Kompiuterinė inžinerija (CAE)

Kompiuterinė inžinerija dešimtmečius sėkmingai naudojama produktų inžinerijai. Be to, buvo nuolat tobulinami tiek aukštos kokybės modeliavimo metodai, tiek pragmatiškesni metodai, leidžiantys greičiau gauti pakankamai tikslius rezultatus. Šiandien inžinieriai gali ir turi pasirinkti tikslumo lygį, kuris geriausiai atitiktų jų poreikius, kad atsakytų į inžinerinius klausimus su minimaliomis skaičiavimo pastangomis. Tikslumo lygis svyruoja nuo aukštos ištikimybės modeliavimo metodų, įgalinančių prognozuoti realų elgesį per kelis procentus ar net mažiau, iki greitų metodų, leidžiančių greitai prognozuoti tendencijas.

Šiandien šiuo pagrindu CAE įrankių sertifikavimo ir tikrinimo procesai yra nusistovėję. Jie išliks svarbiu CAE pažangos, jos patikimumo ir pasitikėjimo skaitmeniniais dvyniais bei jos įsitvirtinimo naujose srityse sudedamąja dalimi. Nors nuspėjamasis modeliavimas nuolat sumažins brangių matavimų ir prototipų kūrimo poreikį, jam ir toliau reikės griežtų CAE metodų ir geriausios praktikos patvirtinimo atliekant eksperimentą.

Mokymasis CAE reikalauja laiko, atsidavimo, nuodugnių studijų ir praktikos. Labai svarbu suprasti pagrindinę srities, kurioje esate, fiziką, suprasti skaitinius metodus ir jų apribojimus, taip pat praktikuoti faktinių CAE programinės įrangos įrankių praktinį naudojimą. Dėl automatizavimo, didėjančios skaičiavimo galios ir nuolatinio vartotojo sąsajų tobulinimo šiuolaikinėje CAE programinėje įrangoje aukštos kokybės CAE kliūtys dar labiau sumažės visuose vartotojų lygmenyse - perkeliant taikymo sritį į rezultatų tyrinėjimą ir modeliavimu pagrįstų sprendimų priėmimą. Be to, labai svarbu suprasti esminę fizinę dinamiką, vykstančią, kad būtų galima įvertinti rezultatus ir priimti prasmingus inžinerinius sprendimus, pagrįstus CAE rezultatais.

CAE programinė įranga naudojama įvairiausiose inžinerinėse programose, kai reikia suprasti ar numatyti, kaip įvairios fizikos rūšys paveiks produkto dizaino ar sistemos veikimą. Pramoninių produktų kūrimo srityje kompiuterinė inžinerija pažengė į daugiafizikiško elgesio modeliavimą sudėtingose geometrijose, leidžiančią įmonėms visiškai suprasti ir optimizuoti savo produkto dizainą praktiškai prieš kuriant prototipą.

Pramonės šakos, kuriose plačiai naudojama kompiuterinė inžinerija, apima:

• Aviacija
• Automobiliai
• Vartojimo produktai
• Jūrinis (laivų projektavimas, varomosios sistemos, variklio konstrukcija)
• Elektronika
• Energetika (branduolinė, nafta ir dujos, elektros gamyba)
• Statybos paslaugos
• Gyvybės mokslai
• Turbomachinerija
• Sportas
• Kiti bendrieji pritaikymai, apimantys konstrukcijas, vibracijas, elektromagnetiką, garsą, šilumą ir skysčių srautą

CAD yra kompiuterinių programų naudojimas kuriant, modifikuojant, analizuojant ir dokumentuojant dviejų ar trimačių (2D arba 3D) fizinių objektų grafinius vaizdus kaip alternatyvą rankiniams juodraščiams ir produktų prototipams. CAD yra orientuotas tik į detalės ar gaminio geometriją.

Kompiuterinė inžinerija yra tikrai kitas žingsnis kūrimo procese, ir leidžia inžinieriams imituoti CAD apibrėžtą dalį ar produktą suprasti, ar dizainas atliks taip, kaip tikimasi, kad atitiktų reikalavimus. CAD duomenys maitina CAE procesą, kai inžinieriai, naudojantys CAE įrankius, sukuria modeliavimo modelį, pagrįstą CAD apibrėžta geometrija. Tada modeliavimo rezultatai leidžia inžinieriams žinoti, ar dizainas atitinka reikalavimus ar nepavyksta, ir sugalvoja idėjų, kaip pakeisti dizainą, kad pagerintų našumą.

CAD kartu su CAE yra iteracinis procesas, leidžiantis inžinerijos komandoms greičiau kurti novatoriškus naujus produktus per trumpesnį laiką nei fiziniai testavimo metodai, kurie remiasi tikrų prototipų kūrimu.