Software Engineering

Dass Berechnungsdienstleistungen und Software-Engineering Hand in Hand gehen, beweist die SinusPro an zahlreichen Eigenentwicklungen. Einerseits sind wir durch die eigene Softwareentwicklungs-Abteilung in der Lage, unsere kommerziellen Software-Pakete (Abaqus, Medina) mit eigenen Erweiterungen optimal zu nutzen und Berechnungsergebnisse aufzubereiten bzw. Vorgänge zu automatisieren (z.B. Analyse einiger 100 verschiedener Lastfälle) - wobei natürlich ein Know-How an Script-Sprachen unerlässlich ist - andererseits war es in letzter Zeit im Zuge einiger Projekte auch notwendig, spezialisierte eigenständige Software zu schreiben.

Die Bandbreite dabei geht hier von eigenen Lösern für Drehschwingungsprobleme (SinusPro - TorVib) über Topologie-Optimierung bis hin zur Echtzeit-Videoanalyse, um die notwendigen Input-Daten für CFD-Simulationen zu erhalten.

Je nach Anforderungen werden verschiedene Programmiersprachen verwendet: In Anwendungen, die eine hohe Verarbeitungsgeschwindigkeit verlangen, kommt üblicherweise C++ mit den jeweiligen Parallelisierungsmethoden zum Einsatz. Erfahrungen haben wir bisher mit Algorithmen aus der „boost“ Bibliothek sowie mit „Threading Building Blocks“ von intel®.

Sollte es noch schneller gehen, (z.B.: Echtzeitfähigkeit für Computer Vision) lagern wir die rechenintensiven Tasks auf die Grafikkarte aus, welche im Bereich des Scientific Computing ständig an Bedeutung gewinnt. Zurückzuführen ist dies auf die hohe Anzahl an Rechenkernen (1024 bei der aktuellen Nvidia GeForce GTX 590, im Gegensatz zu 16 bei aktuellen AMD-Server Prozessoren). Dazu benutzen wir CUDA, die optimale Programmiersprache zur Parallelisierung von Nvidia-GPUs.

Wir sind nun stolz darauf, unsere selbst entwickelten Tools, welche in unseren Projekten Verwendung finden, vorstellen zu können. Aus diesen Tools ist ersichtlich, dass wir die notwendige Erfahrung sowohl im Bereich der technischen Berechnung als auch auf der Software-Seite haben.

Das ist auch der Grund, warum wir an einer ständigen Verbesserung unserer Software interessiert sind. Unsere erfahrenen MitarbeiterInnen - AbsolventInnen der Studien: „Computational Sciences“, Maschinenbau und Physik - bringen durch ihr interdisziplinäres Know-How an der Schnittstelle zwischen Computersimulation, Physik, Mathematik und Software-Entwicklung alle notwendigen Voraussetzungen mit. Da sämtliche Tools im Haus entwickelt werden, sind wir in Bezug auf spezielle Kundenwünsche sehr flexibel und bieten gerne individuell angepasste Lösungen an. Darüber hinaus legen wir Wert darauf, dass unsere BerechnungsingenieurInnen die Anwendungen nicht nur als Black-Box verwenden, sondern auch ein Verständnis für die dahinter liegenden Algorithmen besitzen.

 

 

Eigenentwicklungen

 

Folgende Tools sind zur Zeit verfügbar, wobei manche davon auch als Testversionen mit eingeschränkter Funktionalität zum Download zur Verfügung stehen:

 

 

Lineare gedämpfte Torsionsschwingungsmodelle können mit geringem Rechenaufwand gelöst werden, wodurch die Abdeckung ganzer Drehzahlbereiche und darüber hinausgehend die Abarbeitung von Parameterstudien zur Optimierung des Systems möglich sind.

 

Sicherheitsfaktoren für die Lebensdaueranalyse werden nach der FKM-Richtlinie berechnet.

Safety 3D ist ein eigenständiges Tool, das auf den Abaqus-Ergebnissen basiert. Die Ergebnisse können wiederum mit Abaqus dargestellt werden.

BondCheck erlaubt eine schnelle und wiederholbare Analyse von geschweißten Blechbauteilen. Die Software verfügt über die Erfahrung, der in weiten Teilen der Industrie verwendeten Kranbau-Norm und erweitert die Anwendbarkeit durch Kombination mit modernen Spannungsberechnungswerkzeugen.

 

 

 

Der Topologie-Optimierer optimiert die Form von Bauteilen anhand von auftretenden Spannungen. Die Software hat sich bereits in zahlreichen Projekten, bei denen z.B. Gewichtsreduktion wesentlich war, bewährt. Die Ergebnisse können als stl-, step- oder Abaqus-inp Format ausgegeben werden. Die gesamte Optimierung findet im Abaqus Environment statt.

HeatFlow ist ein Tool, um den transienten Wärmeübergang zu simulieren. Notwendig wurde die Implementierung, um realistische Randbedingungen für eine gekoppelte Festigkeits-/Temperaturberechnung durchzuführen.

 

Dienstleistung

Neben den fertigen Paketen bietet SinusPro auch zusätzlich Programmierdienstleistungen an. Unser Hauptbereich ist dabei eng mit Computersimulationen verknüpft. Es ist auch möglich, eigenständige Solver für bestimmte wiederkehrende Aufgabenbereiche auf Basis von deal.ii zu entwickeln. Diese können auch auf Multiphysics-Methoden basieren. Erfahrungen gibt es hier mit gekoppelten ElectricField-Temperature Simulationen.

Ein weiterer Kernbereich betrifft Computervision/Computergraphik. Notwendige Input-Daten für Computational Fluid Dynamics-Simulationen sind manuell manchmal schwierig bzw. gar unmöglich zu erhalten. Mit Hilfe von State-of-the-Art Algorithmen können hier Vorgänge automatisiert werden.

 

Folgende Programmiersprachen/Frameworks werden verwendet:

C++, Python, CUDA, QT, GnuPLOT, deal.ii

CAE-Scriptsprachen:

Abaqus (Python), Medina (Protocol)