MSI Dergisi’nin 187’nci sayısında yayımlanan tanıtıcı makale, derginin İnternet sitesinde paylaşılmıştır:
Çağrı Bostancı / cbostanci@simofis.com.tr
SimOfis Satış Müdürü
Evren Yılmaz Yakın / eyakin@simofis.com.tr
SimOfis CFD Uygulama Mühendisi
Savunma ve havacılık sektörünün, bir yandan performansı arttırma diğer yandan bunu daha kısa sürede ve daha maliyet-etkin bir biçimde gerçekleştirme hedefine yönelik çalışmaları, kesintisiz olarak devam ediyor. SimOfis, mühendislik yazılımları konusunda verdiği destek ile sektörü, bu hedefe ulaşma yolunda destekliyor. Bu yazılımlardan biri de birçok tasarım fikrinin daha kısa sürede test edilmesini sağlayan, Simcenter FloEFD.
Lifecycle Insights tarafından yayınlanan bir rapora göre, başarısız prototipler; proje sürecinde önemli zaman kayıpları yaşanmasına, fazladan testlerin yapılmasına ve diğer birçok konuda uzun saatler çalışmak zorunda kalmasına yol açıyor.
Endüstri analistleri tarafından yapılan birçok araştırmaya göre kendi pazarında en başarılı olarak gösterilen firmalar, ürünlerinin yüksek verimlerini, erken tasarım aşamasında yaptıkları çalışmalara, analizlere ve simülasyonlara borçlular. Tasarımda yapılacak değişikliklerin maliyeti, konsept aşamasından üretim aşamasına yaklaştıkça katlanarak artmaktadır. Bu yüzden, yaklaşık 20 yıl önce simülasyon araçlarının tasarım aşamasında kullanılması yaygınlaşmaya başlamıştır. Ön tasarım aşamasında yapılacak Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (Computational Fluid Dynamics / CFD) analizleri ile ürünün maliyeti asgariye inmektedir.
CFD analizlerinin, CAD yazılımına entegre bir ortamda gerçekleştirilmesi, birçok kolaylığı beraberinde getirmektedir.
CFD analizlerinin, Bilgisayar Destekli Tasarım (Computer-Aided Design / CAD) yazılımı içerisine gömülü bir ortamda yapılması, birçok kolaylığı beraberinde getirmektedir. Bunlar, şu şekilde sıralanabilir:
- Test ve prototip için ayrılan maliyetlerin büyük ölçüde azalması
- Tasarım gereksinimlerinin karşılanması
- Üretim maliyetlerinin azaltılması
- Müşteri ihtiyaçlarının karşılanması
Tüm CFD simülasyonlarının; CAD modelinin oluşturulması, geometri düzenlemesi ve geometrinin onarılması, çözüm ağı oluşturma, çözüm ve post-proses gibi ihtiyaçları vardır. Her yazılım, bu süreçleri, farklı bir şekilde ele almaktadır. Geleneksel yöntemlerde CAD ortamından alınan geometri çıktısı CFD ortamına aktarılmakta; CFD simülasyonu sonucu elde edilen verilere göre, tekrar CAD ortamına geri dönülmektedir. Tasarım sürecinin döngüsel (iteratif) doğası nedeniyle bu süreç, defalarca tekrarlanmak zorundadır. Buna karşın, CAD yazılımına gömülü CFD kabiliyeti, bu sürecin zorluklarını ortadan kaldırmakta; geometri üzerinde yapılan tüm değişikliklerin analiz üzerindeki etkisi, en kısa sürede, aynı ortam üzerinden incelenebilmektedir. Çoğu CFD çözümünde, pre-proses, çözücü ve post-proses olmak üzere birkaç arayüz bulunmaktadır. CAD ortamına gömülü CFD çözümünde ise birden çok arayüze ihtiyaç ortadan kalkmakta ve zaman kayıpları asgariye indirgenmektedir.
Geleneksel CFD yazılımları verimli kullanabilmek için gelişmiş düzeyde eğitim ve tecrübe gerekmektedir. Bu yüzden bu çözücüleri kullanan kişiler, o alanda uzmanlaşmış kişilerdir. Buna ek olarak, çoğu CFD çözücüsü, çözüm ağı oluşturmak için farklı farklı algoritmalara sahiptir. Bu çözücüleri kullanan mühendisler, hangi algoritmanın eldeki durum için daha uygun olduğunu bilmek durumundadırlar. Uygun algoritmanın belirlenmesi, zaman kaybına yol açabilmekte, dolayısıyla maliyetleri artırmaktadır.
Simcenter FloEFD, farklı CAD ortamlarına entegre olarak çalışabiliyor.
Simcenter FloEFD, Neden Doğru Bir Seçenektir?
Simcenter FloEFD, ilk olarak 1991 yılında piyasaya sürülmesinden bu yana tasarım süreçlerinde binlerce mühendis tarafından kullanılmış ve kullanılmaya devam eden bir yazılımdır. Birçok tasarım fikrinin daha kısa sürede test edilmesini sağlayan Simcenter FloEFD, iş akışında bir değişiklik gerektirmeden Ar-Ge süreçlerine dâhil edilebilir. Analiz sürelerinde yarattığı avantajlar sayesinde maliyetleri düşürür.
Yazılım geliştiricilerinin oluşturduğu özel algoritmaların sağladığı kolaylık ve CAD ortamında çalışması nedeniyle geleneksel CFD programlarından daha hızlı analiz sonuçları elde edilmektedir. Kullanışlı ara yüzü ile tasarımcılar, 8 saatten daha az sürebilecek bir eğitim programı sayesinde, Simcenter FloEFD’yi etkin olarak kullanabilmektedir. Böylece, yazılımı doğru ve verimli kullanabilmek için haftalarca, hatta aylarca süren eğitim süreleri ile öğrenilen geleneksel CFD programlarından daha hızlı ve verimli sonuçlar elde edilmektedir.
Simcenter FloEFD ile bunun gibi birtakım süreçlerde oyalanmadan, %75’e kadar zamandan tasarruf etmeniz mümkün. Bu tasarruf, şu unsurlar sayesinde mümkün olmaktadır:
- CAD ortamına gömülü çalışmanın sonucu olarak; geometri ile ilgili veri aktarma, geometri temizleme ve geometriyi analize hazırlama gibi süreçler ortadan kalkmaktadır.
- Akış ve ısı transferi problemlerinde, ilgilenilen alan, katı bölgelerin dışında kalan boşluk bölgesi, yani akışkanın olduğu hacimdir. Geleneksel yöntemlerde bu akış hacminin çıkarılması için vakit ve efor harcanmaktadır. CAD ortamına gömülü CFD sayesinde, CAD yazılımı, zaten katı olmayan bölgeleri önceden tanıdığı için, akış hacminin çıkarılması için harcanan süre elimine edilmiş olur. CAD yazılımı, akış hacmini otomatik olarak kendi tanır.
- Geleneksel yazılımlarda kullanıcı, çözüm ağı oluştururken probleme uygun olarak çeşitli çözüm ağı oluşturma algoritmalarından uygun olanını seçmek durumundadır. Simcenter FloEFD ile bu durum ortadan kalkar; yazılım otomatik olarak uygun olan çözüm ağını oluşturur. Yazılım, SmartCells™ teknolojisi sayesinde seyrek çözüm ağı kullanılması durumunda bile yüksek doğrulukta çözümler sunmaktadır.
Şekil 1. Bir havacılık ve uzay şirketindeki tasarım mühendisleri, karmaşık bir şekil kanalında basınç kaybını simüle ederken geleneksel CFD paketine kıyasla Simcenter FloEFD ile 10 kat verimlilik artışı gerçekleştirdi.
Simcenter FloEFD, ayrıca tasarımın birden fazla türevini analiz etmeyi kolaylaştırır. Tasarımcı, modeli CAD’de basitçe değiştirir ve Simcenter FloEFD, sınır koşulları ve malzeme özellikleri de dâhil olmak üzere önceden ayarlanmış analiz bilgilerini otomatik olarak yeni değişkene ekler. Yeniden modelleme üzerine, model tekrar analiz edilebilir. Bir havacılık ve uzay şirketindeki tasarım mühendisleri, karmaşık bir şekil kanalında basınç kaybını simüle ederken geleneksel CFD paketine kıyasla Simcenter FloEFD ile Şekil 1’de görüleceği gibi 10 kat verimlilik artışı gerçekleştirdi.
Tasarım aşamasında ayrılmaz bir adım olarak CFD simülasyonu, artık bir lüks değil, zorunluluktur. Bu değişimi benimseyen şirketler gelişiyor. Ekibinizin verimliliğini arttırmak ve tasarım süreçlerinizi iyileştirmek için yapılması gereken çalışmalara yardımcı olabilmemiz için bizimle irtibata geçebilirsiniz.
Referanslar
- 2013, “Driving Design Decisions with Simulation,” Lifecycle Insights.
- 2006, “SmartCells – Enabling Fast & Accurate CFD,” Mentor Graphics 2016. http://go.mentor.com/55ngt
- 2019, “Top seven tips to increase engineering productivity by frontloading CFD”, Siemens
