De nouvelles avancées dans les logiciels de simulation électromagnétique apportent plus de vitesse et de précision pour minimiser les temps et les coûts de design

Opera, suite logicielle issue de la ligne de produits logiciels de Vector Fields Software, partie de Cobham Technical Services, propose une chaîne complète d’outils pour le design, la simulation, l’analyse et l’optimisation. Il est disponible en plusieurs variantes, avec des solveurs d’ Analyse par Eléments Finis (FEA), comme celle des champs électromagnétiques statiques et variables dans le temps, ou des solveurs spécifiques d’une application donnée, destinés aux tâches de conception, comme celles des machines électriques tournantes, des aimants supraconducteurs, des faisceaux de particules, de l’isolation diélectrique, et des processus de magnétisation/démagnétisation.

Opera est reconnu pour sa précision et sa rapidité d’exécution des simulations, autorisant des problèmes complexes d’être résolus sur des PC standards de bureau. La toute dernière version 14 du logiciel étend cet avantage fondamental de performance, significativement, en accroissant le domaine des formes de maille par FEA qu’il est possible d’utiliser, pour réduire le design d’un équipement tridimensionnel à un assemblage d’éléments plus petits, connectés, et ainsi simplifier la résolution numérique. En plus des éléments de forme tétraédrique, les modèles volumétriques peuvent maintenant être maillés à l’aide d’une association mosaïque d’éléments de forme prismatique hexaèdre et tétraèdre, cela pour augmenter la précision et la rapidité des simulations. Ce maillage mosaïque augmente aussi la rapidité des simulations multiphysiques couplées qui peuvent se succéder.

Les nouvelles fonctionnalités de maillage permettent de conduire des simulations précises plus rapidement, spécialement dans le cas de modèles exigeants, comme la circulation des courants de peau à la surface des conducteurs. Dans ce cas précis, le recours à une condition d’impédance de surface apporte une aide supplémentaire, qui évite, dans certaines situations, la contrainte de capturer les effets de peau par un maillage très fin. « Les améliorations dues au maillage signifient qu’ Opera peut maintenant trouver la solution idéale encore plus vite, permettant ainsi une réduction additionnelle des temps et coûts, comparé aux cycles itératifs de la conception physique classique. Cette version accroît le volume extrêmement large de propriété intellectuelle déjà intégré dans cette suite logicielle, pour simplifier les plus exigeants des projets, » affirme Alex Michaelides de Cobham Technical Services.

De nombreuses améliorations sont intégrées dans cette nouvelle version d’Opera. L’une d’elles, le plus largement applicable, est l’intégration d’un éditeur graphique de circuit électrique pour les versions 2d et 3d du logiciel. Cela rend la définition des circuits électriques autour du modèle électromagnétique simulé, plus simple et plus rapide, comparé à la fonctionnalité présente précédemment. L’outil pourra aussi interroger interactivement les résultats du circuit, suivant la simulation, le pointage du curseur sur un composant affiche le niveau de tension et du courant par exemple. Cette propriété sera particulièrement bénéfique aux développeurs d’équipement comme les machines électriques et les actionneurs. En plus du nouvel éditeur de circuit, les modèles Opera peuvent aussi être co-simulés en parallèle à d’autres modèles via une interface Simulink.

La dernière version d’Opera étend aussi la performance de bon nombre des solveurs, afin d’accroître la fidélité et la vitesse de simulation. Une nouvelle option importante a été ajoutée aux solveurs génériques pour la simulation électromagnétique 2d. Elle permet à l’utilisateur de simuler les performances d’un design, en choisissant soit d’utiliser le solveur itératif, bien établi de Cobham, pour le problème en question, soit d’utiliser un nouveau solveur direct, qui peut accélérer l’exécution du calcul par un facteur d’au moins dix. Cette option aidera les développeurs dans le cas de larges et complexes modèles, mais procure aussi à tous les utilisateurs, un outil utile pour explorer l’impact d’une grande étendue d’idées de design, avant d’établir l’espace de design où la solution optimum existe vraisemblablement.

Afin d’aider l’optimisation ultime d’un concept de design, la suite logicielle Opera de Cobham, peut aussi être fournie avec un outil avancé d’auto optimisation, conçu spécifiquement pour fonctionner avec la méthode des éléments finis, et pouvant déterminer la meilleure solution avec un ou plusieurs objectifs, même s’ils sont en compétition les uns avec les autres. Pour les utilisateurs dont les modèles sont très demandeurs en ressource de calcul, Opera v14 permet maintenant à un nombre élevé de simulations concurrentes d’exploiter la performance des PC possédant plusieurs processeurs. Les nouveaux designs peuvent être créés avant que les précédents n’aient été analysés. Ces fonctionnalités peuvent être exploitées pour maximiser l’utilisation d’un ordinateur multi processeurs, ou de multiples ordinateurs servant un dossier en commun : la puissance de cette fonctionnalité a été prouvée par Cobham Technical Services par l’exécution de plus de 25,000 simulations dans une session unique sur une configuration multi ordinateurs.