Altair Feko simülasyon modellerinin geometri temizliği için HyperMesh kullanımı
Bu yazıda, yüksek frekans elektromanyetik simülasyon yazılımı Altair Feko ve sonlu eleman modelleme yazılımı Altair HyperMesh‘in (her ikisi de Altair HyperWorks tasarım ve simülasyon platformunda mevcuttur ve aynı lisansla kullanılmaktadır) hızlı iş akışları oluşturmak ve yüksek frekanslı elektromanyetik alan simülasyonları için uygun meshler oluşturmak üzere nasıl birleştirilebileceğini gösterilecektir.
Giriş
Elektromanyetik simülasyon modelleri, CAD geometrisi üzerinde oluşturulması gereken bir mesh gerektirir. Çözüm yöntemine ve nesne türüne bağlı olarak çizgi parçaları, üçgenler, tetrahedra veya vokseller kullanılabilir. Eleman boyutu, çoğu çözücü için simülasyon frekansına ve dalga boyu l’ye bağlıdır. Örneğin metalik üçgen elemanlar için kenar uzunluğu l/8 ile l/16 arasında olmalıdır. Dielektrik bölgeler yüzey üçgenleri (yüzey eşdeğerlik ilkesi SEP kullanılarak) veya hacim elemanları (FEM-tetrahedra) ile modellenebilir. Klasik tam dalga EM çözücüleri MoM ve MLFMM için elemanlar, etki alanındaki akım dağılımı için parçalı doğrusal temel fonksiyonları tanımlamak için kullanılır.
CADFEKO aracının geometri oluşturmak, içe aktarmak ve meshlemek için kendi araçları vardır. Birçok kullanım durumunda mesh, Feko automesh işlevselliği ile otomatik olarak oluşturulabilir. Bu yazıyı okuyan kişi neden başka bir önişlemci ( mesh oluşturma) kullanılması gerektiğini sorabilir. Bu nedenle, öncelikle CADFEKO yerine HyperMesh kullanmanın mantıklı olduğu birkaç kullanım durumunu sınıflandıracağız.
- Çok fazla temizleme ve orta yüzey (midsurface) oluşturma gerektiren büyük CAD geometrisi: Tam araç modelleri gibi karmaşık CAD verileri için HyperMesh’teki ileri seviye geometri temizleme araçları kullanılabilir. Örneğin, yüksek kalitede otomatik orta yüzey oluşturma HyperMesh’mümkündür ve CADFEKO’da mevcut değildir.
- Farklı disiplinler arasında mesh modellerinin paylaşılması: Farklı CAE disiplinleri için bir model oluşturulması gerektiğinde, modelleme ve meshleme çabasının bazı görevlerinden yararlanılabilir. Örneğin elektromanyetik ve yapısal simülasyon için modeli HyperMesh içerisinde ve uzman bir HyperMesh kullanıcıyla oluşturmak mantıklıdır.
- Morphing teknolojisi ile meshleri parametrize etme: Optimizasyon için parametrik modeller gereklidir. Çok karmaşık modeller için genellikle CAD parametrizasyonları artık mevcut değildir. Ancak geometri yerine mesh, HyperMesh’deki Morphing teknolojisi kullanılarak parametrelendirilebilir.
Buna karşılık, tipik antenler gibi daha basit modeller için CADFEKO’da parametre oluşturmanın nispeten daha kolay olduğu söylenebilir. Özellikle CADFEKO’da kendi oluşturduğunuz modeller için (başka bir yerden alınmamış) otomatik mesh en iyi seçenek olacaktır. Bu nedenle, bileşen düzeyinde anten optimizasyonu için HyperMesh değil CADFEKO kullanmanızı öneririz.
Bu yazı HyperMesh hakkında yalnızca kısa bir genel bakış sağlayacaktır. Bazı yararlı HyperMesh araçları ve yetenekleri hakkında daha fazla ayrıntı, Altair HyperWorks How-To Youtube kanalındaki bir video serisinde gösterilmektedir (Video Serisi: Feko Kullanıcıları için HyperMesh). 8 kapsamlı oturumda farklı iş akışları ve seçenekler adım adım açıklanmaktadır. Daha ileri düzey bilgiler için HyperMesh eğitimi ve kaynakları https://learn.altair.com/ adresinde mevcuttur.
Yazılım arayüzü, model organizasyonu ve şekil tanıma
Feko ve HyperMesh arasındaki *.fhm dosya formatı, kullanıcının her iki yazılım arasında karmaşık modelleri (malzeme özellikleri dahil) değiş tokuş etmesini sağlar. Bu, her iki aracın güçlü yönlerini birleştiren iş akışlarını mümkün kılar. Video 1, HyperMesh’e aşina olmayan kullanıcılar için arayüzü ve bazı temel bilgileri açıklamaktadır. Video 2‘de model düzenleme seçenekleri açıklanmaktadır. Bu, alt sistem seviyesi gösterimleri için parçaları kullanarak büyük, karmaşık modelleri verimli ve tutarlı bir şekilde bir araya getirmek için önemlidir. Bu tür model yönetimi seçeneklerinin çok yararlı olduğu durumlara bir örnek, aynı malzeme parametrelerinin özel tipteki model parçalarına atanmasıdır.
HyperMesh 2021.2 versiyonundan itibaren yapay zeka destekli ShapeAI aracı bulunmaktadır. Otomatik örüntü ve şekil tanıma özellikleri, kullanıcıların benzer şekilleri aynı anda seçmesine ve düzenlemesine olanak tanır. Bu, çok sayıda ayrı parçayı modelleme ihtiyacını azaltır ve gelişmiş kümeleme teknolojisi ve otomatik özellik çıkarma yetenekleri ile kullanıcılar tasarım sürecini hızlandırabilir.
Temizleme ve Yeni Geometri Oluşturma
İçe aktarılan CAD verileri nadiren temizdir. HyperMesh, elektromanyetik analize hazırlık olarak CAD yapılarını onarmak ve temizlemek için güçlü özellikler sunar. Örneğin, bir yapıyı elektromanyetik saçılma analizi için hazırlamak için, metalik parçaların bağlantısı simülasyon modelinde doğru şekilde yakalanmalıdır. Bu bağlantı doğru şekilde modellenmezse, nesne üzerinde hesaplanan akım dağılımı gerçek akım dağılımını temsil etmeyecektir (rezonanslar gözden kaçabilir veya ekstra rezonanslar eklenebilir), bu da saçılma analizi sonucu üzerinde büyük bir etkiye neden olur. Yüzeyler arasındaki bağlantılar HyperMesh’te kolayca yapılandırılabilir ve görselleştirilebilir (farklı renkler kullanılarak).
Video 3‘te Geometri temizleme için manuel iş akışı açıklanırken, Video 4‘te aynı işlevsellik tam otomatik bir süreçte gösterilmektedir.
Bazı durumlarda, bir simülasyon modeline ek geometri oluşturmak gerekebilir. Bu durum Video 5‘te açıklanmaktadır.
Mesh ve Morphing
HyperMesh, orta yüzey çıkarma (mid-surface), midmesh ve tetra meshleme gibi yüzey ve katı meshleme için gelişmiş araçlar ve iş akışları ile karmaşık geometrilerin meshlenmesi için güçlü araçlara sahiptir. Bu iş akışlarının bir demosunu Video 6‘da bulabilirsiniz. Bu video ayrıca mesh kalitesi değerlendirmesini kapsamakta ve gelişmiş mesh düzenleme işlevselliğini göstermektedir.
Karmaşık bir yapının şeklindeki değişiklikleri göz önünde bulundurmak için HyperMesh’teki morphing teknolojisi çok güçlüdür. Video 7‘de detayları bulabilirsiniz. Bu tür deformasyonlar HyperMesh’te Şekiller (shapes) olarak kaydedilebilir. Şekiller, deformasyonun genliğini tanımlayan tasarım değişkenleri ile ilişkilendirildiğinden, bu yaklaşım kullanılarak şekil optimizasyonu mümkündür.
Son Video 8‘de model kontrolleri, mesh seviyesinde birleştirme işlemleri ve Feko’ya model aktarımı anlatılmaktadır.
Soru ve taleplerinizi iletişim formunu kullanarak iletebilirsiniz.
