Книга 18. Совместный расчет программных комплексов EULER и FlowVision

Введение

Программный комплекс EULER в базовой своей части относится к классу MBS (MultiBody System) и предназначен для расчета движения механических систем, состоящих из набора твердых и упругих тел, связанных кинематическими связями и силовыми взаимодействиями. Уравнения движения тел с учетом наложенных связей формируются автоматически и соответствуют точным законам классической механики без каких-либо упрощений. Расчет движения тел производится путем численного интегрирования уравнений во временной области.

С другой стороны, программный комплекс EULER имеет развитые средства 1d моделирования, что позволяет использовать его для моделирования работы различных технических систем, включающих не только механические части, а также гидравлические, пневматические, термодинамические, электрические компоненты, а также системы управления. В EULER могут моделироваться как простые механизмы, так и сложные технические системы.

	Программный комплекс FlowVision относится к классу CFD (Computational Fluid Dynamics) и предназначен для расчета характеристик течения жидкостей и газов и в частности для определения силовых воздействий этих потоков на обтекаемые тела.

Совместный расчет программных комплексов EULER и FlowVision требуется для моделирования изделий, включающих механическое взаимодействие движущихся тел и воздействие на них жидкой или газообразной среды. Совместный расчет производится во временной области с обменом информацией между программными комплексами через задаваемые промежутки времени. В процессе совместного расчета роль управляющей программы выполняет EULER, роль ведомой FlowVision. Управляющая программа определяет время в системе и шаг обмена, ведомая программа обязана отрабатывать этот шаг. При этом ведомая программа может передавать в управляющую желательный для неё шаг обмена, который управляющая программа может учесть или проигнорировать.

Базовым понятием организации совместного расчета является регион обмена. Регион обмена – это геометрическая область, положение и форма которой одинаково трактуется в обоих программных комплексах. В контексте взаимодействия EULER и FlowVision под регионом обмена понимается тело или набор тел (в простейшем случае – твердое тело). В точках обмена информацией из EULER во FlowVision передаются характеристики положения и скорости регионов в текущий момент времени. По этим данным во FlowVision производится расчет характеристик течения среды и силовых воздействий на регионы. Полученные силовые воздействия возвращаются в EULER для расчета движения тел до следующей точки обмена.

Структурная схема совместного расчета программных комплексов EULER и FlowVision представлена на рис. 1.

Для организации связи программных комплексов в период подготовки расчетных моделей согласовываются:

− система координат обмена;

− список регионов, которые участвуют в совместном расчете, их тип и характеристики их исходного положения.

	Система координат обмена информацией должна быть инерциальной. Гравитационные силы и параметры среды в ней должны совпадать в обоих программных комплексах.

Рис. 1. Структурная схема совместного расчета в EULER и FlowVision