Перейти к содержанию
    

Пакеты моделирования CFD - Computational Fluid Dynamics для разработчика электроники

Привет.

Хотел бы задать такой вопрос: здесь на форуме кто-нибудь есть, кто занимается CFD и может посоветовать? Я так понял, что эти вещи за последние годы шагнули далеко вперед и позволяют достаточно реалистично моделировать гидродинамику - т.е. движение тел в среде жидкости или газа. 

Собственно задача такая - чисто в целях саморазвития я хотел бы попробовать поверхностно изучить какой-нибудь пакет CFD, чтобы иметь возможность там промоделировать объект физический управления.

Как пример задачи: нужно создать автоматическую цифровую систему управления подводной лодкой. Лодка движется с помощью двигателя. Система управления принимает информацию от датчиков GPS(пока упустим, как она это будет делать под водой), гироскопов и акселерометров и управляет крылышками, обеспечивая заданную глубину и направление движения лодки независимо от условий, ее веса и других возмущений. Допустим, алгоритм управления написан на Си или еще чем-то и может выполняться в реальном времени. Как его проверить в условиях, близких к реальным, без того, чтобы строить прототипы и испытывать на такой подводной лодке?

И вот тут я думаю на помощь привлечь CFD - то есть я хотел бы иметь возможность построить там 3D модель подводной лодки, приделать к ней крылышки и виртуально "запустить", чтобы она поплыла. Особая точность не нужна, главное, чтобы модель более или менее повторяла физические законы, которые будут действовать в реальности на эту конструкцию - инерцию, силу тяжести, подъемные силы, действующие на крыло, сопротивление и т.д. И тогда я мог бы вытащить интересующие меня измерения, подать их на вход моего алгоритма, а результаты работы подать обратно в модель, чтобы она "реагировала" на них. Т.е. замкнуть обратную связь.

Таким образом я рассчитываю хоть и медленно, но зато без строительства прототипов, проверить свой алгоритм и мало того - получить более или менее реалистичную визуализацию того, как он будет работать, чтобы показать заинтересованным людям и запустить уже более интересный проект.  

Утопия? Конечно, можно было бы самому почитать умные книжки по гидродинамике, решить системы уравнения и в конце концов сымитировать искомые величины с помощью чистой математики, но я подумал - зачем, если есть CFD?

Вот. Ну и как второй вопрос - что есть такого сейчас из CFD, доступного для поверхностного освоения и решения моих задач? Посматриваю на Flowvision, Star-CCM+, Comsol. Еще раз - я понимаю, что данные вещи рассчитаны на серьезных людей, которые уже знают все, что нужно и пытаются выжать проценты из уже и так оптимизированных корпусов Формул 1, самолетов и двигателей внутреннего сгорания. У меня такой задачи нет! Мне просто грубо говоря нужен симулятор движения кирпича в воде и оптимизации не важны, лишь бы кирпич тонул, а не всплывал. Я собираюсь разрабатывать систему управления и мне просто нужна похожая на реальность симуляция физического объекта, как мы, электронщики и программисты, привыкли моделировать электрические цепи. И тратить много времени на изучение я не готов.

В каком пакете можно быстро что-то нарисовать в 3D и промоделировать, как оно будет летать или плавать?

 

 

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Не специалист ни в гидродинамике, ни в конечных элементах, но навскидку вам скорее нужен не Comsol, а какая-то математическая макромодель подводного объекта (и действующей на него среды). В Comsol можно очень точно посчитать какие-то параметры модели, но очень медленно (диффуры в частных производных в 3D).  Я бы искал в сторону open-source моделей в Matlab/Simulink, может каких университетских курсов итп. Вот, навскидку, первая попавшаяся книга/курс с какими-то скачиваемыми моделями: https://www.mathworks.com/academia/books/handbook-of-marine-craft-hydrodynamics-and-motion-control-fossen.html Совсем без понимания физики, боюсь, будет не обойтись.

 

Изменено пользователем dumb

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Я тоже за Комсол, хотя и Ансис тоже хорошо справится с этой же задачей, но он тяжелее, и все будет сильно зависеть от того сколько денег Вы готовы отдать за лицензии, или взять из закромов.

 

А если хочется чуть больше понять как устроено, то, наверное, лучше смотреть в OpenFOAM, но время получения первого результата будет существенно выше, зато потом будет проще клепать все по аналогии.

 

Все сугубо ИМХО и под призмой того, что когда-то сам разрабатывал численные алгоритмы газодинамики для аналогичных пакетов.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

5 hours ago, iiv said:

Я тоже за Комсол, хотя и Ансис тоже хорошо справится с этой же задачей, но он тяжелее, и все будет сильно зависеть от того сколько денег Вы готовы отдать за лицензии, или взять из закромов.

Точно не за деньги. Просто хочу поиграться и весь смысл в том, чтобы нарисовать что-то и быстро получить результат. 

Как оно устроено - не интересует, лишь бы худо/бедно имитировало физические законы. 

Quote

А если хочется чуть больше понять как устроено, то, наверное, лучше смотреть в OpenFOAM, но время получения первого результата будет существенно выше, зато потом будет проще клепать все по аналогии.

Хмм, может я не туда смотрю и CFD - это не то?

Как пример: берем брусок прямоугольной формы, допустим из дерева. Опускаем в воду и с одной стороны прикладываем определенную силу. Т.е он поплывет, создавая какие-то волны, сопротивляясь  - процесс, который в реале можно продемонстрировать за 5 минут.  В каком пакете можно получить то же самое хотя бы за час работы?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Присоединяйтесь к обсуждению

Вы можете написать сейчас и зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, авторизуйтесь, чтобы опубликовать от имени своего аккаунта.

Гость
Ответить в этой теме...

×   Вставлено с форматированием.   Вставить как обычный текст

  Разрешено использовать не более 75 эмодзи.

×   Ваша ссылка была автоматически встроена.   Отображать как обычную ссылку

×   Ваш предыдущий контент был восстановлен.   Очистить редактор

×   Вы не можете вставлять изображения напрямую. Загружайте или вставляйте изображения по ссылке.

×
×
  • Создать...