Chất lượng của sản phẩm luôn là mối quan tâm lớn của nhà sản xuất cũng như người dùng. Cùng một sản phẩm nhưng theo thời gian, độ bền, độ tin cậy cũng sẽ thay đổi, đó là một trong những lý do mà giá cả sản xuất và thương mại của từng sản phẩm rất khác nhau. Công nghệ mô phỏng được ứng dụng trong lĩnh vực thiết kế nhằm tối ưu hóa, dự đoán trong thực tế, giúp người sản xuất tiết kiệm được thời gian, công sức, .. Vì giờ đây, các sản phẩm được mô phỏng, thí nghiệm, tính toán trong môi trường ảo.
Hình 1: Mô phỏng dòng chảy khi qua tiết diện thay đổi (mạch máu, ống dẫn nhiên liệu)
Hình 2: Mô hình bài toán mô phỏng 3D
Với phát triển mạnh mẽ của công nghệ mô phỏng, người sử dụng hoàn toàn có thể xây dựng lại môi trường làm việc gần tương đương với thực tế để nhìn xem ứng xử của vật liệu hoặc sản phẩm mình thiết kế trong môi trường tính toán ảo trên máy tính. Nền tảng của công nghệ này là phương pháp phần tử hữu hạn và thể tích hữu hạn. Có 3 bước cơ bản để xây dựng tính toán mô phỏng: Tiền xử lý (Pre Processing), Tính toán(Processing) , Xuất kết quả(Post Processing). Trong đó, Bước đầu tiên là khá quan trọng quyết tính chính xác hợp lý của bài toán đặt ra còn các công việc còn lại là những thao tác trên phần mềm. Sau khi có kết quả phân tích, người kỹ sư hoặc các chuyên gia công nghệ sẽ đánh giá kết quả đã thiết kế để có hiệu chỉnh phù hợp.
Tiền xử lý (Pre Processing): Nhập vào máy tính các thông số của bái toán: mô hình CAD 3D, vật liệu, môi trường vật lý, chia lưới..
Hình 3: Chia lưới vật thể 3D
Tính toán(Processing): Khi các thông số đầy đủ, các phần phềm CAD – CAE sẽ thực hiện các giải thuật để quy bài toán mô hình về hệ phương trình vi phân để giải và xuất kết quả.
Xuất kết quả(Post Processing): Các kết quả thường được lưu trên máy tính với các thông tin về: trường chuyển vị, trường ứng xuất, hình ảnh chuyển động của mô hình,..
Hình 4: Kết quả trường ứng suất – biến dạng sau khi mô phỏng
Như vậy, người thiết kế hoàn toàn có thể thực hiện các bài toán mô phỏng với mô hình bất kỳ bằng các phần mềm mô phỏng CAE một cách dễ dàng, nhanh chóng..Tuy nhiên, việc đánh giá kết quả sau khi phân tích đòi hỏi người thực hiện mô phỏng có một số kiến thức nhất định để đưa ra những nhận định và tùy chỉnh đạt chất lượng.
