Информационный центр

Подписка


Инженерные программы:
Собственные разработки

Инженерные программы:
Трансфер технологий

Измерительные приборы и
оборудование

ГлавнаяИнформационный центрНовости

Технология моделирования внешнего обтекания движущихся живых существ

[23.08.2012]

Технология моделирования внешнего обтекания движущихся живых существ

Компания ТЕСИС объявляет об успешной реализации технологии моделирования внешнего обтекания движущихся живых существ

Задачи определения характеристик взаимодействия движущихся биологических объектов, включая человека, с окружающей средой являются актуальными в различных областях, включая эргономику, медицину, промышленность, спорт. Область спорта представляет особый интерес, так как позволяет создавать новые методики тренировки спортсменов с учетом их индивидуальных особенностей выполнения движений.

     sportman1           sportman2
     Источники образования вторичного                              Распределение давления на теле спортсмена в разных фазах его движения
      течения на теле спортсмена
     (нажмите на картинку для увеличения)

Кроме того, важной является и более общая задача исследования способов передвижения живых существ в воде и в воздухе. До последнего времени опубликованные результаты исследований в области обтекания движущихся спортсменов были получены как решение квазинестационарной задачи — в виде набора результатов обтекания неподвижного спортсмена в разных позах (фазах его движения). Такая постановка не в полной мере учитывает взаимодействие тела движущегося спортсмена с потоком воздуха или воды.

Разработанный компанией ТЕСИС подход основан на хорошо известных и освоенных в промышленности технологиях:

Подвижные тела

Разработанная компанией ТЕСИС технология «подвижных тел» основана на математическом моделировании течения около тел, которые могут двигаться и деформироваться относительно неподвижных границ расчетной области.
Движение тел в пространстве может быть произвольным поступательно-вращательным с шестью степенями свободы.

Впервые технология моделирования обтекания «подвижных тел» была представлена компанией ТЕСИС в 1999 году и применена для решения разных прикладных задач:

  • в судостроении — решение задач движении корпуса корабля при волнении
  • в машиностроении — расчет работы шнековых/винтовых компрессоров и запорных клапанов
  • в авиапромышленности — моделирование сброс/десантирования подвески и процесса открытия люка или механизации крыла
  • в междисциплинарных задачах аэро- и гидроупругости

Подход, реализованный в программном комплексе FlowVision, отличает высокая скорость расчета по сравнению с традиционными подходами. Подавляющее большинство популярных коммерческих CFD кодов общего назначения используют лагранжевую расчетную сетку на основе тетраэдральных или гексагональных элементов, построение и трансформация которой требуют значительных вычислительных затрат. Кроме того, лагранжевая расчетная сетка не может разрешить сложных движений тел, при которых происходит касание тел, проникновение их друг в друга, а также трансформация их топологии. Расчетная сетка, используемая в FlowVision, принадлежит к классу эйлеровых сеток – она остается неизменной при движении тела, что существенно снижает ресурсоемкость задачи расчета движения тел и не накладывает ограничений на характер движения тел.

Захват движения (Motion Capture)

Технология Захвата движения внедрена и активно используется в игровой индустрии и индустрии кино. Технология позволяет анимировать мимику и движения виртуальных персонажей, созданных с использованием средств компьютерной графики (CGI), за счет оцифровки мимики и движений реальных людей на специальных оптико-измерительных стендах. Оцифровка выполняется при помощи набора маркеров, установленных на теле человека. Движение маркеров фиксируется измерительной аппаратурой и, по полученному набору данных, анимируют мимические выражения лица персонажей или движение опорно-двигательного аппарата. В качестве технологического партнера выступила компания Интеллект и Инновации, которая имеет на вооружении уникальное оптико-измерительное оборудование Qualisys, позволяющее выполнять съемку подвижных объектов в воздухе и под водой, и которая активно использует его для практических задач игровой индустрии, телевидения и спорта.

Общая технологическая цепочка состоит из следующих этапов:

sportman 3

  • сканирование подвижного спортсмена с использованием технологии Захвата движения (Motion Capture)
  • полученные данные с поверхности спортсмена обрабатываются и предстают в форме анимированного каркасного скелета, который помещается внутрь сеточной поверхностной модели спортсмена (Skin модификатор в Autodesk 3DMAX или Maya), где через весовые коэффициенты движение от скелета передается на вершины сетки
  • анимированная модель передается в FlowVision для выполнения моделирования процесса внешнего обтекания

Реализованная впервые в мире междисицплинарная технология моделирования влияния условий среды на особенности биомеханики движущихся объектов переменной формы может быть внедрена в практику любой сторонней организации для дальнейшего самостоятельного использования. Технология открывает широкие возможности по моделированию различных живых существ с целью более глубокого изучения принципов аэромеханики при их перемещении в пространстве.


Полную иллюстрированную версию этого сообщения Вы можете прочитать здесь.


О компании ТЕСИС

Компания ТЕСИС является одним из ведущих российских разработчиков и поставщиков инженерных решений для промышленных предприятий, исследовательских организаций и ВУЗов. Компания ТЕСИС предлагает программные комплексы и измерительное оборудование для современного оснащения и автоматизации конструкторских, расчетных и технологических подразделений во всех отраслях промышленности.
Наряду с лучшими решениями ведущих фирм мира, компания ТЕСИС предлагает собственные программные продукты, отвечающие новизной и высоким уровнем исполнения - 3DTransVidia, FlowVision). ТЕСИС является технологическим партнером Dassault Systemes по решению сложных связанных задач взаимодействия жидкости и конструкции (FSI) на основе конечно-элементного кода SIMULIA Abaqus и пакета по вычислительной гидродинамике FlowVision.
Используя технологии программного продукта 3DTransVidia, компания ТЕСИС внедряет инновационные решения в области анализа качества цифровых моделей изделий, валидации и трансляции данных.
Компания ТЕСИС является активным участником ряда федеральных целевых программ по созданию отечественных расчетных кодов.

О компании "Интеллект и Инновации"

компаниz Интеллект и Инновации

Компания компаниz "Интеллект и Инновации" специализируется на научных разработках в области биомеханики движения человека и животных, в том числе в спорте высших достижений. Для решения этих задач используется ряд новейших технологий из области искусственного интеллекта, нечеткой логики и применения нейронных сетей для обработки данных. Компания обладает уникальной технологией трехмерной высокоскоростной съёмки с помощью оборудования Qualisys для получения данных о движении человека и животных и осуществлять моделирование движущихся объектов и проводить исследования их поведения. В настоящее время компания осуществляет ряд научно-исследовательских работ в тесном сотрудничестве с Министерством спорта РФ в целях подготовки спортсменов сборных команд России для их участия в международных соревнованиях.

© ТЕСИС>, сайты: www.tesis.com.ru (тесис.рф); www.flowvision.ru; www.fv-tech.com; www.simulia.ru
Тел./факс: +7(495) 612-4422, 612-4262, info@tesis.com.ru, написать письмо, подписаться на новости
Политика конфиденциальности

Главный офис: 127083, Россия, Москва, ул. Юннатов, дом 18, 7-й этаж, оф.705, схема проезда
Представительство: 603093, Нижний Новгород, ул.Печерский съезд, д.18, офис 29