۳نکته برای انتخاب نرم افزار المان محدود

در این مقاله قصد داریم به شما برای انتخاب  هرچه بهتر یک نرم­افزار المان محدود کمک کنیم.

المان محدود

برای مثال:

“شرکت X” محصولات پلاستیکی برای علوم زیستی / صنایع پزشکی را در یک بازار با حجم بالا تولید می کند. آنها تولید داخلی را با استفاده از تزریق پلاستیک تولید می کنند و به دلیل تعداد تولید در سال، قالب های مورد نیازشان گران قیمت هستند. محصولات تولیدی باید قابلیت فنی خاص مانند: توانایی مقاومت در برابر آزمون افت فیزیکی، عمر خستگی مشخص محصول، مقاومت حرارتی خاص، تعامل خاص با مایعات، تحت فشار و غیره را داشته باشند.

بنابراین بسیاری از این خواسته ها و مقایسه با وضعیت واقعی، نیاز به حل غیر خطی دارد.

علاوه بر جنبه غیر خطی، ممکن است شما دنبال یک پاسخ شفاف برای آزمون های خود باشید، مثل آزمون افتادن در این مثال. یا در شرایط دیگر، برخی از رویداد ها آنقدر سریع اتفاق می افتد که واضح است شما باید دنبال راه حل دیگری جز ازمون تجربی باشید و باید از یک راه حل متفاوت استفاده کنید. برخی از نرم افزارهای المان محدود دارای یک راه حل شفاف برای رسیدن به پاسخ در مسائل هستند. یکی از دلایل استفاده از این نرم افزار ها را میتوان همین گونه بیان کرد.

تا کنون مثال شرکت X همیشه نمونه های اولیه را ایجاد کرده و آنها را قبل از سرمایه گذاری در قالب های گران قیمت آزمایش کرده است. بدیهی است که ایجاد نمونه های فیزیکی متعدد و آزمایش آنها، اغلب ارزان نیست. شما همچنین تعداد شمار راه حل های احتمالی مربوط به تعداد نمونه های فیزیکی را محدود می کنید.

  • مقدماتی فنی اولیه خود را تعیین کنید

تبریک! شما یک نیاز بالقوه برای استفاده از نرم افزار المان محدود در شرکت خود را کشف کرده اید.

یک تمرین خوب برای آنکه متوجه شوید از میان این همه نرم افزار رنگارنگ کدام را انتخاب کنید این است که لیستی از نیاز های کوتاه مدت و بلند مدت خود تهیه کنید.

المان محدود

  • خواسته های کوتاه مدت (مثال)

صنعت: علوم زیستی

 

قابلیت لازم:

 

  • پیش پردازش
  • باز کردن، خواندن، تغییر هندسه ۳D و ۲D
  • توانایی ایجاد هندسه ۳D و ۲D از ابتدا
  • تغییرات تنظیمات
  • توانایی استفاده از داده های آزمون واقعی
  • توانایی حل
  • آزمون قطره
  • خستگی
  • حرارتی
  • ساختار سیال
  • ضربات محکم و ناگهانی
  • پردازش پست
  • ایجاد انیمیشن ها و تصاویر
  • ایجاد مقادیر عددی، جداول و نمودارهای سفارشی
  • استفاده از چک های کیفیت برای تأیید نتیجه

۲-۱- خواسته های بلند مدت (مثال)

  • آرزوی آینده برای:
  • شبیه سازی جریان قالب
  • آزمایش های مخرب مجازی (شکست)
  • اتصال با نرم افزار های دیگر
  • استفاده از اسکریپت برای وظایف تکراری

 

  • منابع لازم را تعیین کنید

برای اهداف بودجه می توانید بدانید که وضعیت فعلی چیست. به عنوان مثال سخت افزاری که از آن استفاده میکنید قادر به پاسخ­گویی چه مقدار داده است و یا اینکه افراد زیر دست شما چه تعدادشان مسلط بر نرم افزارهای المان محدود اند.

المان محدود

  • پیش از انتخاب نرم افزار المان محدود احتمالی و پیش از سرمایه گذاری، ارزیابی کنید.

گاهی وقتی میخواهید یکی از نرم افزار های المان محدود را انتخاب کنید با لیستی از کارکرد هایی از نرم افزار برمیخورید که هیچگاه به کار شما نخواهند آمد.

هنگامی که شما تصمیم به انجام ارزیابی میگیرید، سعی کنید معیارهای خود را برای رسیدن به موفقیت در راه پیش رو تعیین کنید. این باید ایده ای روشن از آنچه شما می خواهید ارزیابی کنید باشد، چرا که بسیار مهم است که چگونه این ارزیابی را انجام خواهید داد.

المان محدود

با توجه به زمان خود و اینکه چگونه می خواهید تحقیقات خود را انجام دهید، می توانید ارزیابی / کارگاه ها / آموزش را برای چندین نرم افزار المان محدود که شما انتخاب کرده اید انجام دهید.

آموزش ماژول ها و زیر ماژول های کامسول (قسمت اول)

به طور کلی ماژول های در نظر گرفته شده در بحث آموزش کامسول عبارتند از:
۱٫ ماژول AC/DC
۲٫ ماژول آکوستیک
۳٫ باتری ها و سلول های سوختی
۴٫ محاسبات دینامیک سیالات
۵٫ مهندسی واکنش شیمیایی
۶٫ ژِئومکانیک
۷٫ انتقال حرارت
۸٫ MEMS
۹٫ میکروسیال ها
۱۰٫ بهینه سازی
۱۱٫ ردگیری ذره
۱۲٫ پلاسما
۱۳٫ RF
۱۴٫ مکانیک ساختاری
۱۵٫ جریان زیرسطحی
۱۶٫ خورندگی
۱۷٫ مواد ساختاری غیرخطی

در ادامه به توضیح هر یک خواهیم پرداخت.

۱) ماژول AC/DC: محیطی برای شبیه سازی الکترومغناطیس است. ابزار پرقدرتی جهت آنالیزهای مربوط به سیم پیچ و خازن ها و…. است. رابط های فیزیک که در این ماژول قابل دسترس است و انواع شبیه سازی ها را در حوزه ی میدان های الکترومغناطیسی پوشش می دهد، عبارتند از:
• الکترو استاتیک
• جریان های الکتریکی در محیط رسانا
• مگنتو استاتیک
• الکترومغناطیس فرکانس پایین

آموزش کامسول

آموزش ماژول AC/DC کامسول

برای مدل سازی مدار های الکتریکی، طراحی های ECAD را نیز می توان به این ماژول وارد کرد.
۲) ماژول آکوستیک: مجموعه ای از رابط های فیزیکی است که میتواند تمام شبیه سازی های آکوستیک در سیالات و جامدات را پوشش دهد. رابط های فیزیک که در این ماژول قابل دسترس است دارای قابلیت های زیر هستند:
• آکوستیک فشار زمانی و حوزه فرکانسی
• آکوستیک حرارتی
• آئروآکوستیک
• جریان پتانسیل با قابلیت فشرده شدن
• مکانیک جامدات
• پیزوالکتریک
کاربرد های متعارف این ماژول عبارت است از:
• در زمینه خودرو مانند اجزا داخلی آن
• مدل سازی بلند گو ها و میکروفن ها
• آئروآکوستیک
• آکوستیک زیر آب

آموزش کامسول

آموزش ماژول آکوستیک کامسول

۳) ماژول باتری ها و سلول های سوختی: با این ماژول می توان مدل های دقیق الکترود ها و الکترولیت ها در سلول های الکتروشیمیایی را در آن طراحی کرد. همچنین توضیح واکنش های الکتروشیمیایی و ویژگی های انتقال که بر روی عملکرد باتری ها و سلول های سوختی و دیگر سلول های الکتروشیمیایی موثر است، را نیز شامل می شود.
این ماژول می تواند مٍال های زیر را در زمینه سلول های الکتروشیمی در بر میگیرد:
• سلول های سوختی کربنات ذوب شده
• متانول مستقیم
• تبادل پروتن غشایی
• اکسید جامد
• باتری لیتیوم-یون

آموزش کامسول

آموزش ماژول باتری ها و سلول های سوختی کامسول

۴) ماژول محاسبه دینامیک سیالات: در بحث آموزش کامسول این ماژول انواع جریان سیال بهینه شده و توسعه یافته است. از قابلیت این ماژول می توان به موارد زیر اشاره کرد.
• جریان آرام و متلاطم مورد استفاده در مدل های متلاطم
• جریان هم دما و غیرهم دما
• جریان تراکم پذیر و تراکم نا پذیر
• جریان نیوتنی و غیر نیوتنی

۵) ماژول مهندسی واکنش شیمیایی: در بحث آموزش کامسول ماژول یک مدل به مفهوم ماده یا جرم، انرژی یا حرارت و موازنه ی ممنتوم برای یک سیستم است. این ماژول نه تنها این موازنه ها را تعریف و معین میکند بلکه میتواند موازنه ی مادهو انرژی برای مدل های مستقل از مکان و مدل های تابع مکان را انجام دهد. این ماژول شیوه ای قدرتمند از مدل سازی را در مهندسی شیمی ارایه می دهد و دارای کاربرد های زیر است:
• طراحی و مهندسی شیمی
• کاتالیست ناهمگن
• فرایند های جدا سازی
• الکترولیز های صنعتی و سلول های سوختی
• کنترل فرایند
کامسول حتی می تواند PDE های کوپل شده ی غیر خطی را در زمینه های زیر حل کند:
• انتقال حرارت
• دینامیک سیال
• انتقال جرم از طریق نفوذ، جابجایی و انتقال گرما
• سینتیک واکنش شیمیایی
• خواص متغیر مواد
در دینامیک سیالات، میتوان جریان سیال را در محیط متخلخل مدل سازی کرد و ویژگی های جریان را توسط معادلات ناوییر استوک مشخص کرد. رابط های فیزیک در این ماژول می توانند زمینه های زیر را پوشش دهند:
• انتقال گونه های شیمی
• انتقال گونه های چگال با مدل های نفوذی
• انتقال حرارت در سیالات، جامدات و محیط متخلخل
• جریان سیال

آموزش کامسول

آموزش ماژول مهندسی واکنش شیمیایی کامسول