等值线图、动画、XY曲线图、结果探测 模型校验和相关性
结果映射
将温度传递到结构模型
数据交换
几何、网格、热模型
基于几何的分析方法
分层方法:
显式离散
任意的、非结构网格
传导、 传导、辐射 采用网格计算
一致性 精度 离散误差的评价
应用于网格的温度模型
材料、边界条件 面、体、位置信息
根据几何实体建立网格
相关性
根据设计模型提取分析几何
派生几何 同步
历史
TMG 从1983年开始开发 年开始开发 I-DEAS TMG 在1988发布第一的版本 发布第一的版本 客户: 客户
~ 400 sites ~ 650 seats
来自加拿大太空机构的研发支持 质量保证
通过SRQA认证 (Safety Related Quality Assurance) 自动的验证程序 524 个测试案例
模型装配工具
各个零件单独划分网格 用热耦合建立连接关系
热界面建模 边界条件
辐射、对流边界 随h而变
航天器运用: 航天器运用
组件安装 蜂窝结构 MLI 结构连接
辐射技术
TMG 对航天器的辐射模拟 对航天器的辐射模拟:
辐射交换的完全模拟 轨道环境热 漫射/反射/透射面 关节连接、旋转飞行器 角度相关的反射率、透射率 温度相关的发射率
对大模型精确、 对大模型精确、有效的计算
对光线密度、采样比Monte Carlo不敏感 采用迭代求解器有效求解辐射度方程
对曲面的支持
二阶单元对曲面曲率的捕捉 可以精确模拟聚焦效应 (如：抛物面反射器)
面方向特性
反射率、透射率对入射角
辐射交换矩阵
消除剩余角系数的重复调整算法
内部或外部封闭腔处理 优先修正阴影角系数 对空间角系数的有效修正
第三方程序
用户子程序 耦合的求解器框架 (ESC)
TMG的新特点
增强了轨道和姿态建模
广泛的轨道特征说明 跟方便的飞行器姿态建模 轨道可视化
视角因子的Hemi-cube 算法 视角因子的
使用图形硬件 基于OGL OGL 非常快
求解工况
多个工况独立的求解器设置 不考虑材料属性 结果与工况关联
TMG 的用户
I-deas 基于几何的建模技术
概念
单元网格是分析的基础 而几何模型是网格生成的基础 相关性 (网格、材料、边界条件)
方法
设计几何 scaffolding or from scratch 模型库 (元素、零件、装配) 节点和单元
使用设计几何
装配 几何提取 派生几何 同步 优点 可示化 易理解 效率高 精度 同步工程
模型缩减
子结构
求解矩阵的线性缩减 基于 star-delta变换 辐射项处理 可以恢复整个模型的温度 可以改进矩阵的条件
合并
将若干单元组合成单个计算点
求解器
稳态问题: 稳态问题 共轭梯度求解器
高效的迭代求解器 (双共轭梯度稳定技术) 预条件矩阵 (ILU分解) 非线性项的Newton-Raphson方法 对大的、病态系统的高效求解 负项的处理
协同框架体系
数字化 Master Model
共享设计元素 单元信息
Team
数据综合 分布式的工作组 unix & NT
连通形
VRML标注 URL 单元信息 OLE/COM Direct3D to EAI Concept Product Design & Manufacturing Product Development Cycle
网格划分
自由网格划分
高性能的壳、实体网格划分 高度自动化 任意几何 用户可控制的网格密度和单元过渡 线性、二阶单元 对孔和缝隙的处理 最小化单元扭曲的自动光顺
映射网格划分
生成均匀一致的单元 处理复杂和退化的区域 不等距 过渡
直接法
拖拉、旋转、复制、反射 表面覆层 分割、合并单元 缝合不相连的网格
其他有限元建模工具
Gebhardt算法 算法
生成单元到单元的传导矩阵
Oppenheim方法 (辐射度 方法 辐射度 辐射度)
高级迭代求解器 不需要矩阵求逆 通常产生较小的辐射矩阵 可以精确、有效地处理温度相关的发射率
轨道热
计算轨道环境热载
直接的太阳热、星体反照率、行星IR 计算对环境热源的角系数 校正的太阳投射、镜面反射的光线跟踪 辐射交换方程的辐射度算法 (扩展的 Oppenheim法) 使用迭代共轭梯度求解器有效求解
I-deas 几何提取
特征抑制
通过历程树
Section meshing
基于几何的 “网格面” 在不相连的面上生成网格
拓扑特征
切线和切面的辨认 相临边或间隙间距 removal of internal surface time holes
中面抽取
自动计算厚度
I-deas 几何提取
几何清理
对“脏”的几何的处理 重复的点、线 线、面之间的间隙 拓扑不一致
数据交换
有限元模型
与 NASTRAN, ANSYS, ABAQUS的直 接接口
分析结果
温度映射 将结果传递到不同网格的结构模型上 使用局部单元温度函数 处理穿过壳单元的横向梯度
热模型
SINDA (import, export) TRASYS (export) NEVADA (import, export) ESATAN (export)
角系数计算
非阴影单元对的精确围线积 分技术 障碍视角的Nusselt 球面法 障碍视角的
对单元细分的控制 误差算法
可以减少阴影检查的阴影面 算法
光线跟踪
Two-pass方法 方法: 方法
反射和透射的光线跟踪 角系数矩阵调整
光线分布是确定的
对反射和投射单元是根据角系数 单元被细分、光线在细分单元之间发生 用户控制光线密度 光线密度正比于视角因子 光线跟踪直到消失
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轨道和姿态建模
标准的轨道定义 对轨道计算点的控制 根据旋转角度和速率确定姿态 太阳、地球角度直接输入 轨道可视化
旋转飞行器
热流平均
轨道平均热载
铰接机构
带关节连接的瞬态热分析 定义部件之间的相对运动
旋转和平移 恒定的/随时间变化的 多关节
飞行器应用
太阳系阵列、机器人系统、旋转飞行器
重新计算黑体角系数的有效算法 在变化后的几何上进行结果后处理
所有的项与单个单元相关
与 SINDA的兼容 的兼容
TMG的求解矩阵可用SINDA直接求解
支持电导和电容的直接输入和修改
“非几何”建模
热耦合
建立两组单元集之间的热阻率
根据重合面或接近程度 它们之间的网格可以是不一致的 支持广泛的热阻类型
基于几何的
根据单元面、位置计算传导率 很方便的模型重新布置 (e.g. 元件布置)
面的操作
偏移 分割 插值或投影 延伸 连接、相交
分割
在实体上创建内部面
Scaffolding
模型装配
装配
处理大而复杂的装配 捕捉设计层次 灵活的零件和装配定位 instancing pruning VGX 装配约束 关联复制
有限元模型装配
各个部件组合 根据part instances的有限元选择 部件模型的复制
航空/航天 航空 航天 Allied Signal Boeing CNRS DASA Hughes Lockheed Martin NASA Rockwell 汽车 Ford Nissan Renault Valeo 电子 Beckman Instruments GE Medical Honeywell Mitsubishi Motorola Pitney Bowes Toshiba Thomson 制造 ABB Babcock and Wilcox Electricité de France
边界条件, 边界条件 数据面
不受网格重划分影响 温度 热流 辐射 对流
TMG实体 实体
在组中的几何 不受网格重划分影响
传导模型
支持各种单元类型
四面体、六面体、楔形、壳、梁单元 轴对称壳、实体单元
多种材料的复杂模型
正交各向异性 多层壳 (层状、TPS材料) 径向热流
处理高度倾斜和扭曲的网格 温度相关的材料属性 相变
企业
Metaphase, SAP
Open I-DEAS
数据交换
直接几何接口
Pro-Engineer CATIA Unigraphics PDGS ICEM
几何转换器
IGES STEP DXF SET VDA
I-DEAS几何 几何
集成的团队数据管理系统 双向协同 几何提取 可控制的模型更新 改变控制
求解
高效的迭代求解器 (双共轭梯度稳定技术) 预条件矩阵 (ILU 分解) 非线性项的Newton-Raphson方法 隐式、显式瞬态综合 模型子结构
建模技术
实体建模
广泛的建模能力 模型提取工具 模型库 (从单个元素到装配)
网格划分
自由、映射、手工划分
热耦合
装配体
轨道、姿态建模 轨道、 用户子程序 图形后处理、 图形后处理、结果可示化
实体选择
动态导航器 综合过滤 框选 相关
分组
实体的任意组合 集合操作
梁元建模 材料数据系统 模型检查
重合节点、单元 自由面、边 质量、面积、体积信息 单元质量检查
相关性
提取的几何与设计几何可以是相关的
“双相协同”
网格和几何也可以是相关的
当几何改变时网格更新 自由、映射网格 section meshes 网格定义 (材料、物理属性)
瞬态求解器
显式算法: 递推、指数递推 隐式方法: 任意形式 也可以用 共轭梯度求解器