Многофункциональная среда для построения сеток (ITEM)

Команда Fidesys по разработке инструментария для создания сеток и геометрии берет на себя амбициозную задачу по уменьшению времени моделирования. Часто бывает, что процесс построения сетки может занимать более трех четвертей всего времени расчетов. Для использования различных вспомогательных утилит, имеющихся в Fidesys, и быстрого построения сетки на сложных объектах может потребоваться достаточно много опыта. Для упрощения этой задачи и была разработана среда ITEM. Это интерактивный инструментарий для создания сеток, сопровождающий пользователя на этапе построения.

Для достижения своей основной цели - сокращения времени моделирования, ITEM была разработана для помощи в более качественном использовании имеющегося набора инструментов. При использовании, ITEM помогает пользователю в трех основных направлениях:

Сопровождение в течение процесса построения
Предоставление дополнительных опций
Автоматические решения некоторых задач

Сопровождение в течение процесса построения.

В программном обеспечении любой сложности, которое используется редко, задача приобретения необходимых навыков использования может быть достаточно сложной. Работая с моделью тела, которая могла быть разработана для производственных целей, аналитики могут столкнуться с проблемами при построении сеток. Любой пользователи, не зависимо от частоты использования пакета, хотел бы более полно использовать все имеющиеся в нем средства.

Для этого, ITEM был разработан с возможностью пошагового исполнения, помогающим пользователю пройти все этапы построения геометрии и сеток. Для пользователей, не знакомых с данным ПО, в нем содержатся интерактивные пошаговые инструменты для выполнения основных заданий. Для более опытных пользователей, может использоваться система напоминаний, но, также, может быть полезен и при более итеративном подходе, позволяя легко перемещаться между основными заданиями. В настоящее время, ограничиваясь моделями, требующими трехмерных элементов, в ITEM выполняются следующие этапы:

Определение геометрии модели - Импорт CAD-модели или создание собственной модели встроенными средствами.
Настройка модели - Определение основных параметров, таких как, форма элементов, объемы, покрываемые сеткой, размеры элементов.
Очистка геометрии - Диагностика основных проблем и упрощение геометрии в CAD-модели.
Создание сетки - Осуществление действий по подготовке модели к построению сетки, таких как, отпечатывание/слияние, выбор схем, разбиение.
Проверка сетки - Проверка качества элементов и выполнение операций по улучшению качества сетки.
Задание граничных условий - Определение областей приложения граничных условий в вершинам, граням или блокам.
Экспорт сетки - Определение формата и экспорт сетки.

Предоставление дополнительных опций.

В твердотельных моделях используемых для анализа может содержаться большое количество различных характеристик затрудняющих процесс построения сеток. Одними из часто-задаваемых вопросов являются: Какие проблемы относятся к данной модели? Какие текущие проблемы мешают построению сетки? Как решить эти проблемы? Без хорошего знания функций и алгоритмов ответить на эти вопросы может быть достаточно трудно.

ITEM решает эти проблемы, предоставляя дополнительные опции пользователю. В зависимости от текущего состояния модели, будут автоматически выполнены соответствующие диагностики и предложены полученные решения для выявленных проблем. Например в местах, содержащих малые особенности, ITEM укажет пользователю на них и предложит варианты по упрощению геометрии. При выборе из списка решений можно предварительно просмотреть полученные результаты. Пользователь может выбрать наиболее подходящее решение и применить его. Данный подход по выявлению проблем и предложению вариантов по их устранению является более удачным для взаимодействия с пользователем. Он отличается с обычным подходом, при котором пользователю приходится постоянно угадывать необходимые функции и их результаты. ITEM, с другой стороны, служит в качестве эксперта, сопровождающего пользователя на этапах построения сетки и создания геометрии.

Автоматические решения некоторых задач.

Учитывая с прогресс в разработке решений для построения сеток, может показаться, что идеальным инструментарием для построения сеток может быть полностью автоматическое решение. Несмотря на то, что во многих случаях это может быть хорошим вариантом, для кого то такой подход может быть нежелательным. Автоматические решения подразумевают под собой, что пользователь доверяет используемым в данном программном обеспечении алгоритмам. Это может быть лучше, чем доверять решение важной задачи случайному пользователю. Даже если пользователь согласен на полностью автоматическое решение, во многих случаях, из-за сложности модели, возникающие проблемы могут быть некорректно решены существующими алгоритмами.

С другой стороны, если пользователи ознакомлены с предлагаемыми решениями, они могут быть незаинтересованы в подробном рассмотрении каждой детали при построении модели. Наоборот, они могут быть склонны выбирать наиболее быстрое решение. Предоставление возможностей по автоматизации максимального количества проблем, это еще одна особенность ITEM.

Для разнообразных геометрических проблем, которые встречаются в твердотельных моделях, ITEM может определить из имеющихся решений наиболее подходящее и применить его без какого-либо вмешательства пользователя. Для многих конфигураций геометрии, может быть доступно полностью автоматическое решение. Для других, только часть процесса может быть выполнена автоматически. В случае, если подходящее решение не может быть выявлено автоматически, пользователю могут помочь дополнительные опции, описанные выше. При разработке и появлении новых методов и алгоритмов, ITEM будет использовать их для автоматизации решений.

Стоит отметить, что ITEM не предназначен для полностью автоматического построения сетки на твердых моделях. Наоборот, он разработан. как многофункциональная среда, сопутствующая пользователю в процессе построения модели, предлагая варианты решений и выполняя решения автоматически при согласии пользователя. Документация организована в соответствии с основным ходом работы в ITEM. Целью является описание основных проблем, которые могут возникнуть при построении и анализе модели, и как их можно решить. При разработке данной среды, было использовано и разработано много инновационных инструментов для предоставления такого подхода к построению геометрии и сеток.