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Ansys Die Zukunft der Simulation

| Autor / Redakteur: Chris Wolfe / Stefanie Michel

Bisher nutzte man in der Produktentwicklung oft nur eine physikalische Größe zur Analyse kritischer Produkteigenschaften. Um vorherzusagen, ob das Produkt die Erwartungen erfüllen wird, müssen aber alle relevanten physikalischen Größen berücksichtigt werden. Das ist nun einfacher möglich

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Werden alle physikalischen Eigenschaften gleichzeitig simuliert und anhand der Multiphysics-Ergebnisse die Produkte parametrisch optimiert, können die Ingenieure rasch wichtige Erkenntnisse über die Produktleistung gewinnen.
Werden alle physikalischen Eigenschaften gleichzeitig simuliert und anhand der Multiphysics-Ergebnisse die Produkte parametrisch optimiert, können die Ingenieure rasch wichtige Erkenntnisse über die Produktleistung gewinnen.
(Bild: Ansys)

Technische Simulationen spielen eine Rolle beim Entwurf von Gebäuden, von Autos und Smartphones sowie in der Medizintechnik. Seit Simulationssoftware vor über vier Jahrzehnten von Ansys eingeführt wurde, wird sie von immer mehr Entwicklerteams in aller Welt, in den verschiedensten Branchen und Fachrichtungen, eingesetzt. Heute nutzen die meisten Entwickler Simulationstools und -methoden in den Entwurfsphasen der Produktentwicklung und ersetzen dabei den kostspieligen Bau und Test von Prototypen durch fortschrittliche numerische Analysen.

In der Vergangenheit war es üblich, sich auf eine einzige physikalische Größe zu konzentrieren. Dies lieferte nützliche Einsichten in kritische Produkteigenschaften und ermöglichte oft erhebliche Leistungsverbesserungen – und zwar mit geringerem Zeit- und Kostenaufwand als mit herkömmlichen, experimentellen und auf Prototypen basierenden Verfahren. Angesichts des wachsenden Konkurrenzdrucks und der steigenden Kundenerwartungen ist es heute allerdings schwierig, das bestmögliche Produktdesign zu realisieren, wenn man das Produktverhalten nur für eine einzige physikalische Kraft optimiert. Um vorherzusagen, ob das Produkt die Erwartungen erfüllen wird, müssen alle relevanten physikalischen Größen berücksichtigt werden.

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Optimierung durch Multiphysics-Ergebnisse beschleunigt Produktentwicklung

Indem sie alle physikalischen Eigenschaften gleichzeitig simulieren und die parametrische Optimierung mithilfe der Multiphysics-Ergebnisse durchführen, können die Ingenieure rasch wichtige Erkenntnisse über die Produktleistung gewinnen, optimale Designs schneller realisieren und neue Produkte früher auf den Markt bringen. Durch die Anwendung dieser Tools und Verfahren können beispielsweise die Hersteller schwerer Maschinen nicht nur strukturelle Schwächen vermeiden, sondern auch thermische Spannungen, die zum Verformen und Ausfall von Teilen führen können.

In fast jeder Branche ermöglichen es Multiphysics-Studien den Entwicklern, eine noch größere Herausforderung zu meistern: die wachsende Komplexität ihrer Produktdesigns. Moderne Trends in der Produktentwicklung haben zu speziellen Anforderungen geführt. So müssen medizintechnische Geräte, die zunehmend für den Betrieb im Nanobereich ausgelegt werden, auch bei starken Strömungs- und Strukturlasten reibungslos funktionieren. Die geometrischen Gegebenheiten jedes einzelnen Patienten, die Kontraktion von Blutgefäßen, Veränderungen im Blutstrom und die Eigenschaften der umgebenden inneren Organe müssen alle gleichzeitig berücksichtigt werden, um das Verhalten eines bestimmten Gerätes oder Verfahrens vorherzusagen.

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