Програмні засоби для комп'ютерного моделювання мультифізичних процесів у електромагнітах і актуаторах вакуумних комутаційних апаратів з урахуванням контактної взаємодії конструктивних елементів. Частина 1: загальний огляд; особливості IN-HOUSE розробок

Abstract

Для комп'ютерного моделювання мультифізичних процесів у складних сучасних технічних об'єктах, наприклад у актуаторах і електромагнітах вакуумних комутаційних апаратів, потрібно використовувати сучасне прикладне програмне забезпечення, орієнтоване на розв’язання всього спектра зазначених задач або тієї чи іншої їх ''підмножини''. Комплекси прикладних програм повинні реалізовувати сучасні математичні моделі та відповідні ефективні чисельні алгоритми, а також мати зручні інтерфейси як для підготовки та введення вихідної інформації (препроцесор), так і для виведення й аналізу отриманих результатів (постпроцесор). Наявність максимально ''дружніх до користувача'' препроцесора та постпроцесора є надзвичайно важливою, вважаючи саме на значну складність процесів, що моделюються, а також конструкцій, що розглядаються дослід-ником та/або інженером-проєктувальником. Представляє інтерес виконання порівняльного аналізу конкретних програмних продуктів, з метою вибору ''інструменту'' для реалізації комплексу розрахункових досліджень (комп'ютерне моделювання мультифізичних процесів у конструктивних елементах вакуумних комутаційних апаратів середньої та високої напруги з урахуванням контактних явищ), зазначених вище. В статті розглядаються критерії, за якими можна зробити обґрунтований вибір програмного забезпечення, яке в подальшому буде безпосередньо використане для проведення математичного моделювання технічних об’єктів і процесів, що розглядаються.

For computer modeling of multiphysics processes in complex modern technical objects, for example, in actuators and electromagnets of vacuum switching devices, it is necessary to use modern application software aimed at solving the entire spectrum of the specified problems or one or another "subset" of them. Complexes of applied programs must implement modern mathematical models and corresponding effective numerical algorithms, as well as have convenient interfaces both for the preparation and input of initial information (preprocessor), and for the output and analysis of the obtained results (postprocessor). The presence of the most "user-friendly" preprocessor and postprocessor is extremely important, considering the significant complexity of the processes being modeled, as well as the structures considered by the researcher and/or design engineer. It is of interest to carry out a comparative analysis of specific software products, with the aim of choosing a "tool" for the implementation of a complex of computational studies (computer modeling of multiphysics processes in the structural elements of medium and high voltage vacuum switching devices, taking into account contact phenomena), specified above. The article considers the criteria by which a reasonable choice of software can be made, which will be directly used for mathematical modeling of technical objects and processes under consideration.