různých profesních oblastech

Transkript

1 Modelování tepelných jevů v různých profesních oblastech Zuzana Záhorová zuzanaz@humusoft.cz Karel Bittner bittner@humusoft.cz comsol.com tel.: fax:

2 Program semináře 9:00 9:20 registrace 9:20 10:20 COMSOL Multiphysics, 1. část 10:20 10:50 přestávka 10:50 11:50 COMSOL Multiphysics, 2. část 11:50 závěr, diskuze, dotazy

3 Firma založena v r. 1990, sídlo v Praze Produkty a služby v oblasti technických výpočtů, řídicí techniky, simulace dynamických systémů a podnikových procesů MATLAB, Simulink, Stateflow Inženýrské výpočty, simulace dynamických systémů The MathWorks, Inc. COMSOL Multiphysics Otevřený systém pro multifyzikální analýzu (metoda konečných prvků) Comsol AB dspace - vývojové systémy dspace GmbH. Vývoj vlastního software & hardware Virtual Reality Toolbox, Real-Time Toolbox, Real-Time Windows Target Měřicí karty Modely pro výuku teorie řízení Paralelní pracovní stanice HeavyHorse Multiprocesorové stanice pro High-Performance Computing

4 COMSOL Multiphysics Modelování fyzikálních jevů popsaných parciálními diferenciálními rovnicemi s následným řešením metodou konečných prvků Equation Based Modelling základem je knihovna rovnic popisujících vybrané úlohy

5 COMSOL Multiphysics

6 Oblasti využití

7 COMSOL Multiphysics Model tvoří základní uzly Geometrie Fyzikální nastavení Síť Analýza (Study) Výsledky (Results) Možnost vytvářet sekvence uzlů Materiálově orientované modelování (ovládání materiálů z jednoho místa) Geometrický sweep (změna geometrie při výpočtu) Výpočty na počítačových clusterech Import geometrií z CAD systémů (offline i online)

8 Hlavní novinky ve verzi 4.2 Nové nadstavbové moduly Geomechanics Module Electrodeposition Module Microfluidics Module LiveLink for AutoCAD, LiveLink for SpaceClaim Nové aplikace ve stávaj vajících ch modulech Report Generator Vytváření zpráv o řešeném modelu v HTML formě Zobrazování dat z GIS pomocí parametrického povrchu Grafické zobrazování konvergence výpočtu A mnoho dalších...

9 Přestup tepla aplikační oblasti Elektronické systémy Zahřívání / ochlazování systémů Chlazení a změna fáze Medicínské technologie Výrobní procesy Odlévání a tuhnutí materiálů Chlazení, zahřívání Kotoučové brzdy Multifyzikální aplikace Joulovo zahřívání a tepelná roztažnost Konvektivní chlazení 9

10 Rozhraní pro přestup tepla Obecný přestup p tepla Vedením Prouděním Sáláním (z povrchu na povrch, do okolí) Tenké vodivé skořepiny (3D) Modelování přestupu tepla v konstrukcích Rovnice biotepla Multifyzikáln lní aplikace Neizotermální proudění Joulovo teplo 10

11 Přestup tepla okrajové podmínky Modelování tenkých vrstev Highly Conductive Layer / Thin Thermally Resistive Layer Aproximace 3D objektů jako 2D stěn Convective Cooling Chlazení / zahřívání okolní proudící tekutinou Volná i nucená konvekce Využití koeficientu přestupu tepla Open Boundary Přes hranici může teplo proudit dovnitř i ven na základě teploty okolí 11

12 Přestup tepla další informace Out-of of-plane heat transfer Convective Cooling / Radiation / Heat Flux Modelování tenkých 3D objektů pomocí 2D (případně 1D) modelu Nekonečné elementy Modelování neohraničených domén Mapované lokální souřadnice 12

13 Hlavní menu COMSOL Multiphysics Model Builder Nastavení zvolené položky (content-based setting) Grafické okno Informační okno (Message window)

14 Příklad Zahřívání žárovky rozložení teploty v čase t = 2s, 4s, 6s Model žárovky naplněné argonem s wolframovým vláknem Nestacionární analýza zahřívání Výsledky simulace - Rozložení teploty a rychlost proudění argonu během časového intervalu - Nárůst teploty během času - Tepelný tok přes hranici rychlost proudění v čase t = 2s, 4s, 6s 14

15 Příklad Kontinuáln lní lití forma chlazení vzduchem Optimalizace procesu odlévání kovového prutu z roztaveného materiálu Multifyzikální úloha: neizotermální proudění, změna fáze Geometrie: 2D osově symetrický model Využití adaptivního řešiče pro zjemňování sítě během výpočtu Výsledky simulace Rozložení teploty Rychlostní pole Oblast změny fáze detail zjemněné sítě rychlostní pole 15

16 Příklad Odstranění nádoru v játrechj Zavedení sondy, kterou prochází elektrický proud dochází k zahřívání okolní tkáně na kritickou teplotu Multifyzikální úloha: vedení elektrického proudu + rovnice biotepla teplotní pole po 10-ti minutách Výsledky simulace Průběh zahřívání během 10-ti minut Oblast s kritickou teplotou Křivka zahřívání 16

17 Další zdroje informací Školení firma HUMUSOFT pořádá dvoudenní školení programu COMSOL Multiphysics zhruba 1x za 2 měsíce, termíny jsou vyhlašovány 3 týdny předem Semináře tematické semináře pořádané v různých městech v České Republice a na Slovensku, účast zdarma Workshopy praktické seznámení se s programem na PC pod vedením lektora workshopy mají zaměření na různé profesní oblasti a jsou zdarma WWW semináře (webinars) bezplatné on-line semináře probíhající na internetu v reálném čase v daný den a hodinu v angličtině (COMSOL) přehled připravovaných a archiv uskutečněných www seminářů

18 Nabídka konzultačních služeb Firma HUMUSOFT nabízí pomoc při řešení Vašich projektů v programu COMSOL Multiphysics formou Konzultačních služeb Modelování úloh z oblasti FEM analýzy Zpracování projektů 18

19 COMSOL Multiphysics Výpočty na počítačových clusterech malé úlohy (parametrický sweep) > jedna úloha jeden node velké úlohy (distributed parallel solver) > jedna úloha více node Jaké druhy clusteru COMSOL podporuje Windows HPC Server 2008 Windows Compute Cluster Server 2003, Service Pack 1 Red Heat Enterprise Linux 5, v clusteru stejné verze a podobný HW COMSOL nepodporuje clustery založené na grafických kartách (CUDA) 19

20 Typy licencí COMSOL Multiphysics jednouživatelské vázané na PC (CPU) technická podpora pro uživatele pracujícího na tomto PC jednouživatelské vázané na uživatele (NSL) technická podpora pro konkrétního uživatele síťové (FNL) možnost práce client/server využití vzdáleného přístupu využití na clusterech Všechny licence vázané na host ID počítače 20 Zkušebn ební verze Plnohodnotná verze COMSOL Multiphysics Časově omezena maximáln lně na 30 dní V případp padě zájmu nás n s kontaktujte info@humusoft. humusoft.cz

21 COMSOL Multiphysics Požadavky na HW Windows 2000, Windows XP, Windows XP Professional x64 Edition, Windows Vista (32 a 64 bit), Windows 7, Windows HPC Server 2008, Windows Server 2008, Windows 2003 Compute Cluster Server a Service Pack 1, Windows 2003 Server x64 Edition, Windows 2003 Server x64 Edition Pentium III nebo novější (AMD Opteron, AMD Athlon 64, Pentium 4 s EM64T, nebo Xeon s EM64T) OpenGL 1.1 Microsoft nebo akcelerátor podporující OpenGL 1.1, nebo Direct X verze 8.0 nebo pozdější. Grafická karta min. 32 MB paměti Pro práci s MATLABem verze 2006a/b, 2007a/b, 2008b/2009a, 2009b minimální doporučená RAM 1 GB, 1-4 GB volného místa na disku UNIX Solaris 8,9,10 (UltraSPARC II nebo pozdější) Linux (AMD Opteron, AMD Athlon 64, EM64T, Itanium 2) 32-bit: Debian 3.0, 3.1, RedHat Enterprise 4/5, Fedora Core 8, SUSE bit: SUSE 9.0, , RedHat Enterprise 4/5 (AMD64/Intel EM64T), Fedora Core 8 MAC, PowerPC G4 nebo PowerPC G5, Intel processor 21

22 Humusoft HeavyHorse Procesory AMD Opteron 2x až 4x procesor, 4-12 jader 8-64 GB RAM Grafická karta nvidia s podporou GPU výpočtů Pevný disk 500 GB nebo 1000 GB Optická mechanika DVD±RW Operační systém podle přání Microsoft Windows 64-bit: XP, Vista, 7, Server Linux 64-bit: OpenSUSE, Ubuntu Možnost předinstalace aplikací MATLAB MATLAB Distributed Computing Server COMSOL Multiphysics 22

23 Děkuji za pozornost 23