COSMOS/M 2.7
Análisis por Elementos Finitos
Lista de Mejoras y Nuevas
Capacidades
(Enero-2002)
La nueva versión COSMOS/M 2.7 incorpora numerosas mejoras y modificaciones en respuesta a las necesidades y peticiones de clientes y usuarios. A continuación resaltaremos las novedades más importantes:
Nueva Sistema de Licencia e Instalación Mejoras en GEOSTAR: Modelador Geométrico, Pre & Postprocesador de COSMOS/M Mejoras en los Módulos de Análisis Mejoras en FlowPlus 5.0: Módulo de Análisis de Fluidos (CFD).
Nuevo Sistema de Licencia e Instalación
Con la nueva versión de COSMOS/M 2.7 se ha introducido un nuevo sistema de Licencia e Instalación para todos los productos COSMOS/™. El nuevo sistema incluye un método de instalación mejorado y un nuevo programa llamado "COSMOS/License Administrator" para administrar todas los aspectos relacionados con las licencias de los productos COSMOS/™, reemplazando el programa de verificación de licencia previo.
El nuevo procedimiento de instalación es más automático, simple y rápido. Con unos pocos toques de ratón, el "COSMOS/License Administrator" permite rápidamente verificar, actualizar, diagnosticar y solucionar problemas de licencia. El Administrador del Servidor de Licencias puede controla el uso de las licencias flotantes en la red. Las nuevas versiones requieren un único fichero de licencia llamado "license.dat". Por tanto, de ahora en adelante ya no se requiere la utilización de los antiguos ficheros de licencia "validate.cos" y "license.inf" típicos de versiones anteriores.
Nuevo Administrador de Licencias de COSMOS/™
Mejoras y Nuevas Ordenes en GEOSTAR
q Nueva orden "CSREF2D" (Geometry > Coordinate_Systems > Reference for 2D models):
En versiones previas sólo se podía mallar con elementos PLANE2D & TRIANG en el plano X-Y del sistema de coordenadas global. La nueva orden CSREF2D permite mallar con elementos PLANE2D y TRIANG en un plano X-Y de un sistema de coordenadas local distinto del Global Cartesiano. Los elementos deben estar definidos en el plano X-Y local, que obligatoriamente debe ser Cartesiano. La orden simplemente se usa para "referenciar" el sistema de coordenadas donde se han creado los elementos antes de ejecutar el cálculo.
q Nueva orden "MODE_CHECK" y "MODE_CHECKLIST" (Analysis > Frequency/Buckling):
La nueva orden MODE_CHECK es una interesante herramienta de verificación y reconocimiento modal para Análisis de Frecuencias que permite evaluar la correlación y ortogonalidad de los modos propios y asegurar la validez de datos experimentales usando dos grupos de modos de vibración: un primario y un secundario. Los modos primarios pueden ser la base de datos actual de GEOSTAR. Los modos secundarios pueden ser otro modelo de GEOSTAR con diferente malla, otro programa de Elementos Finitos, o provenir de datos experimentales. El modelo primario puede usarse para identificar los puntos críticos para los dispositivos de medida de los modos objetivo.
q "SPRRESLIST" (Results > List > Spring Force) y "SPRRESMAX" (Results > Extremes > Spring Force):
Nuevas órdenes SPRRESLIST y SPRRESMAS para listar fuerzas en elementos SPRING.
q Mejoras en "SETEPLOT" (Meshing > Elements > Set Element Plot):
La orden SETEPLOT se ha mejorado con las siguientes capacidades:
Representación gráfica de las direcciones del material cuando se asignan propiedades ortotrópicas o anisotrópicas para elementos sólidos
2D/3D (PLANE2D, TRIANG, SOLID, TETRAXX). Para elementos composite se dibuja la dirección del material indicando el nº de capa.
Cuando se activa la opción "Plot Special Element" el programa utiliza la información de la sección transversal para representar
en 3D los elementos TRUSS y BEAM. De forma similar, el programa usa la información de masa para dibujar los elementos
MASS, y la información de diámetro exterior para dibujar elementos BUOY. Para elementos GAP y SPRING, el programa usa
un pequeño % de las dimensiones del modelo. Todo esto ayuda a apreciar mejor los tamaños relativos de los diferentes elementos.q Definición de Restricciones en Múltiples Sistemas de Coordenadas (hasta 5):
Los módulos de análisis STAR, DSTAR, NSTAR, y ASTAR permiten definir restricciones en un nodo en múltiples sistemas de coordenadas (hasta 5). En versiones previas, el último sistema de coordenadas usado para restringir un nodo era el que se utilizaba para todas las restricciones en ese nodo. En esta versión se permiten utilizar múltiples sistemas de coordenadas. Si existe algún conflicto, al módulo de análisis correspondiente avisa antes de parar el cálculo. La orden DLIST (LoadsBC > Structural > Displacement > List) y GFORM_OUT (Control > Utility > Create GFM File) lista restricciones en nodos en hasta 5 sistema de coordenadas. De forma similar, la orden DPLOT (LoadsBC > Structural > Displacement > Plot) dibuja restricciones en un nodo en hasta 5 sistemas de coordenadas.
q Mejora de "DNDEL" (Loads/BC > Structural > Displacements > Delete by nodes):
El borrado de restricciones se basa en los grados de libertad. Así, al usar la órdenes tales como DNDEL o similares para borrar UX, borrará UX en todos los sistemas de Coordenadas
q Ampliación Valores Máximos de Presión:
Todas las órdenes para aplicar presión (por ejemplo, PEL, PSF y PRG) ahora aceptan presiones que van desde -1.0e20 a 1.0e20, en vez de -1.0e10 a 1.0e10 de versiones anteriores.
q Mejora de propiedades del elemento SOLIDL:
La definición de propiedades del elemento SOLIDL a través de la orden EGROUP se ha corregido para especificar correctamente la Op3 de definición de la dirección de las tensiones en el fichero
q Mejora del elemento GENSTIFF:
El elemento GENSTIF se ha modificado para soportar conducción en problemas de análisis térmico usando el módulo HSTAR. Este elemento permite especificar la matriz de conducción directamente.
q Tensiones Cortantes en elementos SHELL3, SHELL4 y SHELL6:
La Op2 de la orden EGROUP para elementos SHELL3, SHELL4 y SHELL6 ha sido modificada para incluir esfuerzos cortantes tanto en cálculo lineal como no lineal. Y la Op5 de dichos elementos incluye ahora más modelos de material para análisis no lineal con NSTAR.
q Mejoras de la orden "BMSECDEF" (Propsets > Beam Section):
La orden BMSECDEF se ha modificado para incluir una descripción del tipo de sección transversal. Las secciones trapezoidales, U-, Z-, T- y L- sólo se listan para elementos BEAM3D.
q Mejoras de la orden "PD_CURDEF" (Analysis > Post_Dynamic > PD_Curves > Define):
El campo "Starting Point Number" de la orden PD_CURDEF ha sido modificado como "Starting Point Number (0:external file)" para indicar que "0" se refiere a la opción de importar datos de un fichero externo. La separación entre datos del fichero de entrada pueden ser espacios, comas o tabuladores.
q Mejoras de la orden "ECHECK" (Meshing > Elements > Check Elements):
La orden ECHECK soporta criterios adicionales de cálculo del ASPECT RATIO específicos para elementos área o volumen. También se ha añadido la opción de ordenar la lista de resultados.
q Mejora de la orden "REACTION" (Analysis > Reaction):
La orden REACTION activa también el cálculo de reacciones por el módulo de Análisis Dinámico Avanzado ASTAR. El cálculo de reacciones se realizaba por defecto en análisis estáticos lineales, pero las reacciones no se calculaban en ASTAR debido a la lentitud de los cálculos. Ahora si se ejecuta la orden, se activa el cálculo de reacciones para TODOS los módulos de análisis estático lineal, no lineal estático y dinámico, y dinámico avanzado.
q Listado/Representación de Reacciones con ASTAR:
El módulo de Análisis Dinámico Avanzado ASTAR soporta ahora el listado y representación de fuerzas y momentos de reacción mediante las órdenes ACTDIS (Results, Plot, Displacement/Response/ Reaction), DISLIST (Results, List, Displacement/Response/Reaction), DISMAX (Results, Extremes, Displacement/Response/ Reaction), y ACTXYPOST (Display, Subplots, Activate Post-Proc).
q Nuevo elemento SPRING de 3-nodos:
El elemento SPRING puede tener 1, 2 ó 3 nodos. El elemento SPRING de 3-nodos es nuevo. El 3er nodo define la dirección de la rigidez a cortadura, la cual se introduce mediante la orden RCONST. La nueva orden SPRRESLIST (Results, List, Spring end force) permite listar fuerzas y momentos en elementos SPRING, y la orden SPRRESMAX (Results, Extremes, Spring end force) lista valores de fuerzas máx./mín. en elementos SPRING.
q Iconosde la orden "VIEW"
Los valores de dirección de punto de vista que se introducen en los iconos de la orden VIEW se establecen respecto al sistema de coordenadas activo, no respecto al sistema de coordenadas global, salvo que el sistema de coordenadas local activo no sea Cartesiano, en cuyo caso de utiliza el sistema de coordenadas Global.
q Solver PCG en "A_BUCKLING" (Analysis > Frequency/Buckling > Buckling Options):
La orden A_BUCKLING ha sido modificada para usar opcionalmente el solver iterativo PCG. En muchos casos, el solver iterativo (PCG) puede ser mucho más rápido que los solvers Skyline y SPARSE.
q Acoplamiento Térmico (LoadsBC > Structural > Coupling):
Las órdenes del menú "Coupling" han sido modificadas para soportar el acoplamiento de temperaturas en problemas de transmisión de calor resueltos con el módulo térmico HSTAR.
q Solver PCG en "A_THERMAL" (Analysis > HEAT_TRANSFER > Thermal Analysis Options):
El solver Iterativo (PCG) se ha añadido a la orden A_THERMAL para análisis de transmisión de calor con el módulo HSTAR. La orden A_LIST (ANALYSIS > List Analysis Option) se ha actualizado para incluir información sobre los parámetros definidos en todos los módulos de análisis.
q Ampliación del nº máximo de Imágenes en "ANIMATE":
Los límites en el nº máximo de imágenes en la orden ANIMATE se han incrementado de 21 a 41.
q Corrección de un Error en la orden "GFORM_OUT":
Un error en la orden GFORM_OUT relacionado con la activación de curvas de tiempo ha sido corregido.
q Corrección de un Error en la orden "PH":
Un error que causaba el fallo de GEOSTAR al intentar definir un poliedro con más de 2000 superficies/regiones ha sido corregido -- GEOSTAR ignora las superficies/regiones por encima del límite de 2000 y emite un mensaje de aviso en la línea de comandos.
q Corrección de un Error en la orden "ACTUSRPLOT" (Results > Plot > User Result):
Un error en la orden ACTUSRPLOT relacionado con la interpretación de valores en nodos o en elementos ha sido corregido.
q Corrección de un Error en la orden "MASSPROP" (Control > Measure > Find Mass Property):
Un error en la orden MASSPROP con elementos SOLID, SHELL3L y SHELL9L ha sido corregido.
Mejoras en los Módulos de
Análisis
Aparte de las mejoras generales comentadas anteriormente para GEOSTAR relacionadas con los módulos de análisis, a continuación incluimos otras mejoras más específicas que afectan a los diferentes módulos de análisis:
q Propiedades Ortotrópicas para Todos los Elementos SHELL:
Todos los elementos SHELL -excepto el elemento SHELLAX- ahora soportan propiedades del material ortotrópicas. También se incluye en la orden EGROUP la opción de escribir tensiones en el fichero de salida (*.OUT) en las direcciones del material. GEOSTAR permite listar y representar tensiones en cualquier sistema de coordenadas deseado, siempre que el atributo "EC" tenga asignado un sistema de coordenadas distinto de "-1".
q Nueva Formulación para el elemento SHELL6:
Nueva formulación para el elemento lineal SHELL6 disponible en análisis lineal. El tipo de elemento SHELL6 puede ser: curvado (formulación de segundo-orden) o ensamblado (formulación de primer-orden). El elemento con formulación curvada en general es más exacto. El elemento con formulación ensamblada se basa en utilizar internamente 4 elementos SHELL3 para formar un elemento SHELL6.
q Pre-Tensión y Pre-Deformación para el elemento SHELL6 en NSTAR:
El módulo de análisis no lineal NSTAR soporta pre-tensión y pre-deformación con elementos SHELL6. También opcionalmente permite escribir tensiones en el fichero de salida *.OUT según las direcciones del material.
q Sin Limitación en el Cálculo de Frecuencias en DSTAR:
El límite en el nº máximo de frecuencias calculadas con DSTAR ha sido eliminado.
q Ampliación del nº máximo de Curvas en ASTAR:
Los límites en el nº máximo de curvas y niveles de soportes en análisis dinámico avanzado con ASTAR se han incrementado de 100 a 1000.
q Mejora Dramática de la Velocidad de Cálculo de Tensiones en ASTAR:
La velocidad de cálculo de tensiones en análisis dinámicos avanzados con ASTAR ha sido radicalmente mejorada, especialmente con las opciones de respuesta forzada en el dominio de la frecuencia tales como vibraciones aleatorias y análisis armónico.
q Análisis de Fatiga Sin Limitaciones:
El módulo de Análisis de Fatiga FSTAR estaba limitado en el tamaño máximo de nodos y elementos -- en adelante esta limitación se ha eliminado y permite resolver modelos sin límites en nodos y elementos. FSTAR también soporta elementos SHELL6T.
Mejoras en FlowPlus 5.0: Módulo de Fluidos (CFD)
q Resistencia Distribuida (Properties > Fluid > Extended Attributes):
El menú de Resistencia Distribuida ha sido revisado para hacer más fácil su uso y añadir funciones adicionales. Los métodos de coeficientes de rozamiento y pérdidas de cargas han sido modificados, y se han añadido dos nuevos métodos de cálculo de pérdidas -- el ratio de área libre y la curva de capacidad - pérdida de carga).En el menú de definición de las propiedades del fluido, hacer click sobre "Atributos Extendidos" y pulsar el botón "Editar" -- aparecerá la siguiente ventana:
Resistencia Distribuida del Fluido
Ahora hay 5 formas diferentes de medir la resistencia del fluido:
Coeficientes de Pérdida Constante Factor de Fricción en Tubería Ratio de Area Libre Curva de Caudal-Presión Coeficiente de Permeabilidad (ecuación de Darcy)
q Coeficientes de Pérdida Constante:
Este es un buen método si se dispone de información sobre pérdidas de carga vs. caudal. Si no se dispone de datos experimentales, una buena referencia para determinar los valores es el Manual de Resistencia Hidráulica ("Handbook of Hydraulic Resistance"), 3ª edición -- I.E. Idelchik, publicado por CRC Press, 1994 (ISBN 0-8493-9908-4). Este manual incluye coeficientes de pérdidas de carga para un amplia gama de geometrías.q Factor de Rozamiento:
El segundo método para representar resistencias distribuidas en el fluido es el Coeficiente de Rozamiento, donde f es el coef. de rozamiento, L es la longitud de la tubería y D es el diámetro hidráulico. Para entrar los parámetros del modelo pulsar el botón K:
Método de Coef. de Rozamiento para representar
la Resistencia Distribuida del Fluido
Para entrar los parámetros del modelo de resistencia distribuida por fricción, pulsar el botón K y aparecerá la siguiente ventana:
Parámetros del Método del Coef. Rozamiento
El factor de rozamiento se puede calcular con una de las siguientes formas: con Moody, o usando la fórmula f = aRe-b, done Re es nº de Reynolds, y "a" y "b" coeficientes. Ambos métodos requieren introducir el diámetro hidráulico y la longitud de la tubería.
q Ratio de Area Libre:
A menudo es necesario representar una placa perforada o un deflector del que se conoce su área. En vez de introducir un coeficiente de pérdida de carga, se mete el coeficiente de área libre. El coeficiente de área libre es el resultado de dividir el área de la placa perforada con agujeros entre el área total de la placa sin agujeros. Para introducir el coeficiente de área libre, seleccionar el menú correspondiente en la ventana de propiedades de resistencia y pulsar el botón K para introducir su valor -- un factor de 0 simula una región completamente cerrada, y un factor de 1 simula una región completamente abierta:
Método de Area Libre
q Curva de Presión - Caudal:
La pérdida de presión a través de una región se puede introducir mediante una tabla de capacidad definiendo valores de pérdida de presión como una función del caudal. Seleccionar "Head Capacity" en el menú de Propiedades de Resistencia Distribuida, como muestra la figura:
Método de Presión - CaudalPara entrar los parámetros del modelo pulsar el botón K apropiado, y meter los valores de presión y caudal en la siguiente ventana:
Curva de Presión - Caudal
q Ecuación de Darcy:
También se puede expresar la resistencia distribuida mediante la ecuación de Darcy, introduciendo el Coeficiente de Permeabilidad C en unidades "1/longitud^2".
q Bomba/Ventilador Interno:
La nueva versión de FlowPlus 5.0 permite asignar curvas a ventiladores internos para así poder simular una fuente de movimiento interior a la geometría. En la siguiente ventana se especifica la velocidad (en rpm) del ventilador. Esta entrada es opcional, y puede dejarse a 0 si se desea. La dirección del Ventilador se define como una propiedad del material, seleccionando una superficie normal al flujo, así como la dirección del flujo del ventilador.
Propiedades de Ventilador Interno
El caudal del ventilador se puede definir como constante o variable mediante una curva. Si el caudal es constante, simplemente especificar su valor pulsando el botón "Fan/Pump Flow Rate" en las unidades que elija el usuario. Si el caudal es variable según una curva de ventilador, seleccionar "Head Capacity Curve" del menú desplegable y pulsar de nuevo el botón "Fan/Pump Flow Rate" y aparecerá una nueva ventana para definir los puntos de la curva de caudal vs. presión del ventilador.
