Что такое аналитическое программное обеспечение?
Аналитическое программное обеспечение — это тип программного обеспечения, которое прогнозирует физические явления путем расчета сложных механических уравнений на компьютере.
Он может рассчитывать широкий спектр явлений, для которых были установлены теоретические уравнения, включая силы на конструкциях, тепло, жидкости, порошки, электромагнитные поля и молекулы.
Размер применимых объектов варьируется от наноуровня, например молекул, до крупных структур, например небоскребов.
Использование аналитического программного обеспечения может снизить стоимость прототипирования и разработки.
Например, при использовании аналитического программного обеспечения для проверки производительности компонента все, что требуется, это ввести данные геометрии и информацию о материале компонента, а компьютер выполнит вычисления, тем самым исключая стоимость прототипов и время, затрачиваемое на тестирование.
Кроме того, можно ожидать, что использование аналитического программного обеспечения сократит человеко-часы проектирования и разработки.
Поскольку аналитическое программное обеспечение использует компьютер для расчета явлений, оно может визуализировать и количественно оценивать силы, температуру, поток воздуха и т. д., применяемые к конструкции, которую невозможно визуализировать в реальности.
В результате можно эффективно проверить, является ли конструкция хорошей или плохой, и как ее улучшить.
В последние годы это аналитическое программное обеспечение стало применяться в подходе цифровых двойников, в котором моделирование выполняется на основе данных, собранных с производственных площадок и эксплуатируемых изделий, для прогнозирования дефектов.
Типы программного обеспечения для анализа
Аналитическое программное обеспечение различается по объектам, которые можно рассчитать в зависимости от типа.
1. Программное обеспечение для структурного анализа
Анализирует, как силы передаются внутри конструкции, а также деформацию конструкции под действием сил.
2. Программное обеспечение для терможидкостного анализа
Это программное обеспечение может рассчитать направление и скорость потока жидкости и теплопередачи. Существует два типа методов: метод решетки и метод частиц.
3. Программное обеспечение для анализа электромагнитного поля
Рассчитывает электрические и магнитные поля для прогнозирования и анализа распределения электромагнитных полей и распространения радиоволн.
4. Программное обеспечение для акустического анализа
Анализирует звук, создаваемый структурной вибрацией, а также отражение и поглощение распространяющегося звука.
5. Программное обеспечение для многомерного анализа
Реализованы методы статистического анализа данных с несколькими независимыми переменными, такие как анализ главных компонент и кластерный анализ.
6. Программное обеспечение для анализа вибрации
Используя данные о вибрации объектов, это программное обеспечение анализирует резонансные частоты и формы колебаний на этих частотах.
7. Программное обеспечение для обработки облаков точек
Это программное обеспечение преобразует данные облака точек, полученные с помощью сканера и т. д., в данные со значениями трехмерных координат.
8. Программное обеспечение для анализа движения
Это программное обеспечение анализирует движение человеческого тела (скорость, ускорение, пройденное расстояние и т. д.) по полученным изображениям. Некоторые продукты могут одновременно рассчитывать несколько задач.
Типы бесплатного программного обеспечения для анализа
В целом, аналитическое программное обеспечение часто приобретается за плату, включая услуги по обслуживанию, у поставщиков программного обеспечения. Однако, бесплатное аналитическое программное обеспечение также доступно.
1. Бесплатное программное обеспечение для анализа тепловых жидкостей: OpenFOAM
OpenFOAM — это программное обеспечение с открытым исходным кодом для анализа жидкости, основанное на методе конечных объемов. Оно обладает высокой масштабируемостью, а функции расчета могут быть свободно настроены на языке C++.
2. Бесплатное программное обеспечение для молекулярной динамики: GROMACS
Это редкое свободное программное обеспечение для молекулярной динамики, которое поддерживает параллельные вычисления и отличается высокой скоростью вычислений, а также поддерживает вычисления на GPU.
3. Бесплатное программное обеспечение для анализа электромагнитного поля: FEMM 4.2
Это программное обеспечение для анализа электромагнитного поля на основе метода конечных элементов 2D.
Оно может выполнять электростатический, магнитный и термический анализ одновременно.
