De 28 a 30 de maio de 2021, o Seminário Nacional de Geração e Aplicação de Malhas de Computação de 2021 foi realizado com sucesso em Hangzhou. A conferência foi organizada pela Sociedade Chinesa de Aerodinâmica, com o apoio do Comitê Profissional de Aerodinâmica Computacional da Sociedade Chinesa de Aerodinâmica, do Centro de Pesquisa e Desenvolvimento em Aerodinâmica da China, da Universidade de Zhejiang e coorganizada pela Universidade de Ciência e Tecnologia de Hangzhou Dianzi. Seu objetivo foi construir uma plataforma de intercâmbio entre indústria, universidade e pesquisa para geração de malhas de computação numérica, discutir questões comuns nesse campo, reunir resultados inovadores na área acadêmica, auxiliar a pesquisa, o desenvolvimento e a aplicação de softwares de simulação industrial em larga escala e promover o desenvolvimento colaborativo de disciplinas relacionadas à geração de malhas. Quase 300 especialistas e acadêmicos da área, representando 49 universidades, institutos de pesquisa e 19 empresas de alta tecnologia, participaram do evento.

O Decano Ruan Xiangxin, da Escola de Aeronáutica e Astronáutica da Universidade de Zhejiang, o Professor Emérito Zheng Min, da Universidade Sun Yat-sen, os Pesquisadores Chen Zuobin e Gui Yewei, do Centro Chinês de Pesquisa e Desenvolvimento em Aerodinâmica, o Diretor Chen Jianqiang, do Instituto de Aerodinâmica Computacional do Centro Chinês de Pesquisa e Desenvolvimento em Aerodinâmica, o Professor Zheng Yao, Acadêmico Distinto Changjiang da Escola de Aeronáutica e Astronáutica da Universidade de Zhejiang, e outras autoridades participaram da cerimônia de abertura da conferência. A cerimônia de abertura foi conduzida por Hu Tianyong, diretor do Departamento de Ciência e Tecnologia do Instituto de Aerodinâmica Computacional do Centro Chinês de Pesquisa e Desenvolvimento em Aerodinâmica.

Na cerimônia de abertura, o Decano Ruan Xiangxin e os co-presidentes da conferência, o Diretor Chen Jianqiang e o Professor Zheng Yao, proferiram discursos de boas-vindas. Os três líderes expressaram suas sinceras boas-vindas e gratidão aos especialistas e acadêmicos presentes, e apresentaram suas ideias e expectativas para o futuro desenvolvimento da indústria de redes elétricas no país. Os especialistas e acadêmicos presentes responderam positivamente e o ambiente era bastante acolhedor.

Os renomados especialistas do setor, Professor Wang Zhijian e Professor Luo Shixuan, foram convidados a proferir discursos de abertura na Palestra Espacial Qiushi da Universidade de Zhejiang.

Para minha surpresa, 34 anos depois, reencontrei o Professor Luo Shixuan por videochamada! O Professor Luo é o pioneiro da "malha tetraédrica". Quando eu fazia estágio de engenharia na empresa francesa Peugeot Automobile Company, em 1987, trabalhei no mesmo escritório que ele por alguns meses, até que ele retornou para lecionar na Universidade de Hong Kong. Naquela época, ele havia acabado de se doutorar em engenharia na França e trabalhava como pós-doutorando em uma empresa de design gráfico. Eu o via frequentemente brincando com alguns tetraedros de papelão em sua mesa. Só muitos anos depois descobri que ele havia se tornado um especialista na área de malha tetraédrica.

Após a cerimônia de abertura, a conferência convidou o Engenheiro Sênior Pang Yufei, do Centro de Pesquisa e Desenvolvimento de Aerodinâmica da China, o Professor Associado Liu Jianfei, da Universidade de Pequim, o Pesquisador Li Xu, do Instituto de Pesquisa de Energia Aeroespacial da China, e o Professor Chen Jianjun, da Escola de Aeronáutica e Astronáutica da Universidade de Zhejiang, para apresentarem relatórios da conferência.

A conferência organizou uma mesa-redonda com especialistas do setor, e tive a honra de participar. Todos expressaram suas opiniões sobre os gargalos do software independente produzido internamente, modelos e ideias para o desenvolvimento futuro e como o software independente produzido internamente pode se adaptar à demanda do mercado. Eles fizeram um brainstorming e trabalharam juntos para o desenvolvimento de geração e aplicação em grid.

Antes da conferência, fui convidado a dar uma palestra pré-conferência intitulada: "A história do desenvolvimento do CAD 3D e tecnologias relacionadas para análise CAE - modelagem geométrica, reparo e limpeza, e simplificação de modelos".

Minha palestra está dividida em duas partes: a primeira parte apresenta a história do desenvolvimento do CAD 3D, abordando o passado, o presente e o futuro do CAD 3D sob três perspectivas: "origem na manufatura de alta tecnologia, crescimento impulsionado pelo progresso tecnológico e transformação impulsionada pela inovação de modelos". O foco será na apresentação do mecanismo de modelagem geométrica tridimensional, do solucionador de restrições geométricas, da modelagem de superfícies e da modelagem sólida paramétrica relacionada à análise CAE.

A segunda parte apresenta tecnologias relacionadas ao CAD 3D para análise CAE: incluindo expressão estrutural BRep não-manifold e algoritmos de modelagem (como operações booleanas irregulares), importação de modelos CAD (formatos padrão internacionais, leitura direta de formatos CAD convencionais), reparo e limpeza de modelos após a importação, bem como simplificação de modelos (como remoção de detalhes, eliminação de cantos arredondados) e idealização (como extração de superfícies médias).

Minha tese de doutorado na França foi sobre análise CAE de elementos finitos para grandes deformações, e depois de iniciar minha carreira, me dediquei à pesquisa e desenvolvimento de software CAD, então sempre tive interesse na área de CAE. Por isso, temos acompanhado de perto o desenvolvimento de CAE independente no mercado nacional.

A China tem alcançado conquistas notáveis ​​em métodos de cálculo numérico há muito tempo. A geração mais antiga de matemáticos, representada por Feng Kang, é líder mundial em pesquisa sobre teoria de elementos finitos e também obteve considerável sucesso em aplicações de engenharia. É lamentável que, devido a vários fatores objetivos (principalmente restrições ao desenvolvimento de computadores na China e investimentos insuficientes), o software CAE chinês não tenha conseguido se desenvolver rapidamente. Isso também levou à situação atual em que o mercado de software CAE da China é dominado por softwares estrangeiros.

Lin Xueping, gerente geral da Beijing Lianxun Power Consulting Company e fundador da Academia Industrial de Nanshan, escreveu um artigo intitulado: "A arma mais importante do país foi reduzida a uma indústria com visibilidade extremamente baixa. O software de simulação da China tem enfrentado dificuldades nos últimos trinta anos." O artigo apresenta uma descrição e análise detalhadas da história do desenvolvimento de CAE (Engenharia Assistida por Computador) na China.

Nos últimos anos, à medida que o país atribui grande importância ao "software industrial" independente, muitos institutos de pesquisa científica e empresas de software lançaram sucessivamente sistemas CAE independentes para diversas áreas. Por que esses sistemas não foram promovidos no mercado?

Penso que uma razão importante é a falta de uma ferramenta de pré-processamento eficiente.

Geralmente se acredita que o pré-processamento de elementos finitos representa 70% do tempo total de simulação. Portanto, mesmo que tenhamos um bom solucionador que possa ser comparado com os principais softwares estrangeiros, se não tivermos uma ferramenta de pré-processamento independente que seja comparável a esses sistemas, será difícil para o sistema como um todo ser promovido no mercado.

Com relação à parte central do pré-processamento, a "divisão em grade", na verdade, muitas unidades nacionais obtiveram muitos avanços e desenvolveram diversos algoritmos eficientes.

Então, por que ainda não existem ferramentas de pré-processamento correspondentes que os clientes esperam?

Penso que uma razão importante é a falta de suporte independente para tecnologia CAD!

Nos meus primeiros anos trabalhando com análise de elementos finitos, eu utilizava o PATRAN, pioneiro em ferramentas de pré-processamento CAE, capaz de gerar malhas de forma independente, sem a necessidade de ferramentas complexas de modelagem geométrica. Mas o cenário mudou. A popularização do CAD 3D fez com que as pessoas evitassem reconstruir modelos de análise do zero. Portanto, é crucial poder importar e processar modelos CAD. Além disso, mesmo que o modelo de análise seja criado de forma independente, a função de modelagem é desenvolvida com base em tecnologias avançadas de CAD para otimizar a eficiência do processo.

Devido à impossibilidade de utilizar motores comerciais de modelagem geométrica CAD para o pré-processamento de softwares CAE nacionais (anteriormente por razões de "custo", agora por riscos de "travamento"), o processamento de modelos CAD torna-se difícil, ineficiente e ineficaz, não atendendo aos requisitos do usuário. Consequentemente, o sistema CAE como um todo não consegue ser promovido no mercado.

Tendo em vista as atuais dificuldades de pesquisa e desenvolvimento de CAE independente no mercado interno, esperamos muito cooperar com a maioria dos fabricantes de CAE para fornecer um mecanismo de modelagem geométrica tridimensional totalmente independente, o DGM, e disponibilizar a plataforma "CrownCAD para CAE" que estamos desenvolvendo.

O motor de modelagem geométrica tridimensional DGM possui código-fonte 100% livre e direitos de propriedade intelectual completamente independentes. Ele se compara favoravelmente a motores de modelagem geométrica estrangeiros de ponta, como Parasolid e ACIS, sendo compatível com ambos.

Com base no kernel independente DGM, desenvolvemos o CrownCAD, o primeiro produto CAD 3D totalmente independente da China, baseado em arquitetura em nuvem. A plataforma "CrownCAD para CAE" é uma plataforma de pré e pós-processamento orientada a CAE e baseada em nuvem, construída sobre o CrownCAD.

A plataforma "CrownCAD para CAE" baseia-se na estrutura geral e nas funções básicas de modelagem do CrownCAD, adicionando funções profissionais como "reparo, limpeza, simplificação e idealização de modelos". A interface concentra-se na visualização e edição da malha e na definição de condições de contorno e cargas. O lado do servidor está intimamente integrado com o "algoritmo de geração de malha" profissional. Espera-se que esta plataforma liberte os desenvolvedores de software CAE do trabalho "sujo, cansativo e pouco eficiente" de "modelagem e processamento geométrico", permitindo que dediquem sua energia a tarefas complexas como "algoritmo de geração de malha" e "solucionador", de modo a desenvolver um sistema CAE em nuvem nacional independente que possa competir com softwares estrangeiros o mais breve possível.

Esperamos que nossa tecnologia CAD produzida internamente possa contribuir para o progresso da CAE também produzida internamente e alcançar a prosperidade conjunta de CAD e CAE.

Aviso: Este artigo foi reproduzido de "Huayun 3D CrownCAD". Este artigo representa apenas a opinião pessoal do autor e não representa a opinião da Sacco Micro ou da indústria. Sua reprodução e compartilhamento são permitidos apenas para fins de proteção dos direitos de propriedade intelectual. Ao reproduzir este conteúdo, favor indicar a fonte original e o autor. Em caso de infração de direitos autorais, entre em contato conosco para que possamos removê-lo.

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