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通过使用Femap,RSE为大坝和能源业找到理想的有限元建模工具

作者:Simwe    来源:西门子    发布时间:2015-07-16    收藏】 【打印】  复制连接  【 】 我来说两句:(0逛逛论坛
 

Ricerca sul Sistema Energetico通过使用 Femap,RSE 为大坝和能源业其它构筑物找到了一个理想的有限元建模工具

产品
Femap
 
业务挑战
用一个用户友好的图形界面来对复杂几何图形进行建模和分析
为分析目的实施一个灵活的网格生成工具
 
成功的关键
用 Femap 来建造三维模型,生成网格
将 Femap 作为前后处理器,与客户的计算软件连接
 
实施成果
用通用和/或中性格式生成数字分析用的模型
以最灵活的方式生成充分结构化的网格

解决方案/服务
Femap www.siemens.com/plm/femap
NX™ Nastran® www.siemens.com/plm/ nxnastran
 
客户的主营业务
意大利能源监管局 GSE SpA 全资公司 Ricerca sul Sistema Energetico 是一家电能行业研究公司,重点研究战略性国家公共事业项目。 www.rse-web.it
 
客户的位置
意大利米兰
 
合作伙伴
Cosmos Italia
Siemens PLM Software 的先进 CAE 工具满足复杂建模的要求,包括高灵活性和生成自定义网格
 
在水力发电、发电厂、基础设施和领土安全领域拥有广泛的经验
 
作为意大利能源监管局 GSE SpA 的全资公司,Ricerca sul Sistema Energetico(“RSE”)是一家股份公司,专门从事电能行业研究,重点研究战略性国家公共事业项目。RSE 通过中央和地方公共行政部门(包括广泛的保护系统和消费者协会)以及中小型商业群体和协会实施联合项目。RSE 的业务包括电力系统的创新和技术开发,主要研究主题包括电力网络、可再生能源、发电厂、智能电网、电力市场以及电力系统的可持续性和环境影响。
 
RSE 的“环境与可持续能源 – 水电研究与安全部”是一个经验丰富的团队,在水电以及发电厂、基础设施和领土安全领域拥有广泛的经验。
 

混凝土大坝施工过程中热机效应仿真   氢蓄电池的设计与分析,用于优化金属氢化物粉末的冷却/加热,改善氢的吸附/解吸属性


“尽管有很多程序可以创建几何图形和生成网格模型,但并不总适合于大坝研究,这是因为网格的结构必须能够识别在给定点发生的位移或者特定截面的应力状态。在 Femap 中,我们发现了一个能够全面满足我们要求的灵活工具。”
Antonella Frigerio
环境与可持

公共项目和私人项目

作为一家研究型公众公司,RSE 须遵守特定的工作方法,按照国家或欧洲公共资金支出程序营运。环境与可持续发展部的 Antonella Frigerio 表示:“我们公司的研究主题分为多个三年计划,这些计划以与经济发展部(MED)签订的协议为基础。”Frigerio是“部门间热流体动态与结构数字建模专业小组”的负责人。他解释道:“因此,每年都会验证经济发展部批准的各项活动。与此同时,我们还参与欧洲项目以及其它国家研究项目。此外,水电与安全研究小组还为水电行业的公司提供专业研究服务。部门间数字建模小组的目标之一是在水电以外的其它研究领域推广数字仿真,以便补充和优化在实验室进行的实验活动。

“遇到建模问题时,我们会立即评估如何解决,首先是对问题进行简化和分割,以便初步分析问题的复杂性;然后,添加几何或机械非线性,以增强模型代表实际问题的能力。”

SRE 用 Siemens PLM Software 公司的前后处理器 Femap™ 软件来开发结构分析模型。Frigerio 表示:“大坝模型的几何图形非常复杂,我们只能分布构建。我们的模型中大概90%都是用 Femap 生成的。我们对功能强大的前后处理软件的需要源于最初使用的一个内部自主开发的程序,该程序用 Fortran 编写而成,没有图形界面;此外,尽管提供了用于生成网格的计算机辅助工程(CAE)工具,但是即使使用主要的结构计算程序,我们也无法根据自己的具体计算需要以简单的结构化方式创建和管理复杂的几何图形。尽管有很多程序可以创建几何图形和生成网格模型,但并不总适合于大坝研究,这是因为网格的结构必须能够识别在给定点发生的位移或者特定截面的应力状态。在 Femap 中,我们发现了一个能够全面满足我们要求的灵活工具。”


赞比西河卡里巴大坝碱骨料反应引起的混凝土膨胀效应的有限元建模
 
Femap 的灵活性和效率

由于 RSE 要求根据具体要求确定模型结构,因此灵活管理几何图形和网格的能力当然是RSE 选择 Femap 的决定因素之一。RSE 需要能够按照结构化、点对点的方法管理所有操作。

Siemens PLM Software 从2000年开始向客户授予 Femap 使用许可证,当时 RSE 还评估了几个竞争程序。在经过几次测试后,RSE最终认定 Femap 是一个直观的解决方案,不仅能够高效导入以前开发的通用格式模型,而且还能够用中性格式生成输出。Frigerio 表示:“不仅如此,我们还发现 Femap 与我们的内部程序之间的兼容性非常强,因此还能用作后处理软件。”

“我们可以用 Femap 导入以前开发的通用格式模型,用中性格式生成输出,供后续分析之用。”
Antonella Frigerio
环境与可持续发展部
RSE 公司

 


卡里巴大坝结构的拉应力和压应力视图
 

Femap 现在已被用作前后处理器,已经成为有限元建模环境,用于导入和生成三维几何模型,并且对这些模型进行离散化处理,以便进行分析。RSE的技术人员在这个环境和内部开发的有限元程序之间建立了接口,以便用 Femap 生成的中性输出文件执行实际计算。执行了计算之后,用中性格式将结果发回到 Femap,然后用 Femap 的先进图形用户界面分析计算结果。和 Frigerio加入同一工作组的研究员 Giorgia Faggiani 表示:“Femap 是一个极其重要的支持工具,能够推广应用本公司内部开发的 CANT-SD 等计算程序,从而允许我们对‘大坝-水库-基础’系统进行静态和动态分析,对二氧化碳封存点进行岩土力学分析。”
 
连接 NX Nastran 的全套解算器

从2010年6月开始,Siemens PLM Software公司的合作伙伴 Cosmos Italia 一直为 RSE公司提供支持。Cosmos Italia 更新了 RSE 的Femap 许可证,并将 Femap 与新的解算器集成在一起。Cosmos Italia 公司的 Diego Redaelli 解释道:“按照我们根据 Siemens PLM Software 公司的最佳实践提出的新建议,我们将 RSE 实施的工具包与连接 NX Nastran 的解算器集成在一起,使客户能够在一个线性静态、动态、热和非线性环境中试验整套解算器。”

Frigerio 表示:“作为一个研究中心,我们要尽量避免只使用几个特定程序。我们需要探索其它领域,进行交叉计算,以便进行验证和比较。当你像我们这样进行专业研究时,一定要验证每个应用软件提供的给您根据,测试各个程序的组成模型 – 对于不同的项目,这些程序的适宜性、有用性和/或有效性会发生或多或少的变化。”

Frigerio 表示,Siemens PLM Software 公司的解决方案在 RSE 发挥了重要作用,执行水电行业的开发和可持续性管理项目,为确保基础设施、设备和领土安全作出了重大贡献。


 
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