Počítačové inžinierstvo (CAE)

Počítačové inžinierstvo sa úspešne používa v produktovom inžinierstve už desaťročia. Spolu s tým došlo k neustálemu vývoju prístupov modelovania s vysokou vernosťou a pragmatickejších prístupov, ktoré vám umožnili rýchlejšie dosiahnuť dostatočne presné výsledky. Dnes si inžinieri môžu a musia zvoliť úroveň presnosti, ktorá najlepšie vyhovuje ich potrebám, aby odpovedali na inžinierske otázky s minimálnym výpočtovým úsilím. Úroveň presnosti sa pohybuje od techník modelovania s vysokou vernosťou, ktoré umožňujú predpovedať skutočné správanie v rámci niekoľkých percent alebo dokonca menej, až po rýchle metódy, ktoré umožňujú rýchle predpovede trendov.

Dnes sú na tomto základe dobre zavedené procesy certifikácie a overovania nástrojov CAE. Zostanú kľúčovou zložkou pokroku CAE, jeho spoľahlivosti a dôvery v digitálne dvojčatá a jej zavedenia v nových oblastiach. Aj keď prediktívna simulácia bude neustále znižovať potrebu nákladných meraní a prototypovania, bude naďalej vyžadovať prísne metódy CAE a validáciu osvedčených postupov prostredníctvom experimentu.

Učenie sa CAE vyžaduje čas, odhodlanie, dôkladné štúdium a prax. Je dôležité porozumieť základnej základnej fyzike domény, v ktorej sa nachádzate, pochopiť numerické metódy a ich obmedzenia, ako aj precvičiť praktické používanie skutočných softvérových nástrojov CAE. Vďaka automatizácii, zvyšujúcemu sa výpočtovému výkonu a neustálemu zlepšovaniu používateľských rozhraní v modernom softvéri CAE sa prekážky vysokej vernosti CAE ďalej znižujú na všetkých úrovniach používateľov - posúvajú sa rozsah na skúmanie výsledkov a prijímanie rozhodnutí založených na simulácii. A čo viac, je dôležité porozumieť základnej fyzikálnej dynamike, ktorá prebieha, na posúdenie výsledkov a na základe výsledkov CAE prijímanie zmysluplných inžinierskych rozhodnutí.

Softvér CAE sa používa v širokej škále inžinierskych aplikácií vždy, keď je potrebné pochopiť alebo predpovedať, ako rôzne druhy fyziky ovplyvnia výkon návrhu produktu alebo systému. Vo vývoji priemyselných produktov pokročilo počítačovo podporované inžinierstvo k simulácii multifyzikálneho správania v zložitých geometriách, ktoré spoločnostiam umožňujú plne pochopiť a optimalizovať svoj dizajn produktu prakticky skôr, ako vôbec vytvoria prototyp.

Medzi priemyselné odvetvia, v ktorých sa počítačom podporované inžinierstvo široko používa, patria:

• Letecký priemysel
• Automobilový priemysel
• Spotrebiteľské výrobky
• Námorné (konštrukcia lodí, pohonné systémy, konštrukcia motora)
• Elektronika
• Energetika (jadrová energia, ropa a plyn, výroba energie)
• Stavebné služby
• Životné vedy
• Turbomáreň
• Športové
• Ostatné všeobecné aplikácie zahŕňajúce štruktúry, vibrácie, elektromagnetiku, zvuk, teplo a prietok tekutín

CAD je použitie počítačových programov na vytváranie, úpravu, analýzu a dokumentovanie dvoj- alebo trojrozmerných (2D alebo 3D) grafických reprezentácií fyzických objektov ako alternatíva k manuálnym návrhom a prototypom produktov. CAD je zameraný len na geometriu časti alebo produktu.

Počítačové inžinierstvo je skutočne ďalším krokom vo vývojovom procese a umožňuje inžinierom simulovať časť alebo produkt definovaný v CAD, aby pochopili, či návrh bude fungovať podľa očakávaní, aby spĺňal požiadavky. CAD údaje napájajú proces CAE, kde inžinieri využívajúci nástroje CAE vytvárajú simulačný model založený na geometrii definovanej v CAD. Výsledky simulácie potom informujú inžinierom, či návrh spĺňa požiadavky alebo zlyhá, a prídu s nápadmi na zmenu dizajnu s cieľom zlepšiť výkon.

CAD spolu s CAE je iteratívny proces, ktorý umožňuje inžinierskym tímom rýchlejšie vyvinúť inovatívne nové produkty za kratší čas ako metódy fyzického testovania, ktoré sa spoliehajú na vytváranie skutočných prototypov.