Funktionsumfang des NASTRAN-Solvers wurde erweitert um die Bereiche Lebensdauer, Akustik, Vorhersage nichtlinearen und expliziten Verhaltens sowie verbessertes High Performance Computing
MSC Software Corporation, Anbieter von Simulationssoftware und Dienstleistungen, gab heute die Veröffentlichung von MSC Nastran 2013 bekannt. Die neue Version zeichnet sich vor allem durch neue Anpassungsmöglichkeiten, eingebettete Lebensdaueranalyse sowie eine Erweiterung des Funktionsumfangs aus, die bei Simulationsabläufen im Automobil- und Luftfahrtbereich zu einer erheblichen Zeitersparnis führen.
Die wichtigsten Neuerungen im Überblick:
Eingebettete Lebensdaueranalyse
In die neue Version von MSC Nastran wurden Lebensdaueranalysefunktionen integriert. Ingenieure können nun direkt im Nastran-Solver die Lebensdauer und Ermüdung berechnen, ohne die Ergebnisse in ein separates Programm exportieren zu müssen. Was bisher umfangreiches Postprozessing und den Transfer großer Dateien erforderte, ist jetzt integraler Bestandteil des Analyseprozesses. Einer der zahlreichen Vorteile, die sich daraus ergeben, ist die Möglichkeit zur Durchführung von Gewichtsoptimierungen bei gleichzeitig verbesserter Vorhersage der Lebensdauer.
Die Vermeidung sequenzieller Prozessschritte bei der Berechnung der Haltbarkeit führt zu einer erheblichen Zeitersparnis. Dadurch reduziert sich die Rechenzeit und der Bedienkomfort erhöht sich beträchtlich. In einem Benchmark wurden für eine Lebensdaueranalyse, die bisher 8 Stunden dauerte, nur 38 Minuten benötigt. Design-Optimierung und Lebensdaueranalyse können jetzt in einem Arbeitsschritt durchgeführt werden. In einem Fall konnte die Masse um 24 % verringert werden, während sich die Lebensdauer um 14 % erhöhte.
Modellierung poroelastischer Materialien
Verkleidungsteile werden in Autos und Flugzeugen häufig zur Dämpfung von Schwingungen und zur Verbesserung des Komforts für die Insassen eingesetzt. In der neuen Version kann das poroelastische Verhalten dieser Verkleidungsteile in die Analyse der vibroakustischen Eigenschaften des Fahrzeugs mit einbezogen werden. Indem die komplexe Multiphysik der Fluid-Struktur-Kopplung modellhaft wiedergegeben wird, verbessert sich die Simulationsgenauigkeit.
Erweiterte nichtlineare Funktionen
Die neue Version gewährt zusätzliche Flexibilität in der Modellerstellung und verbessert durch eine Erhöhung des Funktionsumfangs die Genauigkeit von Systemanalysen. Ingenieure können für die benutzerdefinierten Materialsubroutinen mit einem vereinfachten Interface neue Zustandsvariablen definieren und zusätzliche interne Variablen übergeben. Bei der nichtlinear dynamischen Strukturanalyse kann die errechnete Bewegung aus dem letzten Rechenschritt als erzwungene Relativbewegung für den nächsten Rechenschritt vorgegeben werden. MNF-Dateien, die in Adams zur Simulation von Verformungen bei flexiblen Körpern verwendet werden, können jetzt auch mit einer nichtlinearen Rechnung erzeugt werden.
Explizite nichtlineare Funktionen
Die neue Version wurde um mehrere neue Funktionen zur Verbesserung der Leistung von Anwendungen zur numerischen oder allgemeinen Simulation von Fluid-Struktur-Kopplungen erweitert. Dazu zählen:
– Neue rotationssymmetrische 1D- zu 3D- und 2D- zu 3D-Zuordnung für Explosionslasten im Euler-Solver. Mit dieser Funktion können Anwender bei Bedarf die Rechengeschwindigkeit dieser Analysen mithilfe ein- oder zweidimensionaler Analysen und Übertragung der Ergebnisse auf ein dreidimensionales Netz verbessern, um die Auswirkungen der Welle auf eine Struktur in die Berechnung mit einzuschließen.
– Mehrere Detonationspunkte mit unterschiedlichen Zündzeiten bei Explosionsanwendungen zur Analyse mehrerer aufeinander folgender Explosionen und deren Auswirkung auf die strukturelle Integrität.
– Neue Methoden zur Berechnung von Explosionslasten auf der Grundlage empirischer Daten in LS-Dyna.
– Neue LS-Dyna Bibliotheken auf Basis der LS-Dyna Version MPP 971s R6.0.0.
– Verbesserung der FSI-Algorithmen zur Beschleunigung der Simulation mit über 60 % Verbesserung bei Single-Core-Berechnungen und noch besserer Leistung bei Multi-Core-Berechnungen.
High Performance Computing
Solver-Verbesserungen und Parallelisierbarkeit führen bei MSC Nastran zu einer erheblichen Leistungssteigerung bei einer Vielzahl von Analysen. Durch die stärkere Nutzung der Parallelisierung und der GPGPU-Technologie reduziert sich die Lösungsdauer gegenüber der Vorgängerversion um 20 bis 50 %. Auf diese Weise können in weniger Zeit mehr Modelle simuliert werden:
– Mehr Produktivität durch verbesserte Unterstützung von GPU-Geräten.
– Die DMP-Funktionen (Distributed Memory Parallel) für erweiterte nichtlineare Analysemöglichkeiten sind jetzt noch effizienter. In einem Kundenmodell konnte die Analysedauer um 57 % reduziert werden.
– Neues Speicher-Management minimiert den Speicherbedarf und spart dadurch in einer Multi-User-Umgebung Ressourcen.
MSC entwickelt Computer Aided Engineering (CAE) Software für Simulation und virtuelle Produktentwicklung. Das Unternehmen mit Zentrale im kalifornischen Santa Ana wurde 1963 gegründet und hat heute weltweit Niederlassungen in 20 Ländern. Die Lösungen von MSC erlauben es Unternehmen der unterschiedlichsten Branchen, Ihre Produkte in einer virtuellen Welt zu entwickeln und zu testen – von den ersten Konzeptentwürfen über die Erstellung des digitalen Modells bis hin zur Analyse an virtuellen Prototypen.
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