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TENDENCIAS DEL MERCADO EN SOFTWARE DE SIMULACIÓN NUMÉRICA:

LA VISIÓN DE UN INGENIERO CONSULTOR DEL SECTOR AUTOMOCIÓN

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TENDENCIAS DEL MERCADO EN SOFTWARE DE SIMULACIÓN NUMÉRICA:LA VISIÓN DE UN INGENIERO CONSULTOR DEL SECTOR AUTOMOCIÓN

Índice:

•Introducción

oSimulación Numérica (Finite Element Method)

oExperiencia Personal

•Evolución del Software de Simulación en el Sector Automoción

•Nuevos Modelos de Negocio en el Software de Simulación

oLicencia basada en Tokens

oAltair programa Partners

oOPEN FOAM

oCODE ASTER



•Introducción


•Es difícil documentar el origen exacto de la metodología FEM, porque los conceptos básicos fueron desarrollados hace más de 150 años.

•El termino elemento finito fue utilizado por primera vez por Clough en 1960.

•A principios de los años 1960 los ingenieros empezaron a utilizar este método para encontrar soluciones aproximadas en problemas de análisis de tensiones, analisys de fluidos, problemas térmicos y otras áreas.

•El primer libro especifico de FEM fue publicado por Zienkiewicz y Chung en 1967.

•A finales de los 60s y comienzo de los 70s esta técnica se empezó a aplicar a una gran variedad de problemática ingenieril.



•Introducción


•Durante los 70s grandes avances introduciendo nuevos algoritmos matemáticos, nuevos elementos y estudios de convergencia.

•Aparición en el mercado de los principales paquetes comerciales 1970s (ABAQUS, ADINA, ANSYS, MARK, PAFEC) y1980s (FENRIS, LARSTRAN ‘80, SESAM ‘80.)



•Introducción


Historia LS-Dyna

1976 DYNA3D Lawrence Livermore National Laboratory by John Hallquist Programa 3D para impacto a velocidades bajas para aplicaciones militares

1979 DYNA3D implementado para Cray-1 introduciendo la mejora del algoritmo de contacto con un incremento de la velocidad de cálculo

1981 Nuevos modelos de materiales para explosivos, nuevas opciones para impacto de proyectiles.

1986 Beams, Shells, Rigid Bodies, Single Surface Contact, Support for Multiple Computer Platforms

1988 Automotive Applications Support LS-DYNA1989 Full Commercial VersionLSTC1993 Keyword Format, Automatic Single Surface Contact, 1st International LS-DYNA User

Conference



Índice:

oExperiencia Personal

1994-1995 ETSEIB Departamento de MaterialesABAQUS (Sin software de pre-proceso)

1995-1998 SENER Ingeniero Cálculo CrashPatran / GenerisPanCrash / Nastran

1998-2003 GESTAMP Ingeniero Cálculo departamento I+DANSA / Patran / Generis / Pamstamp Pamcrash / Radioss / Ls-Dyna

2003-2008 HENKEL Director Departamento CAE Soluciones Estructurales AutomociónAnsa / Patran HypermeshNastran OptistructPamcrash / Radioss / LS-Dyna

2008-2013 TECSIMAT Director y FundadorHyperWorks + PartnersOpensource ASTER / OpenFOAM




CADCatia / Ideas / Unigraphics

En el 2000 para cada tarea relacionada con el cálculo numérico se utilizaba un programa especifico, uno para preparar la geometría, uno para mallar i otro para el cálculo. Para cada tipo de cálculo había un programa..

MalladoresANSA /

HyperMesh

Pre-ProcesoGeneris / Patran /

Ls-Pre …

Implícitos Lineales

Nastran

Implícitos No-lineales

Abaqus

Explícitos PamCrash / Radios /

LS-Dyna




CADCatia / Ideas / Unigraphics

Del 2000 al 2013 todos los programas han incorporado nuevos módulos con el objetivo de utilizar un solo programa.

Ideas + UnigraphicsNX

Catia + ABAQUS2005

2002

SIMULIA

ABAQUSImplicit

ABAQUSImplicit + Explicit


Abaqus CAE


Abaqus CAECFD …

SIEMENS PLM Software.

NASTRAN NX2003

CAD CAE



MalladoresANSA /

HyperMesh

ANSA PreMETA Post

Para todos los softwares

MalladoresPre-proceso

HyperMesh PreHyperView Post

Para todos los softwares

HyperMeshOptistruct

HyperMeshOptistruct + Radioss

HyperMeshOptistruct + Radioss

ACUSSIM + SolidThinking

1993 2006 2006HyperWorks

Multiphysics





Implícitos Lineales

Nastran

Multiphysics

1994 - PDA Engineering 1999 - MARC Analysis Research Corporation1999 - Universal Analytics Incorporation (UAI)1999 - Computerized Structural Analysis Research

Corporation (CSAR)2001 - Advanced Enterprise Solutions Inc. (AES)2002 - Mechanical Dynamics Inc. increase client over

10,000 2008 - Thermal analysis company Network Analysis Inc. 2011 - Acoustic simulation company Free Field

Technologies, S.A2012 - Composite material simulation leader e-Xstream

SIM-Design

SIM-Expert

SIM-Manager





Explícitos PamCrash

Multiphysics


2003 EASi’s computer aided engineering (CAE) simulation design and control software

2004 CFD-ACE+, CFD-FASTRAN, CFD-VISCART and CFD-CADalyzer from CFD Research Corp

2008 US CFD service provider Mindware Engineering Inc.

2013 OpenFoam





GOOD NEWS

•Los útiles de pre-proceso han avanzado hacia un entorno grafico muy competitivo permitiendo la preparación de modelos muy complejos.

•Todos los programas de cálculo han mejorado y ampliado su campo de aplicación con dos objetivos Multi-Physics y utilizar un modelo FEM único.

BAD NEWS

“No es oro todo lo que reluce” El aumento de las prestaciones dentro de un programa está ligado a un aumento de precios de las licencias por el aumento de posibilidades.

“El pez grande se come al pequeño” El crecimiento de las principales compañías dificulta la relación de estas con pequeñas organizaciones. Están orientadas a dar soluciones para grandes corporaciones.




oLicencia basada en Tokens

Actualmente casi todos los programas trabajan con este concepto. Las posibilidades del programa están divididos por módulos (Pre, Post, Cálculos lineales, cálculos no-lineales, cálculos explícitos, cálculos paralelos,…) se adquiere un número determinado de tokens en función de las necesidades del usuario.

Un caso particular dentro de este sistema es modelo de Altair

HyperWorks Business Model

En este caso los tokens que utiliza un usuario son los de la aplicación que consume más no son acumulativos como el resto de programas.

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Partner AllianceAltair Software



oAltair programa Partners

Altair a incorporado otros programas de cálculo dentro de su sistema de tokens, permitiendo la utilización de los partners con la misma licencia HyperWorks.




oOPEN FOAM (Programa CFD código abierto)

Historia:

El desarrollo original de OpenFOAM empezó en los 80 en el Imperial College deLondres. El objetivo era desarrollar un conjuntos de nuevas herramientas desimulación mas potentes y versátiles utilizando el C++ en vez del FORTAN. Unaversión inicial de FOAM fue comercializada por la sociedad Nabla sin éxito. En 2004se decidió su distribución opensource creándose la sociedad OpenCFD centrándosesu negocio en la formación y soporte.

El 15 de Agosto 2011 la sociedad Silicon Graphics International (SGI) compró laempresa OpenCFD y en Septiembre de 2010 ESI Group adquirió los derechos a SGI.

En 2011 con la se creo la Fundación OpenFOAM para preservar la idea OpenFoamcomo código abierto y fomentar su utilización y desarrollo.

OpenFOAM es el programa utilizado por el grupo VW para cálculos de fluodinámica



oCODE ASTER (EDF)

¿Por qué el desarrollo interno de programas de simulación?

•Necesidades especificas en el campo Nuclear

•Concepción reglamentaria, exigencias de seguridad

•Adaptación a las necesidades propias de la ingeniería.

•Capitalización del conocimiento, la transmisión a la ingeniería en el mínimo

plazo y las mejores condiciones de realización de los modelos.




oCODE ASTER (EDF)

¿Por qué la difusión de ASTER como código libre?

•Para aumentar el número de usuarios

•Para aumentar el retorno de los usuarios sobre:

Comparaciones con otros programas y experimentación (benchmarks)

Detección de fallos dentro del programa

Validación del programa en aplicaciones fuera de EDF.

Colaboración exterior para la mejora del útil.


250 usuarios internos EDF

2000 actualizaciones cada actualización semestral + difusión no controlada



oCODE ASTER (EDF)

Difusión libre: un poco de historia

1998 Experiencia en la difusión comercial, ejecución del Code_Aster por concesiones:

fracaso

2001 Difusión de la versión 6 de Open-Source bajo licencia GNU-GPL

2004 Primera jornada de usuarios “libre”

2005 10.000 mensajes compartidos en el forum, >500 miembros activos

2006 Aster recibe El “Lutèce d’or” por el mejor proyecto libre de gran grupo

2007 Convenio de partners de desarrollo con IFP Y EDF por la difusión de Saloné-Méca




oCODE ASTER (EDF)

Algunas cifras de ASTER: 60 versiones producidas cada año bajo el criterio de Calidad

200 usuarios internos EDF y miles de usuarios libres

1.300 documentos accesibles (14.000 paginas)

15 tesis entre ellas 8 los últimos años

Alrededor de 300 ampliaciones del software cada año

2.300 test dirigidos en configuración

Cientos de miles de horas en CPU en una máquina centralizada versiones locales linux

4 sesiones de formación de 40 alumnos

Aster-libre, un fuerte reconocimiento externo: 50.000 descargas.

10.000 visitas por semana.




oCODE ASTER (EDF)

EDF ha considerado un éxito la difusión de ASTER y ha empezado a difundir

otros programas de cálculos ( OpenTurns, Saturn, Telemac y Sim-Diasca)




oCODE ASTER

Para fomentar la difusión y el intercambio de experiencias entre las empresas

centros de investigación y Universidades EDF ha creado la asociación PRONET.


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