Casting Simulation Software

все о моделировании литейных процессов

  Castsoft.ru // Софт // ProCAST // ProCAST 2013.0. Что нового?

 

Главная
 

ProCAST 2013.0. Что нового?

 

Софт

Среди наиболее заметных изменений можно отметить новую версию графического ядра системы – Visual-Environment 8.6 с новым инструментом Generic Workflow, упрощающим выполнение типовых операций при генерации сетки (модуль Visual-Mesh) и конфигурации расчета (модуль Visual-Cast).

В решатель системы внедрена разновидность метода конечных элементов, названная edge-based FEM. Он позволяет достичь более высокой точности при моделировании течения и демонстрирует лучший характер заполнения при решении некоторых задачах. Новый решатель СЛАУ – AMG –работает быстрее (до 50% по мере увеличения размера модели), чем PETSC.

Модель усадочной пористости ProCAST 2013 доработана и позволяет учитывать влияние направления центробежной силы на формирование пористости в закрытых тепловых узлах. По-прежнему рассматривается только вертикальная ось вращения.

Описание дается по руководству пользователя (ProCAST 2013.0 User Manual).

не литье металлов ...

 
 
 

 

События

 

Статьи

 

Расчеты

MeshCAST

Результаты разработки MeshCAST перенесены в модуль Visual-Mesh, который теперь является основным средством генерации сеток в ProCAST. Подробнее об этом см. в руководстве пользователя Visual-Mesh.

Visual-Mesh

Ниже описаны некоторые новые функции. За более подробной информацией обращайтесь к «Руководству пользователя Visual-Mesh».

Generic Workflow (Типовые операции)

Среда выполнения типовых операций автоматизирует построение сетки через набор блоков.

  • Вход через меню Workflow->Generic.

  • Цветовая индикация блоков наглядно показывает их статус. Голубой: Текущий блок, Зеленый: Завершенный блок, Оранжевый: Готовый к работе блок, Серый: Не готовый к работе блок.

  • Пошаговая схема работы ведет пользователя через необходимые этапы построения сетки до полного завершения ее генерации.

  • На всех шагах работают подсказки и автоматические проверки.

Среда выполнения типовых операций построения сетки

Общее

  • Новейшие усовершенствования MeshCAST были переданы в Visual-Mesh.

  • Выбор в панели управления видимыми объектами (Visibility) установлен на Element.

  • Панель режимов просмотра сетки («CAD wireframe and Mesh», «CAD Only», «Mesh Only») теперь работает на основе объемов.

  • Команда «Отменить все» (Undo All) может теперь восстанавливать исходное состояния для команд «Сборка» (Assembly) и «Пересечение» (Intersection (Boolean)).

  • Новая команда «Отменить удаление» (Undo Delete) осуществляет возврат в исходное состояние после удаления.

  • Интерфейс окружения расширен методом «By Point» (По точке), позволяющем определить оси и положение окружения щелчком по выбранной точке. Кроме того, добавлена коническая и сферическая формы окружения.

Экспорт

  • Файлы системы ProCAST в форматах .sm и .mesh могут быть экспортированы из меню Export Visible (Экспорт Видимого).

  • Возможен экспорт CAD-модели в формат STL (для QuikCAST), при котором запускает управляемый процесс построения поверхностной сетки (за исключением Сборки и Булевых операций) и каждый объем экспортирует в отдельный файл STL для QuikCAST.

  • Улучшен экспорт в формат STL. Предоставляется опция экспортирования каждого объема в отдельный файл STL, сохраняется сопряжение сетки на граничащих поверхностях, поддерживается экспорт CAD-модели с разной плотностью сетки.

Экспорт модели с разной плотностью сетки

2D Сетка

  • Функции создания окружения также доступны из меню 2D Mesh (2D Сетка) для создания простых фигур и сетки на них.

  • Усовершенствована функция создания граничного слоя: новая опция «Layered Elements» (Граничные Элементы) выявляет элементы, ребра которых привязаны к граничным узлам (для опции Flow Check (Проверка Заливаемости)).

  • Генерация: булев алгоритм был изменен для улучшения качества поверхностной сетки.

  • Генерация: для удобства определения элементов группы «All Other» (Все остальные) они окрашиваются в специальный цвет.

  • Проверка 2D сетки: предусмотрены две степени точности Fine (Точно) и Coarse (Грубо), позволяющие правильно исправлять сетки STL и FE типов.

  • Проверка 2D сетки: новая опция «Layered Elements» (Граничные Элементы) выявляет элементы, ребра которых привязаны к граничным узлам (для опции Flow Check (Проверка Заливаемости)).

3D-Сетка

  • Алгоритм построения 3D-послойной сетки был изменен, чтобы улучшить качество сетки.

  • Добавлена новая опция для создания 5-узловых пирамидальных элементов.

  • Изменен Uniform (Однородный) метод создания Tetra-сетки, чтобы улучшить качество сетки.

  • В Gradual (Постепенный) метод генерации тетраэдральной сетки добавлена возможность задать Source Point (Начальная Точка) и максимальный размер элемента, чтобы улучшить переходы сетки и лучше контролировать размер элемента.

  • Диалог Source Point (Начальная Точка) позволяет измельчать или укрупнять тетраэдральные элементы внутри геометрии в соответствии с указанным размером около заданной точки объема, для более точного моделирования условия течения вблизи этого региона.

Диалог Source Point

Объем

  • Алгоритм вычисления объема модифицирован для работы с разными случаями. Поддерживается случай, когда внутри полости находится другая полость.

  • Новый диалог объединяет различные опции, которые контролируют вычисление объема, обеспечивает показ объема.

Диалог Volume Options

Volume Elt Size Manager (Менеджер размера объемных элементов)

  • В Volume Element Size Manager добавлены новые колонки «Max. Element Size» (Max. Размер элемента), «Transition Factor» (Фактор перехода) и «Shape Factor» (Коэффициент формы).

Диалог Volume Element Size Manager

Исправленные ошибки

  • При импорте STL в формате ASCII игнорируется карта цветов.

  • В Сборке исправлено удаление поверхностей из-за ошибки разделения.

PreCAST

Усовершенствования, сделанные в PreCAST, переданы в Visual-Cast который в настоящее время является основным препроцессором ProCAST. За более подробной информацией обращайтесь к «Руководству пользователя Visual-Cast».

Visual-Cast

Это первая версия модуля, которая заменяет PreCAST. Отдельные его свойства перечислены ниже. За дополнительной информацией обращайтесь к руководству пользователя Visual-CAST.

Generic Workflow (Типовые операции)

  • Среда выполнения типовых операций автоматизирует постановку задачи через набор блоков.

  • Вход через меню Workflow->Generic.

  • Цветовая индикация блоков наглядно показывает их статус. Голубой: Текущий блок, Зеленый: Завершенный блок, Оранжевый: Готовый к работе блок, Серый: Не готовый к работе блок.

  • Пошаговая схема работы ведет пользователя через необходимые этапы построения сетки до полного завершения ее генерации.

  • На втором шаге лицензия на процессы и сплавы фильтрует и активирует доступные для анализа опции.

Среда выполнения типовых операций конфигурации расчета

Панель быстрого доступа

  • Новая панель для быстрого доступа к настройкам литейного процесса.

  • Все новые опции теперь доступны из панели инструментов Cast.

Панель инструментов Cast

Контроль литниковой воронки

  • Контроль уровня расплава в литниковой чаше по минимальной и максимальной отметкам, для получения скорости заливки, соответствующей практике литья.

  • Для активации соответствующего диалога надо щелкнуть правой кнопкой мыши на имени объема отливки в менеджере объемов.

Диалог контроля уровня расплава в литниковой чаше

Эта опция позволяет моделировать скорость заливки на основе высоты расплава в литниковой чаше (подробности см. в разделе «Параметры счета Теплового модуля»).

Улучшение редактора базы данных материалов

  • Все позиции, содержащие свойства, сгенерированные алгоритмами «CompuTherm» подсвечиваются синим цветом.

  • Поле примечаний будет содержать информацию о модели диффузии «CompuTherm», использованной для генерации свойств материала.

  • Ввод химического состава сплава стал проще.

Редактор базы данных материалов

Улучшение редактора базы данных материалов

  • Поддержка выборки/наложения напряжений и перемещений областей.

  • Опция ввода времени для выборки.

  • Добавит область/материал можно через меню File->Append, удалить область можно непосредственно из Проводника (Explorer) правым щелчком и выбором команды Delete.

Диалог операций Выборки/Наложения

Фаза обдува в циклических процессах

  • В интерфейс Die Combo добавлена фаза обдува аналогично фазе орошения.

  • Моменты времени перегруппированы в порядке: Mold Open / Mold Close / Spray Start / Spray End / Blow Start / Blow End.

  • Параметры счета TBBLOW и TEBLOW добавлены между параметрами TESPRAY и TCLOSE на панели параметров счета (подробности см. в разделе «Параметры счета циклической задачи»).

Как и для распыления, если Blow Start и Blow End одновременно заданы на границе раздела и через параметры TBBLOW и TEBLOW, будут использованы значения из интерфейса.

Интерфейс Die Combo

Моделирование полутвердых материалов (SSM)

  • Поддержка моделирования полутвердых материалов (тиксолитье).

  • В Менеджер объемов можно вводить значение критической скорости сдвига (Shear Rate) для каждого объема.

  • Щелчком правой кнопки мыши на имени объема можно вызвать контекстное меню с опцией «Semi-Solid Material». После выбора опции в таблицу добавляется столбец «Shear Rate».

Контекстное меню с опцией «Semi-Solid Material»

Исправленные ошибки

  • Возможность задавать секторы, частично пересекающие плоскости симметрии, в симметрии вращения.

  • Устранена проблема обработке условия wall (стена), когда другие условия заданы в тех же самых узлах.

  • Устранены несоответствия интерфейса назначения областей с другими интерфейсами.

  • Единицы в менеджере условий процесса согласованы с единицами модели.

  • При выборе области входа расплава с помощью окружности отмечались узлы, лежащие на плоскостях симметрии/периодичности.

  • Свойства материала, рассчитанные в «CompuTherm» в градусах Кельвина, показывались в градусах Цельсия. Это несоответствие устранено.

  • Устранена проблема, возникавшая при расчете глубины виртуальной формы. Рекомендуется иметь в объемах 3D-элементы перед расчетом ее глубины.

  • Добавлена возможность применения функций пользователя для свойств материала, в частности, для расчета напряжений.

  • Исправлена ошибка вычисления объема при разделении hexa элементов на тетраэдры.

  • Когда база условий процесса обновляется за счет скорости или калькулятора ковша, обновление теперь делается корректно в направлении вектора силы тяжести.

  • Исправлены несоответствия при редактировании кривых.

Решатель ProCAST

Критерий Ниямы (Ny)

  • При литье широко используется критерий Ниямы (Ny). Его значения вычисляются при заданных температурах (или доли твердой фазы), в конце кристаллизации:

где G – температурный градиент;

 ‑ скорость охлаждения.

  • Критерий Ниямы используется для прогноза усадочной микропористости, связанной с питанием отливки, возникающей по причине пологих температурных градиентов.

  • Усадочная пористость ожидается в областях, где Ny ниже некоего порогового значения.

Ограничения:

  • Пороговое значение Ny ниже которого формируется усадочная пористость в целом неизвестен (за исключением стали) и может зависеть от типа заливаемого сплава, как и от литейной технологии (например, песчаная или металлическая форма, приложение давления и т.д.).

  • Ny не дает информацию о количестве формирующейся пористости, только качественную оценку (т.е., более низкие значения Ny соответствуют большей вероятности формирования усадочной пористости).

  • Параметр счета NIYAMA [0, 1] соответствует значению доли твердой фазы, при которой вычисляется число Ниямы.

  • Рекомендуемое значение и значение по умолчанию 0.9 (подробнее см. в разделе «Параметры счета Теплового модуля»).

Метод дискретизации: Edge-based Finite Element Method (EBFEM) (метод конечных элементов, основанный на реберном представлении)

  • Внедрена новая разновидность метода конечных элементов, названная edge-based FEM (EBFEM) и ставшая популярной благодаря Rainald Lohner (подробности см. в разделе «Параметры счета гидродинамического модуля»).

  • EBFEM отличается от классического FEM только способом аппроксимации переменных параметров и дискретизацией оператора адвекции.

  • EBFEM реализован для следующих систем дифференциальных уравнений:

    • Уравнение сохранения движения, решенное относительно скоростей U, V и W.

    • Уравнение сохранения массы, решенное относительно давления P.

    • Уравнение сохранения энергии, решенное относительно либо температуры T, либо энтальпии H.

    • Кинетическая энергия турбулентности (K) и турбулентная скорость диссипации (E).

  • EBFEM дискретизирует оператор адвекции, используя схемы, позволяющие достичь более высокой точности, демонстрируя лучший характер заполнения в некоторых задачах. В частности, лучше контролируется возникновение аномалий при преждевременном заполнении литниковой чаши.

  • По умолчанию EBFEM не включен для моделирования свободной поверхности, т.к. требует меньшего шага по времени (следовательно, более длительного расчета). Эту модель следует включать только в том случае, когда поведение свободной поверхности, рассчитанное по стандартному алгоритму не удовлетворительно. Для включения нового метода надо добавить в файл prefixp.dat параметр NMETHODF 1.

  • Новая процедура EBFEM активируется установкой «NMETHOD 2» в параметрах счета (новое значение по умолчанию). Для перехода назад к классическому методу (FEM), нужно установить «NMETHOD 0».

  • Следующие явления не поддерживаются решателем EBFEM. В таких случаях ProCAST отменяет использование решателя EBFEM и переходит к классическому решателю FEM записывая соответствующее сообщение в файл протокола prefixp.out.

    • Анизотропия;

    • Аккордеон;

    • Периодические ГУ.

Решатель СЛАУ: Algebraic Multi-Grid (AMG)

  • Внедрен новый решатель СЛАУ AMG, адаптированный ESI для создания высоко эффективного и устойчивого решателя (подробности см. в разделе «Параметры счета гидродинамического модуля»).

  • Решатель AMG работает быстрее (до 50% по мере увеличения размера модели), чем PETSC.

  • AMG – популярный решатель, используемый во многих известных CFD пакетах, таких как: ANSYS-FLUENT, ANSYS-CFX, и ESI-ACE+.

  • В настоящее время следующие явления не поддерживаются решателем AMG:

    • Выжигаемая масса. При обнаружении выжигаемой массы программа выбирает PETSC решатель даже, если пользователь задал AMGSOLVER. Соответствующее сообщение записывается в файл протокола prefixp.out.

    • MLDUPDT : Если MLDUPDT > 1 решатель AMGSOLVER меняется на PETSC, записывая соответствующее сообщение в файл протокола prefixp.out.

    • Аккордеон.

    • Периодические ГУ.

Решатель CAFE: Переработанный режим полностью совместного расчета

  • Не смотря на то, подход со слабой связью, как правило, достаточен для предсказания конкурентного роста зерен (например, геликоид), она остается ограниченной для описания перехода от столбчатых к равноосным зернам (CET) и формирования паразитных зерен в лопатках турбин, как показано на примере ниже (C.-A. Gandin, ISIJ, (40) 2000, p. 971).

Сравнение неполной и полной совместных схем расчета с экспериментом
  • Переработанная схема полного совместного расчета рассчитывает в каждом узле КЭ сетки энтальпию совместно с решателем теплового потока ProCAST, рост зерен в CAFE, а долю твердой фазы и температуру для энтальпии, полученной из ProCAST, c помощью новой модели микросегрегаций из MetalLib.

  • Время расчета может быть очень большим, при применении полной схемы для очень больших задач.

Другие изменения

  • Контроль уровня расплава в литниковой чаше по заданной нижней и верхней границе, для регулировки расхода в соответствии с практикой литейного производства.

  • Параметры счета FREESFBALL и WALLF могут задаваться теперь функцией времени, что позволяет лучше моделировать движение поршня при ЛПД.

  • В интерфейс Die Combo добавлена фаза обдува, для учета обдува воздухом, который следует за фазой орошения водой при литье в кокиль.

  • Локальное влияние направления центробежной силы на формирование пористости в закрытых тепловых узлах добавлено в модель POROS 1 для процесса центробежного литья с вертикальной осью вращения.

  • Добавлен параметр счета STRESS_ROBUST, чтобы использовать реальные координаты для функции формы ( подробности см. в разделе «Параметры счета модели напряжений»).

  • Добавлена возможность задавать функцию пользователя ihtc (коэффициент теплопередачи на границе двух тел) как функцию гидростатического давления, или контактного давления, или функцию обоих давлений.

Если при использовании этой функции пользователя задается зависимость от давления, параметр счета GAPMOD должен быть установлен равным 0.

  • Чтобы накладывать/импортировать данные модели напряжений более эффективно, в соответствующей библиотеке ProCAST задано условие соответствия точка Гаусса – к точке Гаусса.

  • Новые версии PETS и платформы MPI 8.2.1 позволили повысить производительность и стабильность DMP решателя.

Исправленные ошибки

  • Исправлена ошибка возникавшей разницы между заданной и получавшейся на первом шаге степенью заполнения (Fill Ratio).

  • Исправлен сброс параметра GATEFS.

  • Возможна обработка случая с более чем пятью граничными условиями Inlet (Вход).

  • Пирамидальные элементы теперь поддерживаются при использовании вью-факторов.

Постпроцессор Visual-Viewer (Cast)

Ниже описаны некоторые новые функции. За более подробной информацией обращайтесь к «Руководству пользователя Visual-Viewer(Cast)».

Улучшения

  • Значительные улучшения в производительности анимации для процессов затвердевания.

  • Улучшение производительности при работе в многооконном режиме.

  • Улучшены операции с геометрией такие как: вращение, увеличение, панорамирование.

  • Повышена функциональность экспорта. Теперь можно экспортировать пористость или напряжения, или оба поля в формате M01. Поддерживается формат SYSWELD, ABAQUS, ANSYS и универсальные форматы.

  • Тепловые узлы могут быть рассчитаны в самом приложении.

Исправленные ошибки

  • Исправлена плохая работа опции Display Pipe (Показать раковину). При выключении опции раковина продолжала отображаться.

  • Двойной щелчок на спектре не открывал диалог спектра для копии окна. Это исправлено.

  • Исправлено неправильное отображение общего числа шагов в окне мониторинга расчета при перезапуске решателя.

  • При импорте кривых в два разных момента времени, во второй раз отображение кривой на новой странице было невозможно. Этот вопрос рассматривается.

  • В окне мониторинга расчета (Calculation Monitor), под надписью «Time Step» (шаг по времени), выводился номер шага. Это несоответствие рассматривается.

  • Пористость экспортировалась в формат MO1 в неправильным единицах. Это исправлено.

 

Поддержка

 

Услуги

 

Контакты
 

Есть вопросы?

Напишите, мы ответим!

  ESI Group business partner
  Rambler's Top100
     

Главная | Софт | События | Статьи | Расчеты | Поддержка | Услуги | Контакты