Im Falschfarbenmodell zeigt die Simulation Schwachstellen in der Konstruktion von Bauteilen.
Foto: Fraunhofer IGD

Software

Kürzere Simulation bei der Konstruktion von Bauteilen

45 Sekunden statt 60 Minuten für die Simulation zur Konstruktion von Bauteilen? Dieses Softwaretool vom Fraunhofer IGD soll das ermöglichen.

Bereits 2018 stellte das Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung IGD in einer vorläufigen Version ihr Softwaretool für kürzere Zeiten bei der Simulation für die Konstruktion von Bauteilen vor: den Strukturmechaniklöser Ristra (Rapid Interactive Structural Analysis). Durch die Verlagerung der Simulationsberechnungen auf die Grafikkarte komprimiert er die Simulationszeit.

Meshparts lizensiert das Softwaretool

In seinem Update 2019, das vom Softwareanbieter Meshparts lizensiert wird, liefert Ristra noch schnellere Ergebnisse. Die Entscheidung, Ristra als elementaren Bestandteil ihrer Simulationssoftware zu lizensieren, fiel dem Unternehmen nicht schwer. „Der Ansatz des Fraunhofer IGD überzeugt durch ein schnelles Lösungsverhalten und die Präzision der Ergebnisse. Wir sind begeistert von den Möglichkeiten, die sich unseren Anwendern mit der interaktiven Simulation bieten. Das Fraunhofer IGD wird uns als Partner zur Seite stehen, wenn es darum geht, die neue Lösung benutzerfreundlich zu implementieren. Wir sind stolz, dass wir die Ersten sind, die interaktive Simulation mit dieser Performance auf den Markt bringen", so Timo Ziegler, Geschäftsführer Vertrieb.

Mit Hilfe von Simulation die Konstruktion und Stabilität von Bauteilen parallel abstimmen

Hinter der Entwicklung von Ristra stand die Vision, die computergestützte Konstruktion eines Bauteils und parallel dessen Stabilität durch Simulation in einem Arbeitsgang durchzuführen und damit einen direkten, intuitiven Arbeitsstil zu ermöglichen. Die Folge sind bessere Ergebnisse, nicht nur bezüglich der benötigten Entwicklungszeit, sondern auch der Qualität des Designs.

In der neuen Version 2019 gelang es den Entwicklern, alle Simulationsberechnungen auf die GPU zu verlagern. Die Operationen zur Generierung des linearen Gleichungssystems – etliche Millionen Gleichungen bilden je nach Komplexität der Konstruktion keine Ausnahme – wurden dabei speziell für die Bearbeitung mit dem Grafikprozessor optimiert. Durch das Ausnutzen der massiv-parallelen Berechnungspotenziale handelsüblicher, kostengünstiger Grafikarten werden die Auswirkungen vorgegebener Lastfälle auf die Struktur des Bauteils nahezu in Echtzeit in Falschfarben visualisiert. Im Rahmen eines Vergleichstests konnte Ristra ein Modell mit mehr als 1,3 Millionen finiten Elementen mehr als 80-mal schneller als eine kommerzielle Simulationssoftware berechnen.

Auf der Hannover Messe können Besucher am Fraunhofer-Gemeinschaftstand live beobachten, wie Ristra den hochdimensionalen Parameterraum eines parametrisierten Bauteils exploriert, das Bauteil in Echtzeit simuliert und evaluiert. Sie erhalten einen Eindruck, wie das Softwaretool Design- und Engineering-Prozesse beschleunigen und als Basis zur Bauteiloptimierung dienen kann.

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