Jak działa nasze oprogramowanie

Unikalną cechą naszych produktów jest to, że program jest każdorazowo modyfikowany pod konkretne zastosowanie według wymagań Klienta w przeciwieństwie do obecnie sprzedawanych komercyjnych programów, których obsługa wymaga specjalistycznej wiedzy z zakresu mechaniki płynów, programowania oraz zastosowania metod numerycznych przy rozwiązywaniu zjawisk związanych z wymianą ciepła i pędu. Należy dodać, że do każdej wersji oprogramowania standardowo dołączany będzie zestaw modułów, dzięki którym cały proces przygotowania symulacji, obliczeń oraz analizy wyników, będzie całkowicie zautomatyzowany. Rozwiązanie takie sprawia, że program może być obsługiwany przez inżyniera nieposiadającego specjalistycznej wiedzy w zakresie metod numerycznych i mechaniki płynów. Proponowane rozwiązanie polegające na dostosowaniu oprogramowania pod konkretne wymagania Klienta pozwala nie tylko uniknąć zatrudnienia kolejnego pracownika (eksperta od CFD), ale również dzięki automatyzacji procesu obliczeniowego, wkład użytkownika programu zredukowany jest wyłącznie do zmiany analizowanej  geometrii, co pozwala ograniczyć liczbę popełnianych błędów do minimum. Skupiając się na jednym zagadnieniu (np. typie przepływu), można także w dużym stopniu uprościć analizę wyników. Dedykowany program jest nawet w stanie samodzielnie generować raporty w postaci plików pdf, w których umieszczone są istotne informacje charakteryzujące dany proces bądź badaną konstrukcję i wysyła je do użytkownika poprzez e-mail zaraz po zakończeniu obliczeń.

Jak już wcześniej wspomniano oferowane przez SimSoftLab oprogramowanie do obliczeń CFD charakteryzuje się modułową budową. Podstawowym elementem oprogramowania jest solwer, który służy do rozwiązywania równań różniczkowych zachowania masy, pędu i energii. Jako solwer wykorzystano cieszący się coraz to większą popularnością szczególnie w środowiskach naukowych, program OpenFOAM. Ponieważ jego obsługa jest utrudniona z uwagi na brak interfejsu graficznego, pracownicy SimSoftLab opracowali jego w pełni funkcjonalną wersję, która stanowi kolejny moduł proponowanego rozwiązania. Z uwagi na mnogość różnego typu docelowych zastosowań, które wymagać będą doboru zupełnie odmiennych ustawień początkowych solwera, wynikających ze specyfiki dedykowanego zagadnienia jak np.:

• dobór odpowiednich warunków brzegowych,
• dobór własności materiałowych mediów (lepkość, gęstość, ciepło właściwe, napięcie powierzchniowe, itp.),
• wybór odpowiedniego modelu turbulencji (przepływ laminarny jest rzadko spotykany),
• uwzględnienie procesów wymiany ciepła (przewodzenie, konwekcja,, promieniowanie),
• uwzględnienie przemian fazowych i reakcji chemicznych,
• uwzględnienie procesu dyfuzji w przepływach wielofazowych,
• określenie czy przepływ można traktować jako ściśliwy, czy też nieściśliwy, itp.

W skład oferty SimSoftLab wchodzi szereg wersji oprogramowania dedykowanych do odpowiednio skategoryzowanych zagadnień tematycznych. Poniżej (oraz na rysunku przedstawiającym schemat blokowy) zaprezentowana została struktura proponowanego przez SimSoftLab oprogramowania wraz z wykazem funkcji poszczególnych modułów.

Interfejs graficzny - program komputerowy napisany w języku programowania Python z wykorzystaniem bibliotek WxPython. Służy on do komunikacji z operatorem. Pozwala na aktywację następujących funkcji:

• wprowadzanie tekstowej nazwy wyróżniającej dany przypadek obliczeniowy,
• wskazywanie pliku z geometrią, po naciśnięciu przycisku pokaże się okno, dzięki któremu będzie można wskazać plik w formacie STL, znajdujący się w dowolnym miejscu na dysku twardym komputera   lub przenośnym nośniku,
• okno podglądu geometrii, w której za pomocą bibliotek VTK łatwo i szybko będzie można ocenić poprawność wskazanego pliku oraz analizowanej geometrii w domenie obliczeniowej,
• elementy pozwalające wpisać wartość prędkości dla jakiej badana będzie dana geometria,
• przycisk włączający obliczenia. Wraz z naciśnięciem przycisku zakończy się praca operatora i program przejdzie w tryb automatyczny.

Moduł parametrów siatki obliczeniowej jest częścią programu, specjalnie zmodyfikowaną pod konkretny przypadek, który jest odpowiedzialny za:

• określenie rozmiarów domeny obliczeniowej w oparciu o wymiary analizowanego obiektu,
• określenie stref zagęszczenia siatki tak, aby uzyskać jak najdokładniejsze wyniki,
• określenie odpowiednich warunków brzegowych w kluczowych strefach domeny obliczeniowej.

Moduł parametrów obliczeń będący częścią programu specjalnie dostosowaną do konkretnego przypadku/zagadnienia, jest odpowiedzialny za:

• określenie typu symulacji np. przepływ laminarny lub turbulentny,
• zadanie wartości prędkości, w odpowiednim obszarze domeny obliczeniowej,
• ustalenie odpowiednich wartości parametrów solwera,
• selekcję odpowiedniego modelu turbulencji i jego dalszą konfigurację,
• określenie wartości parametrów, dzięki którym wyznaczone zostaną wartości współczynników oporu i siły nośnej,
• uruchomienie obliczeń realizowanych przy użyciu pakietu OpenFOAM.

Moduł obróbki wyników będący częścią programu specjalnie zmodyfikowaną pod konkretne zagadnienie, jest odpowiedzialny za:

• pobranie wyników z lokalizacji, w której zapisał je OpenFOAM,
• wykonanie rysunków konturowych w kluczowych przekrojach przepływu wokół badanego obiektu dla odpowiednich składowych prędkości,
• wykonanie rysunków poglądowych dystrybucji wybranych parametrów wokół analizowanego obiektu,
• wykonanie rysunków ilustrujących linie prądu medium poruszającego się wokół analizowanego obiektu,
• wykonanie rysunków przedstawiających mapy wektorowe w kluczowych przekrojach i objętościach, np.  w pobliżu powierzchni spływowej skrzydeł,
• sporządzenie wykresów według instrukcji przekazanych przez Klienta.

Moduł przygotowania raportu jest częścią programu dostosowanego w sposób indywidualny do konkretnego przypadku i będzie odpowiedzialny za:

• zebranie informacji o parametrach symulacji, jak np. prędkość, kierunek przepływu, zagęszczenie siatki w poszczególnych rejonach,
• akwizycję opracowanych uprzednio materiałów i za sporządzenie szczegółowego opisu do wygenerowanych rysunków z wynikami,
• złożenie wszystkich materiałów wraz ze stroną tytułową,
• generację przejrzystej wersji ostatecznego raportu w postaci dokumentu w formacie pdf.