Dal 28 al 30 maggio 2021 si è tenuto con successo a Hangzhou il Seminario Nazionale sulla Generazione e Applicazione di Reti Elettriche 2021. La conferenza, organizzata dalla Società Cinese di Aerodinamica, con il patrocinio del Comitato Professionale di Aerodinamica Computazionale della stessa società, del Centro di Ricerca e Sviluppo Aerodinamico dell'Università di Zhejiang e in collaborazione con l'Università di Scienza e Tecnologia di Hangzhou Dianzi, si proponeva di creare una piattaforma di scambio tra industria, università e ricerca nel campo della generazione di reti elettriche, discutere problematiche comuni nella generazione di reti elettriche tramite calcolo numerico, raccogliere risultati innovativi in ​​ambito accademico, supportare la ricerca, lo sviluppo e l'applicazione di software di simulazione industriale su larga scala e promuovere lo sviluppo collaborativo delle discipline correlate alla generazione di reti elettriche. Al convegno hanno partecipato circa 300 esperti e studiosi del settore provenienti da 49 università, istituti di ricerca e 19 imprese ad alta tecnologia.

Il preside Ruan Xiangxin della Facoltà di Aeronautica e Astronautica dell'Università di Zhejiang, il professor emerito Zheng Min dell'Università Sun Yat-sen, i ricercatori Chen Zuobin e Gui Yewei del Centro cinese di ricerca e sviluppo aerodinamico, il direttore Chen Jianqiang dell'Istituto di Aerodinamica Computazionale del Centro cinese di ricerca e sviluppo aerodinamico, il professor Zheng Yao, illustre studioso Changjiang della Facoltà di Aeronautica e Astronautica dell'Università di Zhejiang, e altri illustri esponenti hanno partecipato alla cerimonia di apertura della conferenza. La cerimonia di apertura è stata presieduta da Hu Tianyong, direttore del Dipartimento di Scienza e Tecnologia dell'Istituto di Aerodinamica Computazionale del Centro cinese di ricerca e sviluppo aerodinamico.

Alla cerimonia di apertura, il preside Ruan Xiangxin e i copresidenti della conferenza, il direttore Chen Jianqiang e il professor Zheng Yao, hanno tenuto i discorsi di benvenuto. I tre hanno espresso il loro sincero benvenuto e la loro gratitudine agli esperti e agli studiosi presenti, e hanno condiviso le loro idee e speranze per il futuro sviluppo del settore delle reti elettriche nazionali. Gli esperti e gli studiosi presenti all'incontro hanno risposto positivamente e l'atmosfera è stata molto cordiale.

I professori Wang Zhijian e Luo Shixuan, figure di spicco del settore, sono stati invitati a tenere discorsi di apertura alla conferenza Qiushi Space dell'Università di Zhejiang.

Con mia grande sorpresa, 34 anni dopo, ho incontrato di nuovo il professor Luo Shixuan tramite videochiamata! Il professor Luo è il pioniere della "mesh tetraedrica". Quando, nel 1987, stavo svolgendo un tirocinio per la mia laurea in ingegneria presso la Peugeot, ho lavorato nello stesso ufficio con lui per diversi mesi, finché non è tornato a insegnare all'Università di Hong Kong. A quel tempo, aveva appena conseguito il dottorato in ingegneria in Francia e lavorava come ricercatore post-dottorato presso un'azienda di loghi. In quel periodo, lo vedevo spesso giocare con dei tetraedri di cartone sulla sua scrivania. Solo molti anni dopo ho scoperto che era diventato un esperto nel campo della mesh tetraedrica.

Dopo la cerimonia di apertura, la conferenza ha invitato l'ingegnere senior Pang Yufei del Centro cinese di ricerca e sviluppo aerodinamico, il professore associato Liu Jianfei dell'Università di Pechino, il ricercatore Li Xu dell'Istituto cinese di ricerca sull'energia aerospaziale e il professor Chen Jianjun della Facoltà di aeronautica e astronautica dell'Università di Zhejiang a presentare le loro relazioni.

La conferenza ha organizzato una tavola rotonda con esperti del settore, e ho avuto l'onore di parteciparvi. Tutti hanno espresso le proprie opinioni sui punti critici del software indipendente prodotto a livello nazionale, sui modelli e le idee per lo sviluppo futuro e su come il software indipendente prodotto a livello nazionale possa adattarsi alle esigenze del mercato. Hanno inoltre collaborato e scambiato idee per lo sviluppo della generazione e dell'applicazione della griglia.

Prima della conferenza, sono stato invitato a tenere una presentazione introduttiva dal titolo: "La storia dello sviluppo del CAD 3D e delle tecnologie correlate per l'analisi CAE: modellazione geometrica, riparazione e pulizia, e semplificazione del modello".

La mia lezione è divisa in due parti: la prima introduce la storia dello sviluppo del CAD 3D, presentando il passato, il presente e il futuro del CAD 3D da tre prospettive: "dalle origini nella produzione di fascia alta, alla prosperità derivante dal progresso tecnologico e alla trasformazione grazie all'innovazione dei modelli". L'attenzione si concentra sulla presentazione del motore di modellazione geometrica tridimensionale, del risolutore di vincoli geometrici, della modellazione di superfici e della modellazione solida parametrica in relazione all'analisi CAE.

La seconda parte introduce le tecnologie CAD 3D correlate all'analisi CAE: tra cui l'espressione strutturale BRep non manifold e gli algoritmi di modellazione (come le operazioni booleane irregolari), l'importazione di modelli CAD (formati standard internazionali, lettura diretta dei principali formati CAD), la riparazione e la pulizia del modello dopo l'importazione, nonché la semplificazione del modello (come la rimozione di dettagli, l'eliminazione degli angoli arrotondati) e l'idealizzazione (come l'estrazione di superfici di media profondità).

La mia tesi di dottorato in Francia riguardava l'analisi CAE agli elementi finiti per grandi deformazioni, e dopo aver iniziato la mia carriera mi sono dedicato alla ricerca e allo sviluppo di software CAD, quindi ho sempre avuto un interesse per il settore CAE. Pertanto, ci siamo concentrati sullo sviluppo di software CAE indipendenti a livello nazionale.

La Cina vanta da tempo risultati eccezionali nel campo dei metodi di calcolo numerico. La vecchia generazione di matematici, rappresentata da Feng Kang, è leader mondiale nella ricerca sulla teoria degli elementi finiti e ha ottenuto notevoli successi anche nelle applicazioni ingegneristiche. È un peccato che, a causa di diverse ragioni oggettive (principalmente le restrizioni allo sviluppo informatico in Cina e gli investimenti insufficienti), il software CAE cinese non abbia potuto raggiungere un rapido sviluppo. Ciò ha contribuito all'attuale situazione in cui il mercato cinese del software CAE è dominato da software stranieri.

Lin Xueping, direttore generale della Beijing Lianxun Power Consulting Company e fondatore della Nanshan Industrial Academy, ha scritto un articolo: "L'arma più importante del Paese è stata ridotta a un settore con una visibilità estremamente bassa. Il software di simulazione cinese ha percorso una strada accidentata per trent'anni". L'articolo contiene una descrizione e un'analisi dettagliate della storia dello sviluppo del CAE in Cina.

Negli ultimi anni, con la crescente importanza attribuita dal Paese al "software industriale" indipendente, numerosi istituti di ricerca scientifica e aziende di software hanno lanciato sul mercato sistemi CAE proprietari per diversi settori. Perché questi sistemi non hanno trovato spazio sul mercato?

Penso che una ragione importante sia la mancanza di uno strumento di pre-elaborazione efficiente.

Si ritiene generalmente che la pre-elaborazione agli elementi finiti rappresenti il ​​70% del tempo totale di lavoro di simulazione. Pertanto, anche disponendo di un buon solutore in grado di competere con i principali software stranieri, in assenza di uno strumento di pre-elaborazione indipendente altrettanto valido, sarà difficile promuovere il sistema nel suo complesso sul mercato.

Per quanto riguarda la parte centrale della pre-elaborazione, ovvero la "divisione in griglia", in realtà molte aziende nazionali hanno ottenuto notevoli risultati e sviluppato diversi algoritmi efficienti.

Perché dunque non esistono ancora strumenti di pre-elaborazione corrispondenti, come i clienti si aspettano?

Penso che una ragione importante sia la mancanza di supporto tecnologico CAD indipendente!

Agli inizi della mia carriera, quando mi occupavo di analisi agli elementi finiti, utilizzavo PATRAN, il pioniere degli strumenti di pre-elaborazione CAE, in grado di generare mesh in modo indipendente senza ricorrere a complessi strumenti di modellazione geometrica. Ma ora le cose sono diverse. La diffusione del CAD 3D ha reso impraticabile la ricostruzione da zero dei modelli di analisi. Pertanto, è fondamentale poter importare ed elaborare modelli CAD. Inoltre, anche se il modello di analisi viene creato in modo indipendente, la funzione di modellazione è sviluppata sulla base di tecnologie CAD avanzate per migliorare l'efficienza della modellazione.

A causa della mancata adozione di motori di modellazione geometrica CAD commerciali per la pre-elaborazione dei software CAE sviluppati internamente (in passato per motivi di "costo", ora per rischi di "blocco"), l'elaborazione dei modelli CAD risulta complessa, inefficiente e inefficace, e non soddisfa i requisiti degli utenti. Di conseguenza, il sistema CAE nel suo complesso non può essere promosso sul mercato.

Considerate le attuali difficoltà di ricerca e sviluppo dei software CAE indipendenti a livello nazionale, auspichiamo vivamente di collaborare con la maggior parte dei produttori di CAE per fornire un motore di modellazione geometrica tridimensionale completamente indipendente, DGM, e la piattaforma "CrownCAD per CAE" che stiamo sviluppando.

Il motore di modellazione geometrica tridimensionale DGM possiede il 100% del codice sorgente e diritti di proprietà intellettuale completamente indipendenti. È paragonabile ai motori di modellazione geometrica di fascia alta stranieri Parasolid e ACIS ed è compatibile con essi.

Basandoci sul kernel indipendente DGM, abbiamo sviluppato CrownCAD, il primo prodotto CAD 3D completamente indipendente in Cina, basato su un'architettura cloud. La piattaforma "CrownCAD for CAE" è una piattaforma di pre e post-elaborazione basata su cloud e orientata al CAE, costruita a partire da CrownCAD.

La piattaforma "CrownCAD for The CAE" si basa sul framework generale e sulle funzioni di modellazione di base di CrownCAD, aggiungendo funzioni professionali come "riparazione, pulizia, semplificazione e idealizzazione del modello". L'interfaccia utente si concentra sulla visualizzazione e la modifica della griglia e sulla definizione delle condizioni al contorno e dei carichi. Il lato server è strettamente integrato con l'algoritmo professionale di generazione della griglia. L'obiettivo è che questa piattaforma possa liberare gli sviluppatori di software CAE dal lavoro "sporco, faticoso e poco efficiente" di "modellazione ed elaborazione geometrica", consentendo loro di dedicare le proprie energie a compiti più complessi come l'algoritmo di generazione della griglia e il "solutore", al fine di sviluppare al più presto un sistema CAE cloud nazionale indipendente in grado di competere con i software stranieri.

Ci auguriamo che la nostra tecnologia CAD, sviluppata internamente, possa contribuire al progresso della tecnologia CAE, anch'essa sviluppata internamente, e raggiungere una prosperità condivisa tra CAD e CAE.

Disclaimer: Questo articolo è riprodotto da "Huayun 3D CrownCAD". Questo articolo rappresenta esclusivamente le opinioni personali dell'autore e non quelle di Sacco Micro o del settore. È destinato esclusivamente alla ristampa e alla condivisione e supporta la tutela dei diritti di proprietà intellettuale. Si prega di indicare la fonte originale e l'autore in caso di ristampa. In caso di violazione del copyright, si prega di contattarci per la rimozione.

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