Sonlu Elemanlar Analizi (FEA) için dünyanın en yaygın olarak kullanılan yazılımlardan olan MSC Nastran ve Patran, 2024 yılı itibariyle yeni özellikler sunmaktadır. Patran yeni versiyonlarıyla birlikte rotor dinamiği yeteneklerini genişletmiştir, HDF5 desteğini arttırmıştır, MSC Nastran Kart desteği geliştirmiştir, SOL400'deki yeni yüksek performanslı çözücüyü destekler halde geliştirilmiştir ve grafik arayüzünü güncellemiştir. MSC Nastran ise SOL 400 ile doğrusal olmayan çözümler için önemli iyileştirmeler, yüksek performanslı çözüm ve yeni NVH analiz araçları getirmiştir.
Patran’da Yapılan Yenilikler ve Geliştirmeler
Genişletilmiş HDF5 Dosyası Desteği:
Patran, önceki yıllarda hdf5 dosyasını kullanarak analiz modeli bilgisini içeri alabiliyordu. Fakat bu bilgi aktarımı kısıtlıydı. Property tanımları, kontak bilgileri gibi model için önemli olan bir takım bilgiler hdf5 dosyası ile aktarılamamaktaydı. Yeni versiyonlarda yapılan geliştirmelerle birlikte bu bilgi aktarımının sınırları genişletildi. Artık Patran, hdf5 dosyası ile modele ait tüm bilgileri içeri aktarabilmektedir.
Şekil 1: hdf5 dosyası ile model aktarımı
NLPERF Metodu
Şekil 2: NLMOPTS kartı örneği
NLPERF, MSC Nastran'ın modern doğrusal olmayan analiz modülü olan SOL400'de kullanılan bir çözüm metodudur. Patran yeni sürümünde, mevcut NLMOPTS parametresini kullanarak MSC Nastran NLPERF için destek sunar. NLSSEL parametresi, implicit tercihte (SOL400) NLMOPTS kartına eklenmiştir. NLSSEL parametresi, kullanıcıların tercih ettikleri doğrusal olmayan çözücüyü seçmelerine olanak tanır.
Şekil 3: NLPERF kartının eklenmesi ve Performans Karşılaştırması
Basitleştirilmiş Menü Grafiği
Patran'ın klasik arayüzü kullanıcıyı modelleme iş akışında yönlendirmektedir ve seçenekler soldan sağa doğru akan ardışık adımlar halinde düzenlenmiştir. Yeni şerit menüsü bu arayüzü takip eder ve Patran'ın "Klasik Modu" görünümüne karşılık gelir. Bu değişimle birlikte Materials, Fields, XY Plot ve Insight sekmelerine yer verilmiştir.
Şekil 4: Patran arayüzünün eski ve yeni hali
Yeni Görüntüleme Seçenekleri
Patran artık entity type ve group görüntüleme seçeneklerine ek olarak property ve malzeme tabanlı görüntülemeyi de desteklemektedir. Bu geliştirmeyle birlikte model browser ağacının kullanımı ve performansı da iyileştirilmiştir.
Şekil5: Malzeme ve Property Tabanlı Model Görüntüleme Örneği
Kompozit Enveloping
Patran yeni versiyonuyla her bir elemanın hangi seriminde en yüksek veya en düşük gerilme, gerinim gibi değerlerin alındığını gösterebilmektedir.
Şekil 6: Kompozit Malzeme Post-Process Örneği
Rotor Modelleme İş Akışı
Tamamen yeni bir kullanıcı arayüzü ile, rotor dinamiği modellemesi kolaylaştırılmıştır. Arayüz, kullanıcıyı birden fazla adımda yönlendirerek, dönüş hızı ve rotor id numarası dahil olmak üzere tüm gerekli parametreleri belirlemesine olanak tanır. Bu şekilde post-process aşamasında rotorun tanınması ve tepkisinin incelenmesi daha kolay bir hale gelmiştir.
Artık aynı analize birden fazla rotor dahil edilebilir. Farklı rotorlar, 1D, 2D ve 3D modelleri kullanarak modellenebilir. Referans rotor kolayca tanımlanabilir. Modeldeki rotorlara farklı dönüş hızları atanabilir ve her rotora doğru kritik frekans atanabilir.
Patran ayrıca MSC Nastran SOL128 için doğrusal olmayan harmonik tepkiyi tamamen desteklemektedir. Patran 2024.1'de harmonik elemanlar (CQUADX/TRIAX/PAXSYMN) ve RBAX3D bağlayıcıları aracılığıyla rijit bağlantılar artık desteklenmektedir. Kullanıcılar artık yükleri ve sınır koşullarını çeşitli formatlarda belirtebilmektedirler.
Şekil 7: Patran Rotordinamik Modelleme Akışı
MSC Nastran’da Yapılan Yenilikler ve Geliştirmeler
Süperelemanlarda ASMR Geliştirmesi:
MSC Nastran’ın yeni versiyonuyla birlikte, Automatic Multi-level Reduction (AMSR) metodu olarak adlandırılan expernal süperelemanların statik indirgemeleri için yenilikçi bir metot da dahil olmak üzere çok sayıda yeni özellik getirilmiştir. Bu metot, simülasyonu 10 kata kadar hızlandırırken doğruluktan ödün vermeden external süperelemanları statik olarak indirgemek için kullanılabilir.
Şekil 7: ASMR Metodu Performans Karşılaştırması
Topometri Optimizasyonu
Şekil 8: Tomvar Kartında Simetri Parametresi Kullanımı
Topometri optimizasyonunda simetri kısıtlamaları tanıtılmıştır. Kullanıcılar, simetriden yararlanarak, tüm yapının yalnızca bir bölümünü analiz edip hesaplama yükünü azaltabilir, modelin sadece bir bölümü çözülebilir ve sonuçlar simetrik karşılıkları arasında çoğaltılabilir. Simetri kısıtlamaları, optimize edilmiş bir analiz için gereken genel hesaplama süresini önemli ölçüde azaltmaktadır.
Şekil 9: Simetri Kısıtlamasıyla Yapılan Topometrı Analizi Örneği
Performans ve Çözüm Hızı
MUMPS çözücüsü DMP işlemlerini destekleyecek ve out-of-core (OOC) çalışabilecek şekilde geliştirilmiştir. Böylece daha yüksek hacimli analizlerin, daha kısıtlı donanımlarla çalışabilmesi sağlanmıştır. Sürüm 2024.1, MSC Nastran içindeki gözenekli elastik malzemelerin (PEM) modal yaklaşım simülasyonlarında azaltılmış empedans matrislerini sıkıştırmak için öncü bir teknik sunar. Bu teknik, disk kullanımını ve giriş/çıkış işlemlerini azaltırken PEM analizini hızlandıran önemli bir performans iyileştirmesi anlamına gelmektedir. Sonuç olarak, kullanıcılar artık kısıtlı kaynaklara sahip donanımlarla PEM analizini daha verimli bir şekilde gerçekleştirebilir.
Şekil 10: Sonlu Elemanlar Modeli Üzerinde Pem Malzeme Örneği
Gelişmiş Kullanıcı Deneyimi
Bu sürümde MSC Nastran, kaynaktan tepkilere, örneğin lastik uyarımından sürücünün kulağına gelen ses seviyesine kadar olan temel aktarım yollarını belirleme süreci gibi, tipik olarak iki ayrı frekans tepkisi analiz çalışması (SOL111) aracılığıyla yürütülebilecek şekilde geliştirilmiştir. Bu geliştirme, iki ayrı simülasyonu tek adımlı TPA adı verilen, daha hızlı ve daha verimli bir iş akışına entegre eder. Böylece model karmaşıklığı azalır ve ayrı bir analiz yürütme gerekliliği ortadan kalkar.
MSC Nastran 2024.1'de, tipik olarak çarpışma tipi analizlerde kullanılan doğrusal olmayan kohezif elemanlar artık doğrusal çözüm dizilerinde mevcuttur. Karmaşık doğrusal olmayan analizlerin modelleme metodolojisinde değişiklik yapılmadan doğrusal analize dahil edilmesine olanak sağlayarak disiplinler arası koordinasyonu kolaylaştırır.
Şekil 11: Tek Adımda TPA Analizi
Detaylandırılmış LOG Dosyası
MSC Nastran 2024.1'de tek bir çalıştırma ile ilgili tüm önemli bilgiler .log dosyasında özetlenmiştir. Kullanıcılar artık ek (f06, f04) dosyalarını taramaya gerek kalmadan önemli model çözüm verilerini tek bir konumda bulabilirler.
Şekil 12: Log Dosyası Örneği
Referanslar
- MSC Nastran 2024.1 Release Guide
- https://simcompanion.hexagon.com/customers/s/article/Whats-New-MSC-Nastran-2024-1
