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                      |
+-------------------------------------------------------+