع آوری کرده است تا به حل انواع مختلف مسائل بپردازیم. ایجاد هندسه و مش در محیط Workbench انجام می شود و حل مسائل در حل گرهای موجود.
در تصویر بالا که به عنوان سربرگ Toolbox در انسیس حضور دارد انواع حل گرهای جمع آوری شده را مشاهده می کنیم. برخی از حل گرها را مشاهده می کنیم که با تصویر یکسانی در سمت چپ مشخص شده اند. این بدین معناست که در یک زمینه فعالیت می کنند. برای مثال چندین حل گر را مشاهده می کنیم که با نشان داده می شوند. این ها حل گرهای مسائل پرکاربرد سیالاتی هستند. از قدرتمندترین آنها می توان به Fluent و CFX اشاره کرد.
محیط کلی نرم افزار
۱.Geometry
همان طور که در تصویر بالا مشاهده می کنید محیط Ansysworkbench بدین شکل است که در سمت چپ انواع حل گرهای موجود در این نرم افزار جمع آوری شده است. با دو بار کلیک روی هر کدام از حل گرها نمودار درختی کلی برای حل مسئله در محیط Project Schematic نمایش داده می شود. در تصویر بالا (Fluid Flow (Fluent نام دارد. به طور کلی برای حل یک مسئله ابتدا به یک مدل نیاز داریم که در قسمت دوم نمودار به نام Geometry نمایش داده می شود. دو محیط برای مدل سازی به نام Design Modeler و Space claim وجود دارد. می توان مدلی از پیش طراحی شده با هر گونه نرم افزار طراحی با خروجی های متفاوت را نیز وارد قسمت Geometry کرد.
ابتدا محیط Design Modeler را مشاهده می کنید:
می توان در این محیط به ترسیم مدل مورد نظر پرداخت و یا اگر مدلی وارد کرده اید با کلیک بر گزینه Generate، مدل در این صفحه نمایش داده می شود.
در تصویر پایین محیط Space claim را مشاهده می کنیم که محیط کاربر پسندتری دارد:
باید این نکته را در نظر داشته باشیم که وارد کردن مدل از طریق خروجی نرم افزارهای دیگر ممکن است نیاز به اصلاحاتی داشته باشد. پس باید با دستورات اصلاح مدل در این فضاها آشنا باشیم تا بتوانیم با برخورد با این نواقص اقدامات لازم را انجام دهیم.
Mesh .۲
پس از ایجاد مدل مورد نظر یک تیک سبز در کنار گزینه Geometry مشاهده می شود و بدین معناست که مرحله مورد نظر به درستی انجام شده است.
شبکه بندی مدل ایجاد شده در محیط Mesh انجام می گیرد و بدین صورت است که می توان برای هر حجم، صفحه، خط و یا نقطه ای نام گذاری انجام داد و سپس نوع مش را انتخاب کرده و سپس با انتخاب اندازه، شبکه بندی انجام می شود. شبکه بندی انواع مختلفی دارد که نرم افزار انسیس این کار را بطور حرفه ای و قدرتمند قادر است انجام دهد.
در قسمت Display مشاهده می کنیم که می توان به تغییرات رنگ جسم پرداخت برای اینک که جزئیات مختلف را به راحتی درک کنیم. قسمت بعدی Defaults است که باید نوع مسئله از قبیل استاتیکی، سیالاتی و… را مشخص کنیم. سپس نوع حل گر برای شبکه بندی را انتخاب می کنیم تا خروجی شبکه بندی برای همان حل گر تولید شود. در ادامه به Sizing می رسیم که روش شبکه بندی و مقدار مورد نظر برای این کار را وارد می کنیم. به طور پیش فرض مقداری تعیین شده است و قابل تغییر می باشد. در ادامه به شبکه بندی به صورت پیشرفته می رسیم که در آینده در حل مسائل به آن می پردازیم. در انتها که اطلاعات شبکه بندی وارد شد با کلیک روی گزینه Generate و یا کلیک راست روی Mesh و سپس گزینه Generate شبکه بندی انجام می گیرد.
پس از شبکه بندی ممکن است تیک سبز نمایان نشود اما نگران نباشید چون با زدن گزینه ی Update تیک سبز نمایان می شود و اگر مشکلی وجود داشته باشد حتما به صورت روشن و واضح مشکل را برای شما نمایان می کند و حتی شما را برای حل مشکل هدایت می کند. یک نکته دیگر برای Update این است که برای بروز رسانی هر قسمت دلخواه باید روی همان قسمت کلیک راست کرد و سپس روی Update کلیک کرد. برای مثال من می خواهم Geometry را بروزرسانی کنم :
Setup .۳
در این قسمت بسته به نوع حل گری که برای مسئله انتخاب کردیم به وارد کردن داده های مسئله از قبیل نوع حل، چگونگی حل، شرایط مرزی، اعمال خواص و… می پردازیم. با گزینه ی solve ، Run و یا solution، در صورت وجود هیچ گونه نقصی، مسئله حل می شود. در آینده با مسائل گوناگون آشنا خواهید شد که کمک شایانی در درک تحلیل مسائل به شما خواهد کرد.
Solution & Results .۴
زمانی که مسئله حل شود تیک سبز در این قسمت مشاهده می شود و بدین معناست که به صورت کامل و درست حل شده است. با کلیک روی این گزینه وارد صفحه حل گر و یا رابط گرافیکی مورد نظر در نرم افزار مانند CFD post می شویم که برای تحلیل های سیالاتی قابل استفاده است.سرانجام به مشاهده صفحات گرافیکی، کانتورهای مورد نظر و نمودارهایی که باید تعریف کرد می پردازیم.
کانتور سرعت جریان هوا در یک نازل دوبعدی
این ها مراحل کلی حل یک مسئله در نرم افزار انسیس است. هر مسئله ای در زمینه خاص خودش خصوصیات خاص خودش را دارد که در آینده با آشنایی بیشتر و ارائه مثال به آنها می پردازیم.
با تشکر از توجه و نگاه شما
دیدگاهتان را بنویسید
برای نوشتن دیدگاه باید وارد بشوید.