NOKTA BULUTU ÇÖZÜMLERİ - TERSİNE MÜHENDİSLİK VE KALİTE KONTROL YAZILIMI

NOKTA BULUTU ÇÖZÜMLERİ - TERSİNE MÜHENDİSLİK VE KALİTE KONTROL YAZILIMI


Audi, BMW, DaimlerChrysler ve Renault, CFD (akışkan dinamiği)
Analizlerinin süresini % 83 oranında azaltmak için Polyworks kullanmaktadırlar.

Büyük araba üreticileri, Akışkan Dinamikleri analizlerinin yüklü maliyetlerini azaltmak için
PolyWorks'un poligon modelleme teknolojisini kullanmaktadırlar. Audi, BMW, DaimlerChrysler
ve Renault'nun, PolyWorks'un benzersiz araçlarını kullanarak, CFD poligon modeli hazırlamak için
gerekli olan 7 günlük süreyi nasıl 1 güne indirdiklerini keşfedin...

PolyWorks tarafından hazırlanan CFD analizleri, fiziksel rüzgâr
tüneli simülasyonları ile ulaşılamayacak bir dizi fayda getirmekte ve otomotiv sanayi uzmanlarına, akışkan akış davranışını benzeri görülmemiş bir şekilde kavrama imkânı sunmaktadır.


Geleneksel Yaklaşımlar

Fiziksel prototipler üzerinde CFD analizleri
yapmak için iki geleneksel yöntem bulunmaktadır

¨ Yaklaşım #1:
· Aerodinamik simülasyonlar, kil
modellerin fiziksel rüzgâr tüneli
deneylerine tabi tutulmasıyla
gerçekleştirilir.
¨ Yaklaşım #2:
· Kil model, temassız ölçebilen 3D tarayıcı
kullanılarak sayısallaştırılır.
· NURBS yüzeyler, taranmış noktalar ı
kullanarak hızlı yüzey oluşturan
yazılımlarda oluşturulurlar.
· Yüzeyler, üzerlerinde değişiklik yapılması
için CAD yazılımına aktarılırlar.
· CAD yüzeyler, analiz için mesh
polygonlara çevrilir ve optimize edilir.
· Poligonlar, analizler için, CFD
yazılımına aktarılırlar.

PolyWorks Yaklaşımı

PolyWorks yaklaşımı hızlı ve basittir:
¨ Kil model, temassız bir 3D tarayıcı
kullanılarak sayısallaştırılır.
¨ Elde edilen nokta bulutları, tek bir poligon
model oluşturulması için, PolyWorks içinde
hızla hizalanır ve örülürler (meshing).
¨ Tüm model düzenleme işleri,
aşağıdaki hususlar dahil olacak şekilde,
PolyWorks'da gerçekleştirilir:
· Yeniden eğri oluşturma özelliği
· Gereksiz detayların kaldırılması
· CAD yüzeylerin eklenmesi
· Polygonal model optimizasyonu
¨ Poligon modeli, aerodinamik simülasyonlar
için doğrudan Exa'nın PowerFlow
yazılımına aktarılır.

Geleneksel Yaklaşımların Kusurları

¨ Yaklaşım #1:
· Fiziksel rüzgâr tüneli test olanakları nadir
ve pahalıdırlar - Test, zaman harcamadır.
¨ Yaklaşım #2:
· CFD için kabul edilebilir kalitede
bir model elde edilebilmesi sürecinin
tamamı 7 iş günü sürmektedir.
· Hızlı yüzey sürecinin sadece kendisi 2 ila 3
gün sürmektedir.
· Farklı yazılım sistemlerinde birkaç
güzergâh gerektirdiğinden dolayı, sürecin
tamamı pahalıdır.
· Çok adımlı yaklaşım, bazen, farklı
departmanlardan birkaç mühendis
gerektirmekte ve iş akışını daha da
karmaşık hale getirmektedir.
· Ayrıca, farklı sistemlerde modelleme
yapmak, model doğruluğunda kayıp riskini
artırmaktadır.

PolyWorks Yaklaşımının Faydaları

A Bütün süreç, diğer yaklaşımlardaki 7
günle karşılaştırıldığında, sadece 1 ila 2
gün sürmektedir.
¨ Hızlı ürün geliştirme
a Daha hızlı bir CFD analiz süreci,
mühendislere daha fazla model analiz
etme ve daha fazla tasarım imkânı
araştırma imkânını sağlar.
¨ Konsept tasarım esnasında daha fazla
bilgi
a Model üzerinde değişiklikler doğrudan
PolyWorks ortamında yapılabilir Ek
yazılım sistemlerine gerek yoktur.
¨ Büyük maliyeta tasarrufu
a PolyWork's poligonları, CFD
uyumludurlar Mühendislerin zamanı,
kurulum, veri toplama
ve düzenleme işlemleri yerine analiz
sonuçları için kullanılırlar.
¨ Daha etkin CFD analizleri

Olay İncelemesi

Akışkan Dinamikleri Analizleri dünyasında bir Devrim
Akışkan Akışı analizleri; hava, sıvı ve gaz misali akışkanların, uçak kanatları, otomobil gövdesi veya petrol boru hattı misali katı nesnelerin çevresinde nasıl hareket ettiğini araştırmaktadır. Dünyadaki birçok büyük araba üreticisi, tasarım çalışmaları esnasında, otomobil yüzeyleri üzerindeki hava akışı, kaldırma, çekme, sapma ve sürtünme ölçümü misali akışkan akışı sorunlarıyla karşılaşmaktadırlar. Tipik tarzda, geleneksel akışkan dinamikleri analizleri, iyi eğitimli teknisyenler gerektiren pahalı ve zaman harcayan rüzgâr tüneli testleri aracılığıyla gerçekleştirilmektedirler.

3D tarama - sayısallaştırma teknolojisinin ortaya konulması, “Dijital Rüzgâr Tüneli Testine” imkân sağlayarak, Akışkan Akışı analizinin yapılma şeklini tamamıyla değiştirmiştir. Temassız 3D taramalar tarafından toplanan milyonlarca veri noktası, dijital simülasyon akışkan akışı için mükemmel bir bilgi kaynağı teşkil etmekte ve tipik rüzgar tüneli test analizini olağan bir maliyet ve zaman dilimine indirgeyerek yinelemektedir.

PolyWorks, Dijital Rüzgâr Tüneli Analizlerini Desteklemektedir
Güçlü Dijital Rüzgâr Tüneli Analizleri gerçekleştirebilmek için, Exa'nın PowerFlow yazılımı gibi CFD yazılımları, doğruluk, topoloji, boyut vb. hususlarda sıkı gereksinimleri yerine getiren poligon modellere ihtiyaç duymaktadır. Yakın bir zamana kadar, CFD analiz modeli hazırlamak için, 7 günlük bir çalışma yapılmasını gerektirebilecek birkaç adımın atılması gerekli görülmekteydi. İlk olarak, sayısal nokta bulutu, tersine mühendislik yazılımları kullanılarak, NURBS yüzeylerine dönüştürül-meliydi. Elde edilen yüzeyler, CAD yazılımına aktarılıp, öğelerin yeniden inşası ve gereksiz detayların kaldırılması gibi birkaç düzenleme eylemi gerçekleştirilirdi. Ardından, CAD modeli, ploygonal model oluşturmak amacıyla, başka bir yazılım paketi kullanılarak trigulation - mesh oluşturulurdu. Çoğu zaman, bu poligon model, CFD analizleri için gerekli olan 100.000 üçgen hedefini sağlayabilmek için, başka değişikliklerde gerektirecekti.

“PolyWorks, CFD analizleri için poligon model hazırlanması ve optimizasyonunu büyük ölçüde değiştiren basit bir yaklaşım sunmaktadır.PolyWorks,eğrileri yeniden oluşturma, aşırı detayları kaldırma ve doğrudan CFD yazılımları içinde kullanılabilecek kapalı poligon modeller oluşturabilme imkanını sağlayan geniş bir poligon-düzenleme araç seti sunmaktadır. Bütün işlemler, Akışkan Akışı analizi için gerekli maliyet ve süreyi hissedilir bir şekilde azaltan tek bir yazılım üzerinden gerçekleştirilmektedir” diyerek sözlerine devam etmiştir.
PolyWorks'un gelişmiş poligon düzenleme araçları, size, doğrudan CFD için uygun modeller hazırlamanıza imkan sağlayacaktır.
1.Poligon Modell Ouşturma
¨Araç üreticileri, kil veya benzer bileşik kullanarak, fiziksel bir model yaratırlar. Prototip aracın boyutu, normal boyuttan, ½, 1/4, 1/10 ölçeklerine kadar değişebilir.

¨Kil model, bir 3D tarayıcı kullanılarak tamamen sayısallaştırılır.

¨Çok sayıdaki taranmış noktayı, öğenin geometrik unsurlarını kullanarak hızlı bir şekilde PolyWorks best-fit metoduyla hizalar.
¨Hizalanan nokta bulutu, PolyWorks'da örülür ve 500.000 ila 1.000.000 üçgen ve 10 ile 30 mikron arasındaki bir tolerans payıyla, yüksek derecede doğru bir poligon model oluşturulur.

2.CFD için poligon model düzenleme
A)Eğrilerin inşası
¨Bir modelin hava akışını etkileyen en önemli faktörlerden birisi, eğrilerin kalitesidir. 3D tarayıcıların , keskin kenar ve köşeleri doğru bir şekilde okuyamamalarından dolayı, bu bölgelerin düzenlenmesi gerekmektedir. PolyWorks, eğrileri algılayan, izleyen ve ardından teorik keskin kenarlara en iyi uyumu sağlayan güçlü bir araç sunmaktadır. Keskin kenar eğrileri çıkarıldıktan sonra, uzatılıp, köşeler oluşturulmak için birbirleriyle kesiştirilebilirler.
B)Kompakt ve su geçirmez bir poligon örgüsü üretmek
Kompakt ve su geçirmez bir model oluşturmak için izlenecek adımlar şunlardır:

¨Sayısallaştırma safhası esnasında oluşturulan deliklerin doldurulması:
aPolyWorks, bir poligon modelin yüzeyini kapatmak için birçok delik doldurma aracı sunmaktadır. Basit ve orta komplekslikteki delikler için kullanıcılar, otomatik delik doldurma yöntemini kullanabilirler.
aDaha geniş ve daha karmaşık delikler için, kullanıcılar, poligon model üzerine bileşik Bézier yüzeyler veya NURBS yüzeyler oluşturabilir ve objenin eğri özelliğini takip eden üçgen yüzeyler ekleyebilirler.
¨Modelin gereksiz öğelerini silmek:
aBu eylemin amacı, üçgen sayısını mümkün olabildiğince düşük tutmaktır. CFD yazılımları, 100.000 üçgene kadar ki poligon modellerle çalışabilecek kadar optimize edilmişlerdir. Üçgen sayısını indirmek için, kullanıcılar, modelin feder, hava kapakları misali çok detaylı kısımlarındaki üçgenleri kaldırılabilirler.
aKullanıcı, daha sonra, bu sahalarda tekrar poligon oluşturmak için, Bézier veya NURBS yüzeyler kullanabilir
C) CAD - yüzey eklemek
¨Mevcut bir CAD modelin kısımları, alt gövde, tekerler, ön cam, camlar ve lambalar gibi, unsurların doldurulması için eklenebilir.
¨Bézier yüzeyler ve NURBS yüzeyler, CAD uygun olmadığında, alan doldurmak için kullanılabilirler.

3. Üçgen sayısını azaltma ve üçgen yönlerini optimize etmek PolyWorks teknolojisi, kenar ve radiuslarda yüksek çözünürlüğü muhafaza ederken, düz alanlarda daha geniş üçgenler oluşturabilen “akıllı” poligon modeller oluşturulmasına imkân sağlamaktadır. CFD yazılımları gereksinimleri ile uyum sağlayabilmek için, bir model aşağıdaki hususları içermelidir:

¨Yaklaşık 100.000 üçgen içermek
¨Kötü bir en boy oranına (yükseklik/taban) sahip hiçbir üçgen içermemek
¨Obje eğrisini takip eden üçgenler içermek.

Polyworks, bu gereksinimleri sağlayabilecek bir model hazırlamak için gelişmiş teknikler sunmaktadır: Kullanıcı,

¨Küçültme parametresini hedeflenen üçgen sayısı olarak belirleyebilir.
¨Büyük ve düşük kalite üçgenlerin oluşmasına mani olmak amacıyla maksimum kenar uzunluğu belirleyebilir.
¨Model hatlarını korumak amacıyla, köşe algılama açısı belirtebilir.
¨Üçgen kenarlarını eğri akışına hizalayan bir doku optimizasyon algoritması kullanabilir.
CFD Analizlerini PolyWorks ile Bir Başka Seviyeye Çıkartın
Son olarak, optimal bir poligon model, mükemmel bir CFD simülasyonu için, bir STL dosyası olarak PolyWorks yazılımından PowerFlow yazılımına aktarılır. PowerFlow, sert yüzeyi tanımlamak için, poligon modeli, bir Voxel örgüsüne dönüştürür ve taneciklerin nasıl hareket edip birbirleriyle ve sert yüzeyle çarpıştıklarını gerçek zaman üzerinden hesaplar. PolyWorks tarafından sağlanan bir PowerFlow CFD analizi, fiziksel rüzgâr tüneli simülasyonları ile ulaşılamayacak bir dizi fayda getirmekte ve otomotiv sanayi uzmanlarına, akışkan akışı davranışını benzeri görülmemiş bir şekilde kavrama imkânı sunmaktadır.

CFD analizlerini optimize etmek için PolyWorks kullanmanın faydaları:
aModel hazırlama için gerekli süreyi azaltmak; bu da sonuçların daha iyi analiz edilmesi için fazla zaman kazandırır.
aKonsept tasarım esnasında, daha fazla bilgi sağlar.
aDaha hızlı ürün geliştirme için olanak sağlar.
aPiyasaya daha iyi kalitede ürün getirir.
aBüyük maliyet tasarrufu sağlar.