Программа для расчёта лучистого теплообмена

[nayman 0]

Мне надо расчитывать лучистый теплообмен.

Лучистый теплообмен происходит между поверхностями. Сколько тепла передастся на другую поверхность определяется коэффициентом взаимооблучённости. Вот этот коэффициент и надо выяснить. Возможно в терминологии других программ этот коэффициент называется иначе.

На работе мне была предложена программа TERM которая этот коэффициент расчитывает. Но подготавливать данные для расчёта в ней не удобно. И результат она выдаёт не наглядно и не контролируемо. Т.е. отчёт нельзя задать таким который мне нужен.

И я хотел бы узнать, нельзя ли это сделать в какой-нибудь другой программе. Наподобие ANSYS. Если это так, то наверняка в этих программах управление данными сделано более удобно. Можно что-то автоматизировать. Т.е. бОльшая гибкость в использовании.

Кроме того мне надо дальше просчитывать кондуктивный теплообмен. Для этого можно будет использовать ту же геометрическую модель.

Хотя мне ещё надо будет просчитывать лучистые потоки исходящие от солнца и от планет. Причём самое сложное это определить тот тепловой поток, который получается в результате отражённого солнечного потока от планеты. Не знаю как тут обстоит дело. Кроме того расстояние между аппаратом и солнцем очень большое. Между аппаратом и планетой тоже не маленькое.

Самый главный вопрос: какие программы могут расчитывать лучистый теплообмен? Коэффициенты взаимооблучённости.

Исходная тема

Изменено 27 марта 2006 пользователем nayman

[AlexP 1]

Я так понимаю, что вам необходимо работать с несложными 3D моделями, используя алгоритм расчета или модель поведения материала, отличающийся от типовой, заложенной в учебники, СНИПы и пр.

Схожие проблемы возникли у нас. Есть программа на Fortran для расчета многослойных тонкостенных оболочек с учетом высокотемпературной ползучести, развиваем ее в сторону учета низко и высокотемпературной водородной коррозии. Постоянно перерабатывается алгоритм расчета. Исследуемые же модели ограничены небольшим набором.

Отсутствует диалоговый интерфейс для удобного задания данных и создания геометрической модели, отсутствуют средства визуализации результатов расчета, т.е. препроцессор и постпроцессор.

Поиск выхода привел к следующим выводам:

1. Можно использовать программы уровня ANSYS, Nastran.

Преимущества: мощные средства.

Недостаток: длительное время освоения для исследовательских целей (слишком много нюансов, которые в обычных проверочных расчетах обычно опускаются), стандартные заложенные модели поведения материала не всегда удовлетворяют. Тот же учет водородной коррозии отсутствует...

Возможна разработка своих моделей поведения материала, но требуются нехилые знания пакета и пользовательского программирования в нем.

Тем более, что потребуется (весьма желательна) переведенная документация, да и для публикаций в серьезных изданиях за рубежом желательно все-таки иметь лицензию, а она стоит ...

Если решитесь - обращайтесь либо в CADFEM, либо в EMT. Там серьезные ребята, занимаются в этом направлении, что-то посоветуют либо помогут. Но это если вы всерьез и надолго в эту проблему влазите.

2. Можно использовать более простые программы, распространяемые свободно (или за определенную плату). На сайтах российских зарубежных ВУЗов можно их найти достаточно много. Но опять возникает вопрос - а какие алгоритмы и модели заложены туда, как их модернизировать, с кем консультироваться?

Но тем не менее, поройтесь в топике

http://fsapr2000.ru/index.php?showtopic=18

Может что и найдете.

3. Можно использовать систему FEMLAB. Это хорошая открытая для доработки моделей система, состыкована с MatLab, достаточно недорогая, несложна в освоении. В ней достаточно хорошие средства для создания моделей, оптимизации. Есть приличные средства визуализации. Решает методом КЭ много задач, в т.ч. и теплопередачу. Но главное - связь с MatLab. В результате получается сильная штука, для задач проектирования может и громоздкая, а вот для исследовательских (или временных) задач - самое то. Есть к ней немного переведенной документации.

3. Можно для создания использовать и CAD систему.

Но есть проблемы: встраиваемые в CAD системы CAE (например CosmosWorks, DesignSpace, "Анализ" в T-FlexCAD и т.п.) предназначены для проверочного расчета, встроить в них свою модель нереально, либо слишком сложно, лучше уж перейти на "чистую" CAE. Тем более, что точность таких встроенных систем довольно сильно отстает от той же ANSYS.

В некоторые CAD можно напрямую "подключить" и ANSYS, но опять цепочка программ для освоения получается еще та. И если вы не используете постоянно PRO/E или CATIA, то выигрыша во времени и сложности не получите ни какой. Тем более что модели то сами по себе несложные, проблема в расчетах.

Использовать CAD только для создания модели? Да, можно. У нас отработана цепочка ANSYS - T-FlexCAD - Ansys. Но все это достаточно негибко, реально у нас пока что работает с единственной моделью.

Хотя, если система имеет развитые параметрические средства, интерфейс с внешними БД, имеет свой визуализатор, то можно и повозиться. Если конечно это не разовая задача.

[MFS 248]

Браво, браво, вот это я понимаю - ответ на вопрос. Читая такие ответы чувствуешь удовлетворение, оттого, что имеешь отношение к поддержке форума.

[nayman 0]

Недостаток: длительное время освоения для исследовательских целей (слишком много нюансов, которые в обычных проверочных расчетах обычно опускаются), стандартные заложенные модели поведения материала не всегда удовлетворяют. Тот же учет водородной коррозии отсутствует...

Возможна разработка своих моделей поведения материала, но требуются нехилые знания пакета и пользовательского программирования в нем.

<{POST_SNAPBACK}>

Заниматься этим я буду долго. Так что конечно же стоит браться за мощную программу. Со временем оправдает себя. Браться за простую в обучении программу, значит потом жалеть о недостатках, а время уйдёт. Присутствие возможности программирования только радует, потому что я увлекаюсь программированием. Осталось только выбрать какой-нибудь:

1. ANSYS

2. NASTRAN

3. FEMLAB

4. PATRAN

Во первых хотелось бы определиться, какой из данных продуктов самый мощный, гибкий, с возможностью программирования?

Во вторых. Меня заинтреговал FEMLAB. Особенно:

Но главное - связь с MatLab. В результате получается сильная штука, для задач проектирования может и громоздкая, а вот для исследовательских (или временных) задач - самое то.

<{POST_SNAPBACK}>

Но боюсь, на заводе в лицензионном варианте его нет. ANSYS есть. SolidWorks, AutoCAD тоже есть. Работать надо в лицензионном, потому что с нами работают иностранцы. Космическая техника ведь.

Что лучше ANSYS или NASTRAN?

Далее. Собирался написать, что-нибудь своё. Но наверное что-то стоящее я не напишу.

Если решитесь - обращайтесь либо в CADFEM, либо в EMT.

<{POST_SNAPBACK}>

Это где?

[a_schelyaev 367]

Мы волне успешно считаем лучистый и конвективный теплообмен.

Код пишем сами, сами и распространяем. Документация на русском и английском языках. Примеры обучения тоже.

Все выложено на сайте в бесплатное пользование. Добро пожаловать. Качайте демо-версию и пробуйте считать ваши задачки.

www.flowvision.ru

[AlexP 1]

ANSYS и NASTRAN - программы - конкуренты.

В чем-то одна опережает, в чем-то другая.

Я больше знаю о ANSYS

Сайт фирмы CADFEM:

<noindex>http://www.cadfem.ru/</noindex>

Сайт фирмы EMT:

<noindex>http://www.emt.ru/</noindex>

На обоих есть форумы, где можно задать вопросы.

Обе фирмы проводят конференции, рекомендую съездить, найдете много навых контактов. У CADFEM 20-21 апреля 2006 г. состоится 6-я Конференция пользователей программного обеспечения CAD-FEM GmbH/ Материалы есть на их сайте.

У EMT издается журнал по ANSYS "ANSYS Solutions. Русская редакция" www.ansyssolutions.ru

Еще рекомендую сайты

<noindex>http://www.cae.dax.ru/</noindex>

<noindex>http://www.fea.ru/</noindex>

Ну и конечно наш Уважаемый форум. По крайней мере господин Анпилов В.Н., руководитель CADFEM здесь постоянно.

Насчет NASTRAN - попробуйте задать вопрос в ветке выше, " Все вопросы о CAE" - кто-нибудь отзовется. Я честно говоря не очень этой программой интересовался.

Так же и по PATRAN.

По FemLab:

Официальный сайт <noindex>http://www.femlab.com/</noindex>

Есть сайт <noindex>http://femlab.narod.ru/index.htm</noindex>

На нам выложена часть переведенной документации, русификатор.

Остальное - на <noindex>http://matlab.exponenta.ru/femlab/default.php</noindex>

Все ссылки на MatLab есть на сайте <noindex>http://matlab.exponenta.ru</noindex>

Литературы по ней издано множество. Только у меня есть десятка полтора бумажных книг.

Еще рекомендую зарегистрироваться на сайте

<noindex>http://forum.ru-board.com/</noindex>

и поискать там темы MatLab и FemLab. Можно найти ссылки на эл. книги и руководства.

Насчет покупки программ, думаю сами найдете, но можете посмотреть на

<noindex>http://www.softline.ru/</noindex>

С программой FlowVision не работал, а соответственно мало знаком, хотя и получаю от фирмы ТЕСИС рассылку новостей, в чем им очень благодарен. Судя по описанию, программа серьезная, аналогичная StarCD

Поскольку у Вас уже есть Ansys, и вы серьезно хотите заняться этой проблемой, то все-таки имеет смысл разобраться с ним.

Стоимость этой программы очень высока, и если уж кто-то деньги вложил, то специалисты должны быть.

[Гость ISPA]

Но есть проблемы: встраиваемые в CAD системы CAE (например CosmosWorks, DesignSpace, "Анализ" в T-FlexCAD и т.п.) предназначены для проверочного расчета, встроить в них свою модель нереально, либо слишком сложно, лучше уж перейти на "чистую" CAE. Тем более, что точность таких встроенных систем довольно сильно отстает от той же ANSYS.

Если точность сильно отстает от правильного результата, то зачем нужны такие системы? И как пользователю узнать насколько система отклонилась от правильного результата? Получается, что сначала пользователь проводит проверочный расчет в системах CosmosWorks, DesignSpace, "Анализ" в T-FlexCAD и т.п., а потом с помощью “чистой” САЕ системы выясняет насколько проверочный расчет отличается от точного. Это новый подход в расчетных исследованиях.

[AlexP 1]

То nayman

Я в старых документах по сдаче кандидатского экзамена по ин.яз нашел реферат:

Руководство Программиста APDL

(ANSYS Parametric Design Language – параметрический язык разработчика ANSYS)

Перевод конечно не очень..., да и всего небольшой кусок из большого руководства, но оценить что такое APDL в первом приближении можно (см. архив)

То ИСПА

"...Это новый подход в расчетных исследованиях"

Несколько лет назад на сайте EMT была опубликована статья о DesignSpace. Ссылку на нее я не помню, но вот текст начала этой статьи (дальше по тексту идет реклама программы) я прилагаю.

Почитайте, довольно занимательно

APDL_Ansys.rar

_________________________________________________________.rar

[Гость ISPA]

По поводу DesignSpace ничего не могу сказать, не проверял. А про CosmosWorks зря вы такое говорите. CosmosWorks – настоящая (чистая) CAE система. Проблем с точностью решения у CosmosWorks пока не было. Если вы (AlexP) что-нибудь конкретное знаете, если у вас есть тесты или примеры, то давайте обсуждать.

[AlexP 1]

Ну ничего плохого про CosmosWorks сказать я не могу. Я с ним работал только в SolidWorks. И как "инженерное" приложение он занимает свою нишу по праву.

И сам себя он тоже позиционирует как "инженерное" приложение, и в ценовой нише (Advansed PRO версия ~ $3.000, Pro ~$2.000) он находится именно в этой группе.

Сравнивать его с тем же ANSYS не стоит сравнивать ни по возможностям, ни по стоимости, которую берут за эти возможности.

В простых моделях точность у них может будет и близка, но ведь для профессиональных расчетов нужны и модели и условия нагружения, модели поведения материала посложнее.

Но мне кажется, это разговор не для данной темы. И если модератор удалит наши сообщения, то правильно сделает.

[nayman 0]

Если признать CosmosWorks хуже по точности, чем ANSYS, то на каком месте стоит FEMLAB. Лучше CosmosWorks и хуже ANSYS?

Мы волне успешно считаем лучистый и конвективный теплообмен.

Код пишем сами, сами и распространяем. Документация на русском и английском языках. Примеры обучения тоже.

Все выложено на сайте в бесплатное пользование. Добро пожаловать. Качайте демо-версию и пробуйте считать ваши задачки.

www.flowvision.ru

<{POST_SNAPBACK}>

Что-то я не увидел в описании про лучистый теплообмен. Хотя увидел слово радиация. Это то что надо? Изменено 28 марта 2006 пользователем nayman

[a_schelyaev 367]

Да под Radiation это и подразумевается.

Внесу исправления на сайте. Спасибо за замечание.

[nayman 0]

Да под Radiation это и подразумевается.

Внесу исправления на сайте. Спасибо за замечание.

<{POST_SNAPBACK}>

В принципе радиация тоже подходит. Например в учебнике, есть такой термин "радиационная защита". Подразумевается лучистый теплообмен с космосом, в результате которого происходит остывание аппарата.

В ракетной техниге тоже есть. Подразумевается защита сопла.

Изменено 29 марта 2006 пользователем nayman

[AlexP 1]

То nayman

Если признать CosmosWorks хуже по точности, чем ANSYS, то на каком месте стоит FEMLAB. Лучше CosmosWorks и хуже ANSYS?

Я бы так не сравнивал. Пользуясь интегрированным CosmosWorks вам для большинства задач достаточно классических инженерных знаний, немного добавив их элементарными основами теорий МДТТ, КЭ моделирования. Но и результат будет не выше того, что заложено настройками пакета "по умолчанию".

Для грамотного использования мощи ANSYS таких знаний будет маловато. Требования к квалификации расчетчика выше, тем более для сложных и нелинейных задач. Неквалифицированный расчетчик скорее всего получит такой результат, что о точности говорить вообще нельзя будет. Но и по стоимости этот пакет не для всех. Тем не менее пакет осваивают, на нем считают. Нужен только труд и желание.

FemLab наряду с гораздо меньшей (по сравнению с ANSYS) стоимостью, попроще его в освоении, но зато возможностей для его настройки под конкретную задачу гораздо больше чем в CosmosWorks, можно использовать MatLAB со всеми его модулями. По умолчанию расчет не сложнее чем в CosmosWorks, но зато можно и хорошенько поковыряться в нем для повышения точности. Хотя для сложной задачи опять таки нужны определенные знания. И не маленькие.

[SHARit 2 810]

Если точность сильно отстает от правильного результата, то зачем нужны такие системы?

Я бы сказал: зачем нужны такие расчетчики.

Не думаю, что в перечисленых системах заложены посредственные алгоритмы расчетов. Упрощенные модели, может быть сокращенный функционал....

Скорее прав AlexP:

Для грамотного использования мощи ANSYS таких знаний будет маловато. Требования к квалификации расчетчика выше, тем более для сложных и нелинейных задач. Неквалифицированный расчетчик скорее всего получит такой результат, что о точности говорить вообще нельзя будет.

[Гость ISPA]

Я бы сказал: зачем нужны такие расчетчики.

Не думаю, что в перечисленых системах заложены посредственные алгоритмы расчетов.

Так я о том же говорю. Если расчетчик (ALexP) утверждает, что в каком-то пакете недостаточная точность решения, то это нужно подкреплять тестом или примером. Откроем тему и спокойно все обсудим. В процессе обсуждения выяснится, в чем скрыта причина недостаточной точности. В функциональности или алгоритмах пакета или в квалификации расчетчика.

[AlexP 1]

Скажите пожалуйста, для чего в ANSYS 19 моделей SHELL элементов и еще несколько, предназначенных для "обслуживания" их? Их общего количества порядка 200?

Наверное не просто для увеличения стоимости программы? Даже с учетом многодисциплинарности этого пакета. Почитайте у Басова описание КЭ.

А если пакеты для экспресс-анализа обходятся 2-4 типами КЭ, это никак не говорит о том что результат получаемый в такой системе (при выполнении расчета одинаково квалифицированными расчетчиками), будет равно точен.

[Гость ISPA]

А если пакеты для экспресс-анализа обходятся 2-4 типами КЭ

Я так понимаю, что вы говорите про T-FLEX-Анализ в котором два конечных элемента. 4-х и 10-ти узловой тетраэдр. Этого явно недостаточно даже для линейных задач. И поверьте, что квалифицированный расчетчик редко использует тетраэдры. Как правило, это 8-ми или 20-ти узловые элементы. В свое время была серия статей под заголовком “Прочность не для прочниста”. Я продолжу этот ряд “Компилятор не для программиста”, “Бухгалтерия не для бухгалтера” и т.д.. Вы все прекрасно понимаете. Создать пакет из двух конечных элементов и говорить, что он предназначен для конструктора – это новый сериал под названием “Прочность не для прочниста, а для конструктора”. У конструктора своих забот хватает, а ему мозги “парят” одной большой кнопкой (автоматическим генератором) и двумя конечными элементыми.

В системе COSMOS присутствуют все типы элементов и стержни и тонкие оболочки и толстые оболочки и весь набор объемных элементов и осесимметричные элементы и т.д..

Уже понятно, что примеров по точности COSMOS никаких нет.

[AlexP 1]

1. Ну, положим, T-Flex/Анализ появился в прошлом году. У Cosmos история "немного длиннее". Так что "еще не вечер". В 10 версии появился T-FLEX/Динамика, постепенно возможности этих модулей будут наращиваться.

2. Заметьте, я везде говорю не просто о Cosmos (COSMOS M, COSMOS MOTION) а о "встраиваемых в CAD системы CAE (например CosmosWorks, DesignSpace, "Анализ" в T-FlexCAD и т.п.) предназначеных для проверочного расчета, встроить в них свою модель нереально, либо слишком сложно, лучше уж перейти на "чистую" CAE. ...".

Так вот, еще раз. CosmosWorks/SW особого впечатления по своим позможностям на меня не произвела. Если уж сравнивать ее, то не с ANSYS.

3. Речь сначала шла о ПРИМЕНИМОСТИ группы конкретных пакетов программ для решения конкретных задач.

Так вот я считаю (это мое личное мнение), что для задач "лучистого" и "кондуктивного теплообмена" космических аппаратов, интересующих nayman и и расчета многослойных оболочек с учетом ползучести и коррозии (в т.ч. водородной), которые интересуют меня, ни CosmosWorks, ни DesignSpace, ни "Анализ" в T-FlexCAD - неподходят. Вы готовы опровергнуть это мое утверждение?

Так что давайте не будем устраивать сдесь свалку. Можете завести тему "Почему CosmosWorks/SW является лучшей системой для расчета для задач "лучистого и кондуктивного теплообмена космических аппаратов". Заодно объясните мне пожалуйста преимущества встраивания в CosmosWorks/SW своих моделей по сравнению с ANSYS и FEMLAB.

Многим будет интересно выслушать Ваши доводы.

Тем более Вы считаетесь по праву высококвалифицированным специалистом в области САЕ, т.к. далеко не у каждого за плечами опыт создания своей системы, дошедшей до рыночного уровня.

Я же просто постарался дать более конкретный обзор, чем в предыдущих сообщениях этой темы, оставшихся на старой ветке. Может в чем-то и ошибся, ну чтож... Все равно специалист космического предприятия принимать свое решение будет не помоим и не по Вашим доводам. Это его право.

[Гость ISPA]

Так вот я считаю (это мое личное мнение), что для задач "лучистого" и "кондуктивного теплообмена" космических аппаратов, интересующих nayman и и расчета многослойных оболочек с учетом ползучести и коррозии (в т.ч. водородной), которые интересуют меня, ни CosmosWorks, ни DesignSpace, ни "Анализ" в T-FlexCAD - неподходят. Вы готовы опровергнуть это мое утверждение?

С этим я согласен. Но добавлю, что предлагать встроить новичку подобные расчеты в ANSYS – это мягко говоря посмеяться над ним. Потенциально все это возможно но количество подводных камней охладит любого.

Многим будет интересно выслушать Ваши доводы.

Доводы простые и я не раз их высказывал. Каждый должен заниматься своим делом. И не нужно гнаться за двумя, а тем более тремя зайцами. Все встроенные западные CAE пакеты, которые я видел это рекламный ход (рекламная политика). UG рекламирует MSC NASTRAN, PRO-E рекламирует ANSYS, SW рекламирует COSMOS. Все встроенные пакеты имеют ограничения на размерность и функциональность. Но при желании пользователь может перейти на полную версию. И перейти может сегодня. И никто не будет говорить, что мол подождите и эти возможности появятся в CAD системе. И замечу, что все оттестировано.

Вы предлагаете немного другую схему. Заплатить деньги сегодня и ждать появления новой версии в которой возможно появится новая функциональность. Именно так я понимаю ваши слова “еще не вечер”. При этом это касается и CAD и CAM и СAE. Неужели вы верите, что одна российская фирма сможет потянуть решение этих задач на должном уровне. Даже западные фирмы (учитывая их финансовые возможности) копают в одном направлении. И потом интегрируются на уровне нейтральных форматов.

Я согласен, что “еще не вечер”, но это относится и к другим комплексам. Пользователи переходят на многопроцессорные компьютеры, на архитектуру Клиент-Сервер. Идет постоянная борьба за скорость и размерность решаемых задач.

Если вы действительно верите, что все задачи способна решить российская фирма на должном уровне, то ждите.