Przedstawiamy 5 rzeczy jakie należy sprawdzić jeśli wyniki symulacji są nieprawdziwe.
Bardzo często osoby przeprowadzające symulacje wytykaj, że w wypadku pojawienia się błędnych wyników winę zawsze będą upatrywać w „źle działającym oprogramowaniu”, a nie w użytych przez siebie błędnych danych.
Ale my inżynierowie wiemy lepiej, prawda? Wyniki symulacji są zazwyczaj tak dobre jak nasze podejście do tego problemu. Albo przynajmniej musimy zrozumieć granicę swoich założeń konstrukcyjnych i poprowadzić swoją interpretację wyników w sposób prawidłowy. Wiele razy jednak mamy świadomość, że nasze wyniki są niepoprawne i nie potrafimy znaleźć przyczyny naszych niepowodzeń.
Krok pierwszy: Nie obwiniaj oprogramowania
To kuszące i najprostsze rozwiązanie, aby swoim niepowodzeniem obarczyć oprogramowanie. W pomocy technicznej znajdziemy jednak informacje, że mniej niż 1% tak zwanych „złych” wyników może rzeczywiście okazać się usterką w naszym oprogramowaniu. Zamiast tego, powodem zazwyczaj jest tzw. PEBKAC: Problem Exist Between Keyboard And Chair (w wolnym tłumaczeniu: „Problem znajdujący się pomiędzy krzesłem, a klawiaturą.”) Oto kilka typowych błędów, które warto sprawdzić przed udaniem się do kolegi po pomoc.
Czy użyłeś poprawnych jednostek?
SOLIDWORKS Simulation to niesamowite narzędzie pozwalające Ci wymieszać i porównać jednostki w ramach każdego pojedynczego okna dialogowego po przeliczeniu Twojego zadania co ułatwia sprawdzenie i porównanie wyników. Nie martw się więcej o zamianę jednostek. Wciąż jednak spotykamy się z użytkownikami, którzy pomimo subtelnych wskazówek naszego oprogramowanie zapowiadających wyniki w MPa spodziewają się otrzymać je w psi. Zweryfikuj swoje jednostki:
- Kliknij dwukrotnie na kolorową skalę,
- Wybierz zakładkę „Definicje”,
- Ustaw pożądane jednostki.
Warto również zwrócić uwagę na jednostki używane w obrębie każdego obiektu znajdującego się na liście właściwości po lewej stronie. Oczywiście możesz łączyć niutony z calami, waty z Farenheitem, BTU z milimetrami, itd. Pamiętaj jednak, aby zachować ostrożność! Jeśli zmienisz rodzaj jednostek już po wykonanej analizie SOLIDWORKS zastosuje konwersje jednostek do nowych wartości dlatego 5 Niutonów zamieni się w 1.142 funtów, a nie 5 funtów! Po przejściu z układu SI na angielski, musisz wpisać liczby jeszcze raz!
Czy rezultaty wyświetlają Ci się w pożądany przez Ciebie sposób?
Kilka lat temu nasz klient wykonał test, aby porównać oprogramowanie SOLIDWORKS Simulation oraz ALGOR i stwierdził, że SOLIDWORKS daje „złą odpowiedź”. Okazało się, że wyniki ALGOR dotyczyły pierwszej zasady naprężeń podczas gdy w SOLIDWORKS wyniki dotyczyły naprężeń na osi Z. Niespodzianka! To nie to samo. Ten błąd zdarza się najlepszym z Nas. Zapominamy, że SOLIDWORKS Simulation pokazuje nam wyniki wykorzystując naprężenia Von Misesa, które oczywiście nie są takie same jak w przypadku głównych czy normalnych naprężeń. Pamiętaj również o różnicy pomiędzy ciśnieniem statycznym, a całkowitym ciśnieniem płynu! Kiedy skorygowaliśmy wyniki okazało się, że SOLIDWORKS podał wyniki z dokładnością 0.0001%, podczas gdy ALGOR skończył z wynikiem ponad 10%.
Ale wyniki nie pasują do moich „ręcznych” obliczeń!
Powiem wprost, Twoje obliczenia ręczne są błędne. Jeśli obliczenia na kartce by wystarczyły symulacje nie były by potrzebne. Symulacja jest zawsze bardziej dokładna niż ręczne kalkulacje. Oczywiście zdarzają się przypadki kiedy jakieś anomalie matematyczne czy inne czynniki spowodują dużą odmienność wyników. Ważniejsze jest jednak, że oprogramowanie do symulacji uwzględnia wiele trudnych zjawisk, które obliczenia ręczne zazwyczaj ignorują. Jeden z naszych ulubionych przypadków do pomocy technicznej to sytuacja kiedy zakładamy, która część ręcznych obliczeń inżyniera jest wykonana niepoprawnie lub czegoś w niej brakuje, a w dobrej symulacji nie zostało to po prostu zaniedbane. Najczęstszymi przykładami są w tym wypadku symulacje przepływu.
Oto jedynie garstka przykładów, które program rozwiązuje poprawnie, a Twoje ręczne obliczenia niekoniecznie:
- siła wyporu (gorące powietrze unosi się),
- turbulencje,
- przepływ przejściowy (niestabilny/ w stanie niestacjonarnym),
- promieniowanie,
- tarcie,
- niewyidealizowana geometria.
Klasycznym przykładem był użytkownik, który zakładał podczas swoich obliczeń stan ustalony podczas gdy mieliśmy do czynienia ze zdarzeniem, które produkowało oscylacje.
Ale to nie pasuje do moich wyników testowych!
„Nikt nie wierzy w wyniki testowe z wyjątkiem Inżynierów ds. testów. Każdy wierzy w wyniki analizy z wyjątkiem analityków.” To jest Święty Graal symulacji- korelacja wyników z badań fizycznych. Wyniki badań nie muszą korelować, aby być cenne dla projektanta! Jednak potrzebujemy mieć pole do zabawy. Co jeśli nie mamy? Póki co ignoruj na chwilę wszystkie wyniki i odpowiedź sobie na jedno zasadnicze pytanie: Czy Twój symulator pasuje do Twojego badania? Jeśli wyniki nie są zgodne, to zwykle dlatego, że problemy również nie są zgodne. Dzieje się tak przez cały czas. Jeśli chcesz obliczyć spadek ciśnienia i dopasować go do zmierzonego spadku ciśnienia musisz pamiętać, aby pobrać wyniki z tego samego miejsca w układzie! To zazwyczaj oznacza tworzenie modeli osobnych części Twojego stanowiska badawczego w celu włączenia ich do badania, a zwłaszcza wszystkich rur i kształtek między manometrami. Jeśli temperatura symulacji znaczenie różni się od temperatury testowej to dlatego, że w środowisku testowym są pomijane lub nie doceniane źródła ciepła oraz radiacji. Na przykład duży metalowy stół z całą elektroniką lub system klimatyzacji zamontowany nad Tobą. Czasami nasze pomyłki są bardziej subtelne jak małe ścieżki przepływu recyrkulacji, dlatego zawsze musisz zwracać uwagę na swoje założenia podczas wykonywania badań.
Sprawdź dwa razy swoje ustawienia!
Użyj preferowanych i poprawnych metod, które ktoś już przetestował. Poproś kogoś z pracy, aby zerknął czy nie popełniłeś gdzieś błędu (druga para oczu zawsze się przydaję). Zawsze jest szansa, że przez nieostrożność popełniłeś gdzieś błąd w swoich obciążeniach, warunkach brzegowych lub ustawieniach siatki. Są to jednak dość specyficzne rady, dlatego podam pewne specyficzne pułapki, które warto szukać w konfiguracji badania:
- Zwróć uwagę na siły i energię stosowaną na kilku ścianach, czy są oznaczone jako „całkowite” czy „na część”.
- Upewnij się, że używasz „Siatka wysokiej jakości” dla końcowych wyników.
- Początkowa temperatura musi być określona dla każdego podmiotu w czasie przejściowych Badań termicznych.
- W ustawieniach domyślnych wszystkie ściany są ustawione jako ”Kontakt wiązany”. Czy tak właśnie chciałeś?
- Automatyczne „Wykrywanie kolizji” może wprowadzić wiele zamieszania. Sprawdź dokładnie każdy przypadek.
- Obciążenia i mocowania powinny być stosowane na ściany, a nie krawędzie lub wierzchołki (zazwyczaj).
- Ujemne ciśnienie działa w kierunku przeciwnym do symboli ze strzałek.
- W przypadku naprężeń termicznych, Zero Strain Temperature jest zdefiniowana we właściwościach badania.
- Czy określiłeś temperaturę płynu w swoich konwekcyjnych warunkach brzegowych?
- Czy w badaniu termicznym nie zapomniałeś o żadnym obciążeniu zewnętrznym?
Niewiarygodne wyniki symulacji
Czasem wyniki nie są złe, są po prostu zupełnie inne od tych, które chciałeś otrzymać. Inżynierowie są znacznie bardziej krytyczni co do wyników, które wskazują na wadę konstrukcyjną niż co do wyników, które pokazują dobre wieści. Mamy nadzieję, że robisz analizy przy użyciu SOLIDWORKS Simulation często we wczesnej fazie projektowania co pozwala szybko zidentyfikować problemy, gdy są jeszcze tanie i łatwe w naprawie.
Źródło: CAPINC
