Computerondersteunde techniek (CAE)

Computerondersteunde techniek wordt al tientallen jaren met succes toegepast voor productontwikkeling. Daarnaast werd er voortdurend gewerkt aan de ontwikkeling van zowel high-fidelity-modelleringsmethoden als meer pragmatische methoden waarmee u sneller voldoende nauwkeurige resultaten kunt verkrijgen. Tegenwoordig kunnen en moeten ingenieurs het nauwkeurigheidsniveau kiezen dat het beste bij hun behoeften past om technische vragen te beantwoorden met minimale rekeninspanning. De mate van nauwkeurigheid varieert van hoogwaardige modelleringstechnieken waarmee werkelijk gedrag binnen enkele procenten of zelfs minder kan worden voorspeld, tot snelle methoden die snelle trendvoorspellingen mogelijk maken.

Op basis daarvan zijn de certificerings- en verificatieprocessen voor CAE-instrumenten tegenwoordig goed ingeburgerd. Ze zullen een cruciaal ingrediënt blijven voor de vooruitgang van CAE, de betrouwbaarheid en het vertrouwen in digitale tweelingen en de vestiging van CAE op nieuwe gebieden. Hoewel voorspellende simulatie de behoefte aan dure metingen en prototyping voortdurend zal verminderen, zullen hiervoor rigoureuze CAE-methoden en validatie van beste praktijken door middel van experimenten nodig blijven.

CAE leren vergt tijd, toewijding, grondige studie en oefening. Het is van cruciaal belang om de onderliggende fundamentele fysica van het domein waarin u zich bevindt te begrijpen, de numerieke methoden en hun beperkingen onder de knie te hebben, en om het praktische gebruik van echte CAE-softwaretools te oefenen. Dankzij automatisering, toenemende rekenkracht en voortdurende verbetering van gebruikersinterfaces in moderne CAE-software zullen de barrières voor high-fidelity CAE op alle gebruikersniveaus verder afnemen, waardoor de reikwijdte verschuift naar het verkennen van resultaten en het nemen van beslissingen op basis van simulaties. Bovendien is het van cruciaal belang om de fundamentele fysische dynamiek te begrijpen die plaatsvindt om de resultaten te beoordelen en zinvolle technische beslissingen te nemen op basis van CAE-resultaten.

CAE-software wordt gebruikt in een breed scala aan technische toepassingen wanneer het nodig is om te begrijpen of te voorspellen hoe verschillende soorten fysica de prestaties van een productontwerp of systeem zullen beïnvloeden. Op het gebied van industriële productontwikkeling is computerondersteunde engineering nu geëvolueerd naar het simuleren van het multifysisch gedrag in complexe geometrieën, waardoor bedrijven hun productontwerp volledig kunnen begrijpen en optimaliseren, vrijwel voordat ze ooit een prototype bouwen.

Industrieën waar computerondersteunde engineering op grote schaal wordt gebruikt, zijn onder meer:

• Ruimtevaart
• Automobiel
• Consumentenproducten
• Maritiem (scheepsontwerp, voortstuwingssystemen, motorontwerp)
• Elektronica
• Energie (kernenergie, olie en gas, energieopwekking)
• Gebouwdiensten
• Biowetenschappen
• Turbomachines
• Sport
• Andere algemene toepassingen met betrekking tot structuren, trillingen, elektromagnetisme, geluid, warmte en vloeistofstroming

CAD is het gebruik van computerprogramma's om twee- of driedimensionale (2D of 3D) grafische representaties van fysieke objecten te creëren, te wijzigen, te analyseren en te documenteren als alternatief voor handmatige ontwerpen en productprototypes. CAD is uitsluitend gericht op de geometrie van een onderdeel of product.

Computerondersteunde engineering is in feite de volgende stap in het ontwikkelingsproces en stelt ingenieurs in staat om het onderdeel of product te simuleren dat is gedefinieerd in CAD om te begrijpen of het ontwerp naar verwachting presteert om aan de vereisten te voldoen. CAD-gegevens voeden het CAE-proces, waarbij ingenieurs met behulp van CAE-tools een simulatiemodel maken op basis van de geometrie die is gedefinieerd in CAD. De resultaten van de simulatie laten de ingenieurs vervolgens weten of het ontwerp voldoet aan de vereisten of faalt, en komen met ideeën om het ontwerp te wijzigen om de prestaties te verbeteren.

CAD is samen met CAE een iteratief proces waarmee technische teams sneller innovatieve nieuwe producten kunnen ontwikkelen in minder tijd dan fysieke testmethoden die afhankelijk zijn van het bouwen van echte prototypes.