Simulace proudění a její prezentace pomocí VR

Tags: Analýzy | BIM | Digitální tunel | FEM | HTC Vive | PLM | SPŠ | Virtuální realita

Ře­še­ní pro­jek­tů po­sta­ve­né na 3D tech­no­lo­gi­ích jsou již více než dvě de­se­ti­le­tí sou­čás­tí stra­te­gií řady pro­jek­tů vzni­ka­jí­cích na­příč tech­nic­ký­mi obory. Ná­stup di­gi­tál­ní­ho pro­to­ty­pu do pro­dukč­ních ob­las­tí lze be­ze­spo­ru po­va­žo­vat za klid­nou od­bor­nou re­vo­lu­ci zá­vě­ru mi­nu­lé­ho sto­le­tí. Soft­wa­ro­vé ná­stro­je pra­cu­jí­cí s 3D tech­no­lo­gi­e­mi jsou díky ros­tou­cí­mu vý­ko­nu gra­fic­kých ak­ce­le­rá­to­rů pro uži­va­te­le stále do­stup­něj­ší až na úroveň mo­bil­ní tech­ni­ky.

Di­gi­tál­ní pro­to­typ ře­še­ný ze své pod­stat­né části ať již po­mo­cí PLM nebo BIM po­stu­pů se stává skvě­lým zdro­jem in­for­ma­cí pro tvor­bu pr­vot­ní­ho de­sig­nu, vstup­ní ana­lý­zy, kon­struk­ci a tech­no­lo­gic­kou pří­pra­vu. Pokud je vše v této části vý­vo­je na­chys­tá­no, mohou být 3D data vy­u­ži­ta pro vý­ro­bu, ana­lý­zy, kon­t­ro­lu a mě­ře­ní.

Jak představit i nejmladším technikům možnosti digitálního projektování?

Na poli vědy a vý­zku­mu vzni­ká vedle stan­dard­ních po­stu­pů navíc celá řada velmi za­jí­ma­vých pro­jek­tů, které se snaží ucho­pit vý­vo­jo­vý pro­ces no­vé­ho vý­rob­ku zcela od­liš­ně. Jako pří­klad mů­že­me uvést myš­len­ky v ob­las­ti ge­ne­ra­tiv­ní­ho de­sig­nu, kdy vzni­ká ge­o­me­t­rie vý­rob­ku po­čí­ta­čo­vým ge­ne­ro­vá­ním na zá­kla­dě vstup­ních FEM ana­lýz. Fi­nál­ní vý­rob­ky jsou až pře­kva­pi­vě po­dob­né struk­tu­rám z pří­ro­dy, která po­tře­bo­va­la na ge­ni­ál­ní op­ti­ma­li­za­ci „své pro­duk­ce“ mi­li­o­ny let evo­lu­ce. Před dva­ce­ti lety by bylo tyto tvary prak­tic­ky ne­mož­né vy­ro­bit bez 3D tisku. Dneš­ní svět má díky 3D tech­no­lo­giím vir­tu­ál­ní re­a­li­ty navíc skvě­lé mož­nos­ti v ob­las­ti spo­lu­prá­ce a ko­mu­ni­ka­ce. Pokud při­dá­me k těmto mož­nos­tem do­sa­ži­tel­nost vý­kon­né­ho prů­mys­lo­vé­ho soft­ware našim nejmlad­ším tech­ni­kům, mů­že­me po­čí­tat s řadou za­jí­ma­vých vý­stu­pů a ře­še­ní.

Uchopme projekt v podobě 3D dat srozumitelně pro cílového uživatele

Sro­zu­mi­tel­ná pre­zen­ta­ce a vy­u­ži­tí prů­mys­lo­vé vir­tu­ál­ní re­a­li­ty s cílem ná­zor­né­ho ob­jas­ně­ní tech­nic­kých ře­še­ní byla hlav­ní myš­len­kou za­jí­ma­vé­ho pro­jek­tu, který vzni­kl na SPŠ ve Žďáru nad Sá­za­vou. Na­příč vý­u­kou tech­nic­kých oborů jsme si dali se stu­den­ty úkol vy­tvo­řit ná­zor­né pre­zen­ta­ce slo­ži­tých tech­nic­kých pro­blé­mů s ma­xi­mál­ním ohle­dem na zjed­no­du­še­ní tech­nic­kých in­for­ma­cí pro nejmlad­ší žáky ze zá­klad­ních škol a laic­kou ve­řej­nost. Velmi za­jí­ma­vé ukáz­ky a stu­die vznik­ly pře­de­vším v ob­las­ti ná­zor­né pre­zen­ta­ce kom­pli­ko­va­ných si­mu­la­cí prou­dě­ní. Pro­jekt „vir­tu­ál­ní­ho di­gi­tál­ní­ho tu­ne­lu“ vzni­kl spo­je­ním vý­u­ko­vé stu­die prou­dě­ní zpra­co­va­né Da­vi­dem Pou­lem a za­pra­co­vá­ním vý­sled­ků ana­lý­zy do pro­stře­dí vir­tu­ál­ní re­a­li­ty. Vý­sled­ky jsou z hle­dis­ka ná­zor­nos­ti více než za­jí­ma­vé. Na ob­ráz­cích se pouze po­ku­sí­me zpro­střed­ko­vat sku­teč­ný 3D po­hled, kdy ob­chá­zí­te vý­sled­ky si­mu­la­ce v mě­řít­ku 1:1 s na­pros­to úžas­ný­mi de­tai­ly vý­po­čtu. Jako zob­ra­zo­va­cí tech­no­lo­gie jsme po­u­ži­li he­ad­set HTC Vive s apli­kač­ním VR skrip­to­vá­ním od Au­to­de­s­ku.

Virtuální realitu lze využít k prezentaci výsledků složitých analýz, simulace indukovaného odporu na koncích křídla letadla zvyšující spotřebu paliva a snižující jeho dolet

Digitální prototyp jako základní kámen úspěšné spolupráce a komunikace

Obec­ný po­hled na 3D data v rámci PLM a BIM ře­těz­ce je často skloňován s ohle­dem na je­jich tech­nic­ké vy­u­ži­tí. Po­dí­vej­me se na pro­blém vy­u­ži­tel­nos­ti po­ten­ci­á­lu 3D dat z ji­né­ho úhlu po­hle­du. Hlav­ním cílem každé pro­duk­ce je be­ze­spo­ru re­a­li­za­ce vý­rob­ků, které jsou pod­lo­že­ny vy­so­kým zá­jmem o je­jich nákup a snad­né po­u­ži­tí. Uži­va­tel chce mít často již na za­čát­ku de­tail­ně jasno, jaký pro­dukt zís­ká­vá v po­do­bě uce­le­né o kom­plex­ní in­for­ma­ce po­da­né s ma­xi­mál­ní sro­zu­mi­tel­nos­tí a ilu­stra­tiv­nos­tí při­pra­vo­va­né­ho ře­še­ní.

Simulace snížení indukovaného odporu s využitím virtuální prezentace

Proč tedy ne­vy­u­žít nej­mo­der­něj­ších 3D tech­no­lo­gií a při­blí­žit již na úrov­ni pro­jek­tu často tech­nic­ky slo­ži­tá ře­še­ní novým uži­va­te­lům. „Chce­te nový vůz s re­vo­luč­ní dis­po­zi­cí za­va­za­dlo­vé­ho pro­sto­ru?“ Mů­že­te si jej vy­zkou­šet na di­gi­tál­ním pro­to­ty­pu. „Nejste zcela roz­hod­nu­ti a stále pře­mýš­lí­te nad dis­po­zi­cí svého ro­din­né­ho domu?“. Pro­jdě­te se jím po ně­ko­li­ka týd­nech pro­jek­to­vá­ní s vy­u­ži­tím vir­tu­ál­ní tech­no­lo­gie. Úspo­ry v od­st­raňování pří­pad­ných pro­blé­mů, chyb a vzá­jem­ných ne­jas­nos­tí jsou zřej­mé. Do po­pře­dí nás tech­ni­ků, se tak již v po­čát­ku tvor­by no­vé­ho pro­jek­tu do­stá­vá nut­nost zo­hled­ně­ní po­ža­dav­ků. Velmi vý­znam­nou po­můc­kou v této ob­las­ti je vý­stav­ba no­vých pro­jek­tů na vstup­ních ana­lý­zách ino­vač­ní­ho pro­ce­su. Se sro­zu­mi­tel­nou a ma­xi­mál­ně ná­zor­nou pre­zen­ta­cí vý­sled­ků lze zís­kat na svou stra­nu jistě ne­jed­no­ho zá­jem­ce.

Finální prezentace proudění v 1/3 křídla od centroplánu pomocí 3D dat a virtuální reality

Ilu­stra­tiv­nost, sro­zu­mi­tel­nost a ná­zor­nost vý­stu­pů ze si­mu­la­ce prou­dě­ní mů­že­te po­sou­dit na při­lo­že­ných pří­spěv­cích. Proč ne­vy­u­žít těch­to vý­sled­ků a tech­no­lo­gie vir­tu­ál­ní re­a­li­ty i pro jiná slo­ži­tě pre­zen­to­va­ná té­ma­ta. Ná­zor­nost a pře­hled­nost vý­stu­pu ana­lý­zy je více než vý­mluv­ná. Více in­for­ma­cí a další za­jí­ma­vé pro­jek­ty z výuky s vy­u­ži­tím 3D tech­no­lo­gií, vi­zu­a­li­za­ce a prů­mys­lo­vé­ho na­sa­ze­ní vir­tu­ál­ní re­a­li­ty na­jde­te a ad­re­se www.spszr.cz.