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CADFEM ANSYS Extension zur Systembetrachtung von 3D-FEM-Modellen

So groß wie nötig

In modernen Entwicklungsprozessen hat die Abbildung von Bauteilkomponenten als 3D-FEM-Modelle ihren festen Platz. Unter anderem werden diese Modelle auch beim Engineering auf Systemebene verwendet. Dort integrieren Co-Simulationen heterogene Simulationswerkzeuge aus unterschiedlichen Disziplinen zu einer einzigen dynamischen Analyse.

Eine Hürde sind dabei der häufig sehr hohe Detaillierungsgrad der 3D-FEM-Modelle und die daraus resultierenden großen Datenmengen. Diese erschweren die Zusammenfassung in eine gemeinsame Gesamtsimulation erheblich. Model Reduction inside ANSYS (ehemals: MOR for ANSYS = Model Order Reduction) unterstützt den Entwicklungsingenieur dabei, diesen Engpass zu überwinden.


So schnell wie möglich

Systematisch übersetzen die in Model Reduction inside ANSYS enthaltenen Algorithmen das hochdimensionierte 3D-FEMModell in ein größenoptimiertes, seinen Eigenschaften angenähertes Modell. Der Grad der Vereinfachung wird dabei vom Anwender anhand eines zulässigen Näherungsfehlers vorgegeben. Model Reduction inside ANSYS kann für jedes lineare Modell aus ANSYS Mechanical angewendet werden, insbesondere auch für piezoelektrische und thermomechanische Modelle.

Der Prozess der Modellvereinfachung durch Model Reduction inside ANSYS ist erheblich schneller als eine dynamische Simulation auf Basis der Originaldaten. Somit eignet sich diese CADFEM ANSYS Extension als schneller Löser bei transienten und harmonischen Simulationen. Das reduzierte Matrizensystem kann unmittelbar in die gängigen Werkzeuge für die Systemsimulation, z. B. ANSYS Simplorer oder MATLAB / Simulink, eingelesen werden. Auch kann das vereinfachte Modell in die Sprachen VHDL-AMS oder Spice geschrieben werden.

Technische Informationen

Systemvoraussetzung:
ANSYS Workbench ab Version 19.1


Weitere Beispiele und detaillierte Informationen zu Model Reduction inside ANSYS: www.modelreduction.com

Beispiel IGBT-Umrichter

Das Beispiel einer elektrothermischen Simulation eines IGBT-Umrichters verdeutlicht die Arbeitsweise von Model Reduction inside ANSYS: Das elektrische Modell des IGBT ist abhängig von den Temperaturwerten, die bei einer Systemsimulation bekannt sein müssen. Der IGBT-Umrichter enthält drei DCPs mit 6 IGBTs und 6 Dioden, durch die 12 Wärmequellen definiert werden. Das 3D-FEM-Modell in ANSYS gibt eine akkurate Temperaturverteilung wieder und bezieht auch thermische Überlagerungen mit ein. Model Reduction inside ANSYS erzeugt entsprechend kleine Matrizen, die der Anwender für die elektrothermische Simulation in ANSYS Simplorer nutzen kann.

Beispiel Voith-Turbinenrotor

Das Ziel von Voith Siemens Hydro Power Generation ist es, durch Simulationen die dynamische Anregung eines Turbinenrotors durch rotierende Druckfelder zu untersuchen, die bei der Rotor-Stator-Interaktion auftreten. Die zugrunde liegende ANSYS Geometrie kann unter Erhaltung der maßgeblichen Informationen mit Model Reduction inside ANSYS auf 1% ihrer ursprünglichen Größe verkleinert werden. Der Zeitaufwand für die Modellvereinfachung und die harmonische Analyse ist erheblich geringer als der für die harmonische Analyse mit dem Originalmodell.

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