معرفی نرم افزار ANSYS

نرم افزار ANSYS

انسیس (ANSYS) مخفف کلمات Analysis Systems و محصول شرکت Ansys Inc است. تحلیل در انسیس به روش المان اجزای محدود انجام می شود. انسیس یک نرم افزار قدرتمند در زمینه CAE، تحلیل مسائل سیالات، انتقال حرارت، ارتعاشات، استاتیک، دینامیک، الکتریکی و… است. در گذشته به صورت یک ماژول به نام APDL مورد استفاده قرار می گرفت که به هیچ وجه کاربرپسند نبوده است. این ماژول تنها در رابطه با تحلیل استاتیکی و دینامیکی مورد استفاده قرار می گیرد و در برخی موارد بسیار ساده ی انتقال حرارت روی یک سطح یا درون جسم .

معرفی کمپانی ANSYS Inc

دکتر Swanson در سال ۱۹۷۰ هسته‌ی اولیه‌ی کمپانی ANSYS را با نام Systems Analysis Swanson یا به‌اختصار SASI تأسیس کرد. هدف از تأسیس SASI، توسعه‌ی نرم‌افزاری برای تحلیل‌های استاتیکی، دینامیکی و انتقال حرارت بود که به‌روش المان محدود کار کند.

این شرکت پس از پشت سر گذاشتن ۳۴ سال توسعه‌ی مداوم، در سال ۲۰۰۴ به کمپانی Associates TA فروخته شد. پس از آن این کمپانی نام یکی از محصولات پیشروی خود را برگزید و ANSYS Inc نام گرفت. هم‌اکنون ۹۶ شرکت از ۱۰۰ شرکت معروف دنیا از بسته‌ی نرم‌افزاری انسیس برای طراحی و تحلیل مدل‌های خود بهره می‌برند. کمپانی ANSYS Inc در سال ۲۰۰۳ امتیاز نرم‌افزار CFX را از کمپانی AEA Technology PLC خریداری کرد.

CFX نرم‌افزاری تجاری برای تحلیل مسائل دینامیک سیالات محاسباتی است. نرم‌افزار Maxwell، پیشرو در تحلیل میدان‌های مغناطیسی، هم توسط کمپانی ANSYS Inc خریداری شد. این نرم‌افزار که محصول شرکت Ansoft بود پس از واگذاری به ANSYS Maxwell تغییرنام داد. این کمپانی هم‌چنین در سال ۲۰۰۶ نرم‌افزار FLUENT را خریداری و در سال ۲۰۰۹، ANSYS FLUENT 12 را روانه‌ی بازار کرد. کمپانی ANSYS Inc با خرید نرم‌افزارهای مختلف و افزودن آن‌ها به محیط تحلیلی خود، پیوسته در حال گسترش است.

ماژول‌های ANSYS

ماژول‌های انسیس در چندین دسته‌ی کلی قرار دارند. پرکاربردترین این دسته‌ها عبارت‌اند از:

• Structural Mechanics
• Fluid Dynamics
• Meshing
• Electromagnetics
• Multiphysics
• Explicit Dynamics
• Hydrodynamics – AQWA
• Modeling 3D

در ادامه توضیح مختصری درباره‌ی هریک از این دسته‌ها و ماژول‌های موجود در آن‌ها خواهیم‌داد.

Structural Mechanics

در این محیط تحلیل‌های سازه‌ای انجام می‌شوند. تحلیل‌های استاتیکی و شبه‌استاتیکی، دینامیکی، مودال، طیفی، لرزه‌ای و … در این بخش در دسترس هستند. ازجمله ماژول‌هایی که در این محیط کاربرد دارند می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• Linear Buckling: تحلیل کمانش خطی
• Modal: تحلیل مودال، استخراج شکل مودها و فرکانس‌های طبیعی
• Random Vibration: تحلیل ارتعاشات تصادفی مانند زلزله
• Response Spectrum: شبیه‌سازی طیف پاسخ
• Harmonic Response: تحلیل هارمونیک
• Rigid Dynamics: تحلیل سینتیک و سینماتیک
• Static Structural: تحلیل استاتیکی و شبه‌استاتیکی
• Transient Structural: تحلیل دینامیکی

Fluid Dynamics

تحلیل مسائل دینامیک سیالات محاسباتی و مسائل انتقال حرارت به‌روش حجم محدود در این محیط انجام می‌شود. ازجمله ماژول‌هایی که در این محیط کاربرد دارند می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• FLUENT: قوی‌ترین نرم‌افزار دینامیک سیالات محاسباتی که در سال ۲۰۰۶ توسط ANSYS Inc خریداری شد.
• CFX: رقیب نرم‌افزار FLUENT که در سال ۲۰۰۳ توسط ANSYS Inc خریداری شد.
• Polyflow: شبیه‌سازی پدیده‌هایی مانند اکستروژن
• Icepak: شبیه‌سازی سیستم‌های خنک‌کننده
• CFD-post: مشاهده‌ی نتایج تحلیل‌های دینامیک سیالات در مرحله‌ی Post Processing
• IC Engine: تحلیل دینامیک سیالات موتورهای احتراق داخلی

Meshing

تحلیل‌های عددی از هر نوع و به هر روشی، مستلزم مش‌بندی مدل‌های طراحی‌شده است. در این محیط مش‌بندی قطعات مدل انجام می‌شود. ازجمله ماژول‌هایی که در این محیط کاربرد دارند می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• ICEM CFD: ایجاد انواع شبکه با الگوریتم‌های مختلف
• TGRID: تولید شبکه با دقت زیاد به‌ویژه در لایه‌های مرزی
• TurboGrid: شبکه‌بندی توربوماشین‌هایی مانند کمپرسور، پمپ، توربین و …
• Mechanical Model: ایجاد شبکه در یک محیط یکپارچه

Electromagnetics

شبیه‌سازی سیستم‌های الکترومغناطیسی در این محیط صورت می‌گیرد. ازجمله ماژول‌هایی که در این محیط کاربرد دارند می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• ANSYS Maxwell: شبیه‌سازی الکترومغناطیس فرکانس پایین
• ANSYS HFSS: شبیه‌سازی سه‌بعدی امواج الکترومغناطیس
• ANSYS Simplorer: شبیه‌سازی سیستم‌های پیچیده‌ی الکترونیک قدرت و سیستم‌های کنترل الکتریکی

Multiphysics

در این محیط تحلیل‌های کوپله بین فیزیک‌های متفاوت (جامد و سیال، سیال و مغناطیس، …) انجام می‌شود. نرم‌افزار ابتدا مسئله را برای یک فیزیک حل کرده، سپس پاسخ‌های آن را برای فیزیک دیگر مورداستفاده قرار می‌دهد. ازجمله ماژول‌هایی که در این محیط کاربرد دارند می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• Magneto-Static: شبیه‌سازی اثرات متقابل میدان مغناطیسی و تحلیل سازه
• Thermal-Electric: شبیه‌سازی اثرات متقابل میدان دما و الکتریسیته
• Thermal-Stress: شبیه‌سازی تنش‌های حرارتی
• Fluid-Structure Interaction: شبیه‎سازی اثرات متقابل جسم جامد و سیال پیرامون

Explicit Dynamics

تحلیل‌های دینامیکی با تغییرشکل‌های بزرگ که وارد فاز پلاستیک هم شده‌اند، در این بخش انجام می‌شوند. تحلیل در این محیط از محیط Structural Mechanics دقیق‌تر است و جزییات بیشتری دارد. ازجمله ماژول‌هایی که در این محیط کاربرد دارند می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• Explicit Dynamics: مشاهده‌ی پدیده‌های شکست و ضربه
• AUTODYN و LS-DYNA: تحلیل انفجار، تغییرشکل‌های بزرگ، ترکیدن، قطعه‌قطعه شدن، پارگی و …

Hydrodynamics – AQWA

در این بخش از نرم‌افزار، شبیه‌سازی هیدرودینامیکی مسائل مهندسی دریا مانند تحلیل سکوهای نفتی، سازه‌های دریایی و … انجام می‌شود. این محیط شامل دو ماژول Hydrodynamic Diffraction و Hydrodynamic Time Response است.

Modeling 3D

شبیه‌سازی پدیده‌های فیزیکی بدون مدل‌سازی قطعات تشکیل‌دهنده‌ی آن‌ها عملاً غیرممکن است. در نرم‌افزار انسیس علاوه بر امکان وارد کردن هندسه از نرم‌افزارهای CAD، دو ماژول بسیار قوی برای مدل‌سازی وجود دارد.

• DesignModeler: ترسیمات ساده و ابتدایی
• SpaceClaim: مدل‌سازی قطعات پیچیده و مجموعه‌های مونتاژشده