=============================== 2 Состав программного комплекса =============================== Программный комплекс PRADIS представляет собой модульную, интегрированную среду. Его архитектура построена по принципу единой платформы, объединяющей специализированные модули для выполнения всего цикла работ — от создания геометрии и построения сеток до проведения многодисциплинарных расчетов, анализа и визуализации результатов. 2.1 Основные структурные компоненты ==================================== 2.1.1 Ядро системы (PRADIS Framework) -------------------------------------- **Назначение:** Обеспечение интеграции всех модулей, управления проектами, данными и вычислительными процессами. Служит центральной средой для организации сквозных расчетных процедур. Основные функции ---------------- Управление проектом: ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ * Хранение структуры проекта в виде дерева * Контроль версий для моделей и настроек * Отслеживание связей между задачами и данными Запуск расчетов: ~~~~~~~~~~~~~~~~ * Автоматический последовательный или параллельный запуск задач * Работа с локальными компьютерами и кластерами Графический интерфейс: ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ * Общий интерфейс для всех модулей * Просмотр структуры проекта и состояния расчетов Хранение данных: ~~~~~~~~~~~~~~~~ * Центральное хранение всех данных проекта * Геометрия, сетки, модели, результаты 2.1.2 Модуль препроцессора (Preprocessor) ------------------------------------------ **Назначение:** Создание и подготовка моделей для расчетов. **Что умеет:** Работа с геометрией: ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ * Загрузка моделей из CAD (STEP, IGES и другие форматы) * Упрощение и исправление геометрии * Создание простых геометрических объектов Создание сетки: ~~~~~~~~~~~~~~~~ * Автоматическая и ручная генерация сеток * Специальные сетки для аэродинамики и теплообмена * Проверка качества сеток Настройка модели: ~~~~~~~~~~~~~~~~~ * Задание материалов из библиотеки * Приложение нагрузок и фиксаций * Задание контактов и условий теплообмена Сборка моделей: ~~~~~~~~~~~~~~~ * Объединение отдельных деталей в сборки * Настройка соединений между деталями 2.1.3 Библиотека решателей (Solvers) ------------------------------------- **Назначение:** Проведение расчетов по разным типам задач. **Основные решатели:** Прочность и механика: ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ * Расчет напряжений и деформаций * Анализ колебаний и динамики * Нелинейные задачи (контакты, большие перемещения) Тепловые расчеты: ~~~~~~~~~~~~~~~~~ * Стационарные и нестационарные задачи * Учет разных видов теплообмена Газодинамика: ~~~~~~~~~~~~~ * Расчет течений жидкости и газа * Аэродинамические расчеты Динамика систем: ~~~~~~~~~~~~~~~~ * Расчет движения механизмов * Кинематический анализ Совместные расчеты: ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ * Связь разных решателей между собой * Обмен данными между разными типами расчетов 2.1.4 Модуль постпроцессора (Postprocessor) -------------------------------------------- **Назначение:** Просмотр и анализ результатов расчетов. **Основные возможности:** Визуализация: ~~~~~~~~~~~~~ * Цветовые карты распределения параметров * Отображение деформаций и перемещений * Анимация процессов * Векторные поля и изоповерхности Анализ данных: ~~~~~~~~~~~~~~ * Построение графиков * Определение минимальных и максимальных значений * Сравнение разных вариантов расчета * Обработка и фильтрация результатов Создание отчетов: ~~~~~~~~~~~~~~~~~ * Автоматическое формирование отчетов * Настраиваемые шаблоны * Экспорт в PDF, HTML и другие форматы 2.1.5 Вспомогательные утилиты и библиотеки ------------------------------------------- * **Менеджер материалов:** Централизованная база данных материалов с возможностью расширения и валидации. * **Оптимизационный модуль:** Инструменты для параметрической и топологической оптимизации с использованием построенных моделей. * **Конвертеры данных:** Набор утилит для импорта/экспорта данных в форматы других CAE-систем (NASTRAN, ANSYS, ABAQUS и др.) и обмена с CAD -системами. * **API и средства автоматизации:** Интерфейсы для скриптования (Python, встроенный язык) для автоматизации рутинных операций и создания пользовательских процедур. 2.2 Принципы интеграции компонентов ==================================== Все перечисленные компоненты тесно интегрированы через **единую объектную модель данных** и **общее ядро (Framework)**. Это обеспечивает: * **Сквозной поток данных:** Изменения, внесенные в геометрию в препроцессоре, автоматически актуализируют сетку, модель и настройки расчета. * **Согласованность результатов:** Все модули работают с общей базой данных проекта, исключая ошибки переноса файлов и несоответствие версий. * **Единый интерфейс:** Пользователь работает в одной среде, переключаясь между задачами пре-, постпроцессинга и управления вычислениями без смены программ. 2.3 Схема архитектурного состава (логическое представление) ============================================================ :: +-------------------------------------------------------+ | Единый графический интерфейс (GUI) | +-------------+-------------------------+---------------+ | Управление | Препроцессор | Постпроцессор | | проектом | (Геометрия, Сетка, | (Визуализация,| | и данными | Нагрузки, Свойства) | Анализ, | | (Framework)| | Отчеты) | +-------------+-------------------------+---------------+ | | | v v v +-------------------------------------------------------+ | База данных единого проекта | | (Геометрия, Сетки, Модели, Результаты) | +-------------------------------------------------------+ | v +-------------------------------------------------------+ | Библиотека решателей (Solvers) | | +--------+ +--------+ +--------+ +-------------+ | | | МКЭ | | Тепло. | | ГД | | Динамика | | | | Solver | | Solver | | Solver | | Solver | | | +--------+ +--------+ +--------+ +-------------+ | +-----------------------+-------------------------------+ | v +-------------------------------------------------------+ | Менеджер сопряжения (Co-simulation) | | для организации многодисциплинарных | | расчетных циклов | +-------------------------------------------------------+