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ANSYS 2019: Auf der Höhe der Zeit.

Am 29. Januar 2019 ist die neue ANSYS-Version erschienen. Das Wichtigste im Überblick.

Neue Zeiten bei ANSYS: Ab sofort orientiert sich die Versionierung der Software an der aktuellen Jahreszahl. Pünktlich ist am 29. Januar ANSYS 2019 R1 erschienen – mit vielen spannenden Neuerungen und Weiterentwicklungen. Als Anwender sind Sie damit absolut auf der Höhe der Zeit. Oder sogar Ihrer Zeit voraus.

Das CADFEM Team hat sich in die Neuerungen zu ANSYS 2019 R1 bereits eingearbeitet. Unsere Erfahrungen und Eindrücke zum Release geben wir Ihnen hier und - noch etwas detaillierter - in unseren deutschsprachigen ANSYS 2019 R1 Update-Webinaren in den Rubriken Strukturmechanik, Strömung, Elektromagnetik und Systeme und Discovery weiter.  Wie immer, mit einigen Tipps & Tricks für die praktische Anwendung.
 

Die Highlights im Schnelldurchlauf

Zu den herausragenden Neuerungen von ANSYS 2019 R1 gehören in Mechanical die um Wärmephänomene erweiterte Topologieoptimierung, das schnelle Switchen zwischen implizitem und explizitem Solver sowie die neue Produktlinie ANSYS Motion für die professionelle Mehrkörpersimulation. Im Bereich CFD liefert unter anderem die Mosaic-Vernetzung völlig neue Möglichkeiten im Modul Fluent. In der Elektromagnetik können EMV-kritische Bereiche von PCBs nun wesentlich einfacher identifiziert werden. TwinBuilder (früher Simplorer) wurde massiv um verschiedene Möglichkeiten für IoT und die Erstellung Digitaler Zwillinge ausgebaut. Last but not least wird die Discovery-Produktfamilie rasant weiterentwickelt, in „Live“ z.B. um Topologieoptimierung und eine noch komfortablere Ergebnisdarstellung.

ANSYS-Motion: Neue Produktfamilie zur professionellen Mehrkörpersimulation

  • Starre und flexible Systeme in beliebiger Kontaktsituation effizient analysieren
  • Flexible Körper ohne Vernetzung berücksichtigen können und damit schnell in der Modellvorbereitung sein.
  • Ergänzt um leistungsstarke Spezialapplikationen für Getriebe, Lager, Riemen, Ketten sowie komplette Antriebsstränge
  • Eingebunden in die ANSYS Produktumgebung mit direkten Schnittstellen zu SpaceClaim für die geometrische Modellaufbereitung als auch zu TwinBuilder mit der Verknüpfung zur Systemsimulation
  • Überbrückt die Lücke zwischen klassischer FEM und klassischer Mehrkörpersimulation
  • Entwickelt mit Unterstützung durch Prof. Daesung Bae als den weltweit herausragenden Experten im Umfeld der Mehrkörpersimulation


ANSYS Motion zur professionellen Mehrkörpersimulation

 

HPC

  • Distributed Memory Parallel nun Standard für alle Analysen (neu: DMP für SMART Crack Growth Method)
  • Nichtlineare Kontaktanalysen: Automatisiertes Aufteilen von Kontaktbereichen zur Performancesteigerung bei Modellen mit großflächigen Kontakten
  • Reduktion der RST-Dateigrößen um bis zu 50% durch neues Kompressionsverfahren


Automatisiertes Aufteilen eines großflächigen Kontaktes in einzelne Teilbereiche für nichtlineare Kontaktanalysen

 

Solver

  • Semi-Implicit Methode: bei nichtlinearen Analysen kurzfristig von einem impliziten Lösungsverfahren auf ein explizites Lösungsverfahren wechseln, um Konvergenzschwierigkeiten zu umgehen.

 

Bruchmechanik

  • Berücksichtigung von Drucklasten auf den Rissflächen sowie Temperatur
  • Automatische Risserstellung bei Rissen über Kanten


Automatische Risserstellung bei Kantenrissen

 

Mechanical Handhabung

  • Verschieben bzw. Rotieren von Modellbereichen innerhalb der Mechanical-Umgebung
  • Simulations-Vorlage: Erstellen eines Mechanical-Setups ohne CAD-Modell zur Vorbereitung von Analysen
  • Neue Solution Combination Methode zur Effizienten Lastfallüberlagerung inkl. Import von Lastfalltabellen aus csv-Dateien.
  • Erweiterte Keyframe-Animation zur bewegten Darstellung von Ergebnissen
  • Export von Animationen im Format MP4, WMV, AVI und GIF


Simulations-Template in ANSYS Mechanical

 

Dynamik

  • Component Mode Synthesis für harmonische Analysen (modale Superposition) innerhalb der Mechanical Umgebung
  • Wiederverwendung von Systemmatrizen mehrfach eingebauter Substrukturen zur Reduktion des Festplattenplatzbedarfs
  • Rotordynamik: Berücksichtigung von Coriolis-Effekten im Rotating Reference Frame
  • NVH: Vollständiger Workflow zur Vibrationssimulation des Hochlaufs eines Elektromotors (inkl. Wasserfalldiagramm der resultierenden Körperschallleistung)


Workflow zur Vibrationssimulation des Hochlaufs eines Elektromotors

 

Mehrkörpersimulation

  • On-Demand Abfrage von Verformungs-, Spannungs- und Dehnungsergebnissen bei flexiblen Strukturen und damit wesentliche Reduktion der Analysezeiten durch Verzicht der Ergebnisexpansion

 

ANSYS LS-DYNA

  • Berücksichtigung von thermischen Lasten einer vorangegangenen thermischen Simulation
  • Weiterverwendung einer deformierten Modellgeometrie als Ergebnis einer expliziten Analyse für weiterführende mechanische Analysen

 

General Axisymmetrische Strukturen in ANSYS Mechanical

  • Verwendbar für 3D statische Analysen


General Axisymmetric Modell in ANSYS Mechanical

 

APDL Elements

  • Thermal Reinforcing Element REINF264 zur Abbildung thermischer Fasern
  • CABLE280-Element zur robusten Simulation von flexiblen Seil- und Kabelstrukturen
  • Berücksichtigung anisotropem viskoelastischem Verhalten bei piezoelektrischen Analysen
  • Erwärmung piezoelektrischer Modelle durch anisotrope elektrische Verluste

 

Material Designer

  • Neue vordefinierte Lattice-Grundstrukturen
  • Einheitszellen mit ungleichmäßig verteilten kurzen Fasern

 

Topologieoptimierung

  • Topologieoptimierung für stationäre Temperaturfeldanalysen zur Ermittlung des optimalen Bauraums mit einer möglichst effektiven Wärmeab-/zufuhr via Wärmeleitung
  • Strukturoptimierung für Schalenstrukturen
  • Automatische Glättung resultierender Strukturoberflächen


Topologieoptimierung bei thermischen Analysen (links) und Schalenstrukturen (rechts)

 

Additive Fertigung

  • Layered Tetraeder-Vernetzung
  • Analyse einer nachgelagerten Wärmebehandlung
  • Berücksichtigung verbleibenden Pulvers nach dem Druckprozess
  • Berücksichtigung bereits vorliegender Nebenstrukturen


Simulation der thermischen Nachbehandlung nach dem 3D-Druck

ANSYS Fluent

  • „Single Window“- Workflow für wasserdichte Geometrien in ANSYS Fluent
    • Zusätzliche Möglichkeiten der lokalen Netzgrößensteuerung: „Body Size“, „Curvature“, „Proximity“ (zusätzlich zu „Face Size“, „BOI“)
    • Periodische Randbedingungen werden unterstützt
    • Aus mehreren Baugruppen bestehende, also NICHT z.B. in SpaceClaim über „share topology“ verbundene Modelle werden unterstützt
    • „Share topology“ kann innerhalb des Workflows ausgeführt werden 
    • Parallel-Option für Mosaic Mesh (hybride Netze, Hex-Poly)
    • Neue „Send to Fluent“ Option in SpaceClaim

  • „Expressions“ in Fluent
    • Funktionen für Ort, Zeit, Lösungsvariablen
    • Verschiedene physikalische Konstanten / mathematische Funktionen
    • Verfügbar für Profile / Parameter

  • Verbesserungen der Solver-Robustheit
    • “Coupled Pseudo Transient Solver” als Voreinstellung für die meisten Simulationen
    • Verbessertes “Aggressive Coarsening”: schnellere Konvergenz ohne Performance-Einbußen
    • Verbessertes Konvergenzverhalten von nicht-uniformen Netzen („Hexcores“)
  • Simulation von Spray mithilfe von DPM (Discrete Particle Model)
    • Möglichkeit der Erfassung der charakteristischen Partikeleigenschaften zur Weiterverwendung als Set von reduzierten Daten
    • Anwendbar zum Beispiel bei Kopplung von VOF und DPM
    • Hilfreich für anschließende DPM-Simulation mit Modellierung der Partikel unter Verwendung von weniger  Partikelpaketen

  • Strömungsakustik
    • Akustische Wellenausbreitung zwischen Nah- und Fernfeld mit Hilfe eines neu implementierten Wellengleichungs-Solvers
    • Erlaubt kompressible Berechnung von Wellenausbreitung unter Berücksichtigung von Geometriedetails, Reflexionen usw.

  • Simulation durch Wärmeentwicklung durch Induktion verfügbar für „System Coupling“
    • Gekoppelte Simulation: Fluid - Elektromagnetik
    • Maxwell Eddy Current Solver - Fluent Steady / Transient solver

  • Abrasive Erosion:
    • Kann gehäuft auftreten bei Vorliegen von dichten Mehrphasenströmungen mit grobkörnigen Partikeln
    • Erosionsvorgang ist nun abbildbar mit Hilfe von dynamischen Netzen in Multiphase-Simulationen
    • Abminderung der Erosionsrate durch Abschirmeffekt bei Ansammlung von Partikeln in Wandnähe

  • Generalisiertes k-ω (GEKO) Turbulenz-Modell
    • Mit Hilfe von Koeffizienten abstimmbar auf die entsprechenden Strömungscharakteristiken
    • Ein und dasselbe Modell einsetzbar für unterschiedliche Anwendungen eingesetzt werden

 

ANSYS CFX, TurboTools

  • FMU (Functional Mockup) Interface
    • Co-Simulation möglich mit verschiedenen FMUs wie z.B. TwinBuilder, Modelica
  • Operating Maps:
    • Sogenannte „operating maps“ ermöglichen die schnelle Simulation von Kennfeldern anstelle einzelner Betriebspunkte
  • Benutzerfreundliche neue Funktionalitäten bei
    • der Simulation von Turbinenschaufelkühlung
    • der Modellierung von Geometrieübergängen zwischen Schaufeln und Nabe

Electronics Desktop und Multiphysics

  • Neue Kopplung von Maxwell-Eddy Current zu Fluent-Transient (Bsp. Induktionserwärmung)
  • Integrierter Workflow zur Noise Vibration Harshness-Analyse (Maxwell Transient – Mechanical)
  • Integration von SIwave DCIR in den ANSYS Electronics Desktop (z.B. 1-wege elektrisch-thermische Kopplung zu Icepak für thermische Analyse auf Basis von in Icepak hinterlegter thermischer Randbedingungen)
  • Zwei-Wege-Kopplung von Icepak mit HFSS oder Maxwell (elektromagnetisch-thermisch)


NVH-Workflow von Maxwell zu Mechanical über die ANSYS Workbench

 

ANSYS Maxwell

  • Import eigener Motorgeometrien in RMxprt
  • Berechnung der transienten D-Q-Parameter
  • Automatisches EdgeCut-Meshing zur Berücksichtigung von Fertigungseinflüssen auf z.B. Elektrobleche
  • Verbesserte Vernetzung der Skin-Tiefe: Beibehaltung der Skintiefenvernetzung während der adaptiven Netzverveinerung
  • Nutzung von Variablen zur Bestimmung der zu speichernden Felder in transienten Analysen


Import von eigenen Geometrien in RMxprt

 

ANSYS HFSS / HFSS 3D Layout

  • HFSS SBR+: “Blockage”-Option: Vereinfachte und beschleunigte Berücksichtigung von passiven Körpern auf die Strahlausbreitung
  • Numerisches De-Embedding der Port-Induktivität
  • Hybride FEM-MoM-Lösung: Intelligente Vernachlässigung von quellenfreien Regionen zur Vermeidung von dortiger Netzverfeinerung und entsprechender Rechenzeiterhöhung
  • Neuer ECAD-MCAD Mesh assembly Prozess zur schnelleren Erstellung eines initialen Netzes


Blockage-Option für die Verknüpfung HFSS zu SBR+

 

ANSYS SIwave/Icepak

  • Integrierter Prüfalgorithmus zur Berücksichtigung von EMV-Kriterien: „ERC“ – EMI Rules Checker
  • Elektromigrationsanalyse zur Ausfallabschätzung (nach Blackscher Gleichung)
  • Verbesserung der HFSS Region in SIwave:
    • parallelisierte Frequenz-Sweeps für jede Region
    • Löschung von irrelevanten Net-Fragmenten zur Beschleunigung der Analyse
  • Import von archivierten Projekten von Classic Icepak (*.tzr)
  • Datensatz-basierte Randbedingungen in Icepak. 1D für temperaturabhängig, 2D und 3D für ortsabhängig: Leistung, Temperatur, Druck, Geschwindigkeiten, Wärmestrom, Wärmeübergangskoeffizient
  • Verbesserter Icepak-Vernetzer


Elektromigrationsanalyse in SIwave

ANSYS TwinBuilder

  • Neue TwinBuilder Produktfamilie
    • „Twin Builder Pro“ zur allgemeinen Systemsimulation
    • „Twin Builder Premium“ mit erweitertem Fokus auf die Abbildung reduzierter Modelle
    • „Twin Builder Enterprise“ zur Erstellung von digitalen Zwillingen und deren Einsatz in IIoT-Plattformen und Edge Devices (inkl. zugehöriger Runtime SDK für die TwinBuilder-Implementierung)
  • Dynamic ROM Builder zur Erstellung reduzierter Modelle für nichtlinear dynamisch antwortende Strukturen
  • Export von eigenständig lauffähigen TwinBuilder-Modellen für die Implementierung in IIoT-Plattformen und Edge Devices
  • IEEE VHDL-2008 Verschlüsselung von TwinBuilder-Modellen zum IP-geschützten Modellaustausch
  • Neue Modelica Bibliotheken für hydraulische und pneumatische Systeme

 


Einbindung von digitalen Zwillingen in IIoT-Plattformen mittels TwinBuilder Runtime SDK

 


Dynamic ROM Builder zur Modellreduktion nichtlinear dynamischem Modellverhalten

Discovery Live

  • Ideen testen in Sekunden durch Live Simulation.
    Für weitere Informationen und Details siehe www.cadfem.de/discovery
  • Neue Randbedingungen
    • Masse
    • Gelenkige Lagerungen
  • Gleichzeitige Darstellung mehrerer Flowflield und Stromlinienergebnisse
  • Pfadergebnisse
  • Beta: Topologieoptimierung in Discovery Live

 


Live Simulation mit Discovery Live

 


Topologieoptimierung mit Discovery Live

 

Discovery AIM

  • Analyse von Zufallsschwingungen
  • Schnellere nichtlineare Strukturmechanik
  • Schnellere Variation von Randbedingungen durch Unterdrücken

 


Anregungspektrum und Verformung eines PCBs

DesignXplorer

  • Verwendung von „Snapshots“ im ROM Builder
  • Automatische Anpassung der Designparametergrenzen beim manuellen Import von DesignPoints in eine DOE


ROM-Builder im DesignXplorer als effizientes Werkzeug zur Modellreduktion dreidimensionaler Strukturen (z.B. zur Verwendung in der Systemsimulation)

 

SpaceClaim DirectModeler

  • Effizientes Arbeiten mit „named selektion“: Addieren, Subtrahieren, Verbinden von einzelnen Selektionen
  • Model replay zum automatisierten Wiederholen von durchgeführten Aktionen zum bidirektionalen Informationsaustausch beim ReImport von CAD-Modellen
  • Constraint based sketching zum effizienten Erstellen von Skizzen
  • Verbesserte Definition von Lattice-Strukturen
    • Boundary Conformal Lattices
    • Unterdrücken inkompletter Gitterstrukturen


Arbeiten mit Named Selections im SpaceClaim Direct Modeler

 


Verbesserte Definition von Lattice-Strukturen

 

System Coupling

  • Maxwell–Fluent Co-Simulation via System Coupling (induktives Erwärmen metallischer Strukturen)


Informationsaustausch bei der Co-Simulation zwischen Maxwell und Fluent mittels System-Coupling

Hinweise zur Installation

Der Download der Software kann wie gewohnt über das ANSYS Customer Portal erfolgen:

https://support.ansys.com/AnsysCustomerPortal/en_us/Downloads/Current+Release

Für Neukunden ist vor dem Download die Erstellung eines Benutzerlogins erforderlich. Für diese Registrierung wird die aktuelle Kundennummer benötigt.

Zum Download der ANSYS Software empfehlen wir das Herunterladen der ISO-Images. Mit dieser Download-Option erhalten Sie alle Daten und müssen keine Einzelmodule zu einem Installationsarchiv zusammenbauen. Das Brennen einer DVD ist nicht erforderlich, da die geladenen ISO-Images auch mit entsprechenden Tools wie 7-Zip (bitte unbedingt aktuelle Version verwenden!) oder WinRAR entpackbar sind. Bitte verwenden Sie NICHT die Windows eigene Zip Utility oder WinZip, da diese die Images nicht fehlerfrei entpacken  könnten. Die einzelnen ISO-Images müssen dabei immer in eigene Ordner entpackt werden, um ein Überschreiben gleichnamiger Dateien zu vermeiden.

Für die Elektromagnetik-Produkte wie ANSYS Maxwell, ANSYS Twin Builder, ANSYS Slwave und weitere steht ein separates ZIP-Installationspaket (Electronics) auf dem ANSYS Customer Portal zur Verfügung.

Weitere Hinweise zur aktuellen ANSYS Release 2019 R1 sind im Download-Menü unter dem Punkt "Getting Started" verfügbar. Diese Hinweise enthalten Informationen zu den Themen:

Highlights of Release, Platform Support Documents, Important Notices, Downloads & Prerequisites, Installation;

Mit ANSYS 2019 R1 werden nur 64bit-Betriebssysteme unterstützt. Dies gilt sowohl für die Lizenzierung als auch für die Client- / Server-Installation der ANSYS Software. Weitere Informationen zum Plattform-Support stehen unter dem folgenden Link zur Verfügung:

www.ansys.com/Solutions/Solutions-by-Role/IT-Professionals/Platform-Support

 

In den ANSYS Inc. Release Notes finden sich folgende wichtige Mitteilungen:

Compatibility with Previous Releases

Backwards Compatibility: ANSYS 2019 R1 was tested to read and resume databases from the following previous versions: 18.1, 18.2, 19.0, 19.1 and 19.2. Note that some products are able to read and resume databases from releases prior to 18.1. See the specific product sections below for more information. For those products that cannot directly read a 17.x or 18.0 database in 2019 R1, first resume it in a supported version and then resume that database in 2019 R1.

Upward/Forward Compatibility: No previous release has the ability to read and resume a database from a more recent release.

Advisories

In addition to the incompatibilities noted within the release notes, known non-operational behavior, errors and/or limitations at the time of release are documented in the Known Issues and Limitations document, although not accessible via the ANSYS Help Viewer. See the ANSYS customer site or online Help for information about the ANSYS service packs and any additional items not included in the Known Issues and Limitations document. First-time users of the customer site must register to create a password.

For a list of issues and limitations in previous releases that have been resolved in Release 2019 R1, refer to the Resolved Issues and Limitations document on the ANSYS Help site.

For the most recent version of the current release's Release Notes document, see the ANSYS, Inc. Release Notes section of the ANSYS Help internet documentation website or download it here.

Hinweise zur Lizenzierung

Beim Update auf die Version 2019R1 sind zuerst alle vorhandenen Lizenzserversysteme auf das neue Release zu aktualisieren.
Zur Liste der offiziell unterstützten Lizenzserver-Betriebssysteme gehören:

  • Windows 7 (Professional & Enterprise)
  • Windows 10 (Professional & Enterprise & Education)
  • Windows Server 2016 Standard
  • Red Hat Enterprise 6.9 und 6.10
  • Red Hat Enterprise 7.3, 7.4 und 7.5
  • SuSE Linux Enterprise Server & Desktop 12 SP2 und SP3
  • CentOS 7.3, 7.4 und 7.5

 

Weitere Informationen:

www.ansys.com/Solutions/Solutions-by-Role/IT-Professionals/Platform-Support

Prüfen Sie bitte desweiteren vor der Lizenzserveraktualisierung, ob Ihr Lizenzkey für diese Verwendung geeignet ist. Hierbei muss das Release-Datum der neuen Version 2019R1 vor dem Wartungsablaufdatum des entsprechenden Lizenzinkrements liegen. Nachdem die Version 2019R1 nur noch eine TRL-Lizenzierung (temper resistent licensing) unterstützt, muss der Lizenzkey in jedem Inkrement über einen erforderlichen "SIGN2-Key" verfügen.

Mit der Bestellung einer Wartungsverlängerung erhält der ASC (ANSYS Support Coordinator) automatisch ein aktuelles Lizenzfile. Bei Bedarf kontaktieren Sie bitte unsere Vertragsabteilung: lizenz@cadfem.de. Nach jeder Wartungsverlängerung müssen die erhaltenen Lizenzdateien eingespielt werden, um eine Verfügbarkeit der aktuellen Lizenzen und die Kompatibilität zu neueren ANSYS Versionen sicherzustellen.

Falls Sie einen Wechsel des Lizenzservers vornehmen wollen, können Sie die neue Lizenz im ANSYS Customer Portal unter den Punkt "License Management" -> "License Server Change" beantragen. Beachten Sie bitte, dass der Online Server Change ausschließlich durch den ANSYS Support Coordinator (ASC) erfolgen kann.

Die Datei setupLM.exe wurde ersetzt durch die -LM command option. Dieser Befehl kann in Verbindung mit setup.exe sowohl für command line als auch silent installation verwendet werden (Beispiel: setup.exe -LM bzw. setup.exe -silent -LM).

Alle Informationen wurden nach bestem Wissen vorbereitet. Angaben ohne Gewähr.

eCADFEM – Simulation on Demand

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