La ricerca, lo sviluppo tecnologico e quello industriale sono da sempre strettamente interconnessi, contribuendo al progresso e all'evoluzione delle società. L'evoluzione delle tecnologie di simulazione ha trasformato profondamente numerosi settori industriali, rendendo più veloci, efficienti e sostenibili i processi di sviluppo dei prodotti innovativi. In questo scenario, Ansys ha svolto un ruolo cruciale, fornendo soluzioni avanzate che permettono simulazioni di alta precisione in una vasta gamma di applicazioni, accelerando così l'innovazione e migliorando l'affidabilità dei risultati.
Introduzione alla Simulazione Ansys
Ansys è il leader globale nella fornitura di software di simulazione ad alte prestazioni che supporta la progettazione, l'analisi e l'ottimizzazione dei prodotti in una vasta gamma di settori industriali. I software Ansys permettono agli ingegneri di modellare e simulare vari fenomeni fisici, migliorando così l'affidabilità, le prestazioni e la durata dei prodotti, riducendo i costi e i tempi di sviluppo.
L'approccio alla simulazione Ansys si basa su soluzioni integrate che coprono numerose discipline ingegneristiche, tra cui quella meccanica, fluidodinamica, elettromagnetismo, ottica e la simulazione di sistemi complessi. Ogni strumento Ansys è progettato per affrontare problematiche specifiche e per offrire simulazioni accurate che possano supportare decisioni informate durante il ciclo di vita del prodotto.
Simulazione Strutturale
Nel mondo dell'ingegneria, la simulazione strutturale riveste un ruolo cruciale nella progettazione, nello sviluppo e nella valutazione delle prestazioni di una vasta gamma di componenti e strutture, che spaziano dalle semplici carpenterie metalliche agli intricati e sofisticati sistemi aerospaziali. Essa consente di comprendere a fondo come le strutture reagiscono a sollecitazioni di vario tipo e rappresenta un elemento essenziale per garantire sicurezza, affidabilità ed efficienza durante l'intero ciclo di vita del prodotto. La simulazione strutturale, in particolare, è una delle applicazioni più diffuse e strategiche nell’ambito della progettazione avanzata, poiché consente di analizzare con precisione il comportamento meccanico di materiali e componenti prima della loro realizzazione fisica.
Attraverso l’impiego dell’analisi agli elementi finiti (FEA) e del metodo degli elementi finiti (FEM), i moderni software di simulazione strutturale permettono di modellare geometrie complesse e di esaminare la risposta del sistema a una vasta gamma di condizioni operative, inclusi carichi statici, dinamici, termici e vibrazionali. Questi strumenti offrono un’elevata capacità predittiva e sono in grado di evidenziare eventuali concentrazioni di tensione, cedimenti strutturali potenziali o deformazioni critiche, fornendo così un supporto prezioso per l’ottimizzazione del design. Inoltre, l'integrazione della simulazione nei processi ingegneristici consente di ridurre drasticamente i tempi di sviluppo, limitare i costi legati ai test fisici e aumentare la competitività del prodotto. La simulazione strutturale è diventata e diventerà sempre più un pilastro fondamentale per lo sviluppo di soluzioni ingegneristiche innovative, sostenibili e altamente performanti.
Principali software per la simulazione strutturale
- Ansys Mechanical™: è una delle soluzioni più complete e affidabili per la simulazione strutturale disponibile sul mercato. Viene ampiamente utilizzato da ingegneri e progettisti per eseguire analisi agli elementi finiti (FEA) su una vasta gamma di componenti e strutture meccaniche. Questo software consente di simulare condizioni di carico statico e dinamico, nonché sollecitazioni termiche, vibrazioni, contatti tra superfici e deformazioni plastiche.
La sua interfaccia intuitiva, unita alla possibilità di gestire modelli complessi e materiali avanzati, lo rende ideale per progettare prodotti robusti e sicuri fin dalle prime fasi del ciclo di sviluppo.
Ansys Mechanical supporta inoltre l'integrazione con strumenti CAD e ambienti di ottimizzazione, migliorando l'efficienza del flusso di lavoro ingegneristico. - Ansys LS-DYNA®: è un potente software di simulazione esplicitamente progettato per l'analisi dinamica non lineare. È considerato uno standard industriale per lo studio di eventi transitori ad alta velocità, come impatti, esplosioni, urti, cadute e crash test automobilistici. Il software può gestire modelli con geometrie complesse, materiali avanzati e condizioni al contorno che cambiano rapidamente. Il software simula accuratamente le risposte dinamiche delle strutture in situazioni estreme, fornendo risultati essenziali per la progettazione di sistemi di sicurezza, dispositivi di protezione e materiali resistenti agli urti.
Grazie alla sua vasta libreria di modelli di materiali e algoritmi numerici sofisticati, il software LS-DYNA è spesso utilizzato nei settori automobilistico, aerospaziale, militare e biomedicale. - Ansys Motion™: è una soluzione avanzata per la simulazione multibody dynamics (MBD), che consente l’analisi precisa del movimento e delle interazioni tra corpi rigidi e flessibili all'interno di sistemi meccanici complessi. Il software è particolarmente utile per modellare meccanismi articolati, sistemi di sospensione, ingranaggi, trasmissioni e robot industriali.
Il software Motion permette di valutare in dettaglio le forze interne, le reazioni vincolari, le accelerazioni e gli spostamenti dei componenti in movimento.
Inoltre, è possibile integrare l’analisi strutturale e dinamica in un’unica simulazione per ottenere risultati realistici e completi. Questa capacità è cruciale per l'ottimizzazione della progettazione meccanica, il miglioramento della durata dei componenti e la previsione di potenziali problemi operativi. - Ansys nCode DesignLife™: è uno strumento altamente specializzato per l'analisi della fatica e la previsione della durata utile dei componenti meccanici sottoposti a carichi ciclici. Il software utilizza i risultati delle simulazioni FEA per calcolare i danni accumulati nei materiali e stimare il numero di cicli fino alla rottura.
Questo è particolarmente importante in settori come l’automotive, l’aerospaziale e l’energia, dove la durata e l’affidabilità dei componenti sono fattori critici. Il software permette di eseguire analisi sia a livello di sollecitazioni che di deformazioni, e supporta diverse metodologie di fatica, incluse le tecniche di vita a bassa ciclicità (LCF) e alta ciclicità (HCF).
Grazie alla sua interfaccia avanzata e alla possibilità di analizzare dati di test sperimentali, il software nCode DesignLife è uno strumento fondamentale per la progettazione basata sulla durabilità. - Ansys Granta®: è una piattaforma completa per la gestione e la selezione dei materiali, concepita per aiutare ingegneri e progettisti a prendere decisioni informate durante lo sviluppo dei prodotti. Il software fornisce accesso a una delle più ampie banche dati al mondo contenenti proprietà fisiche, meccaniche, chimiche e ambientali di materiali metallici, polimerici, ceramici e compositi. Il software consente di confrontare facilmente le prestazioni dei materiali in relazione a criteri progettuali specifici, come peso, resistenza, conduttività termica, costo e impatto ambientale.
Inoltre, supporta la conformità normativa e la tracciabilità dei materiali lungo tutta la catena di fornitura. Integrandosi con altri strumenti Ansys e con i principali CAD/CAE, il software Granta facilita l’innovazione sostenibile e l’ottimizzazione del design fin dalle fasi iniziali del progetto.
Simulazione Fluidodinamica (CFD)
La simulazione fluidodinamica computazionale (CFD) rappresenta uno strumento fondamentale nell'ingegneria moderna per l'analisi dettagliata e predittiva del comportamento dei fluidi, siano essi liquidi o gas, all'interno di sistemi complessi e in condizioni operative variabili. Questa metodologia consente di studiare fenomeni dinamici come flussi turbolenti, scambi termici, cavitazione, trasporto di particelle, e interazioni fluido-struttura in contesti altamente ingegnerizzati, tra cui motori a combustione interna, turbine aeronautiche, scambiatori di calore, condotti industriali, dispositivi medicali e sofisticati sistemi di ventilazione o raffreddamento.
L'utilizzo della CFD permette di simulare con grande precisione il comportamento dei fluidi in scenari realistici, offrendo agli ingegneri una visione completa e approfondita delle dinamiche interne del sistema, anche in condizioni critiche o difficilmente replicabili in laboratorio. Questo approccio consente non solo di individuare tempestivamente eventuali criticità progettuali e inefficienze, ma anche di esplorare e confrontare soluzioni alternative con un elevato grado di dettaglio. Di conseguenza, la CFD si rivela uno strumento chiave per ottimizzare il design e le prestazioni dei componenti coinvolti, riducendo significativamente i tempi e i costi di sviluppo, migliorando al contempo l'affidabilità, l'efficienza energetica e la sostenibilità complessiva del prodotto finale.
Principali software per la simulazione fluidodinamica
- Ansys Fluent®: è uno dei software di fluidodinamica computazionale (CFD) più avanzati e completi disponibili sul mercato, ampiamente utilizzato per la simulazione di flussi di fluidi complessi, sia turbolenti che laminari, incomprimibili e comprimibili.
Il software è estremamente versatile e adatto a una vasta gamma di applicazioni, tra cui analisi aerodinamiche su veicoli e strutture, progettazione e ottimizzazione di motori a combustione interna, studio del comportamento termico in scambiatori di calore, ventilazione in ambienti chiusi, raffreddamento elettronico, e dinamica dei gas combusti.
Il software Fluent consente di modellare fenomeni fisici avanzati come combustione, trasferimento di calore, scambi di massa, interazione fluido-struttura, cavitazione, e persino fenomeni chimici reattivi. La sua interfaccia grafica intuitiva, il supporto per mesh strutturate e non strutturate, e la possibilità di parallelizzare le simulazioni su cluster ad alte prestazioni lo rendono uno strumento fondamentale per ingegneri nei settori automobilistico, aerospaziale, energetico, navale e biomedicale. - Ansys CFX®: è un software CFD particolarmente ottimizzato per la simulazione di turbomacchine, come compressori, turbine, pompe e ventilatori. È rinomato per la sua elevata accuratezza nella previsione dei flussi interni in condizioni sia stazionarie che transitorie, anche in geometrie rotanti complesse.
Il software CFX integra algoritmi numerici avanzati che consentono una convergenza rapida e stabile anche in condizioni di flusso difficili, come alte turbolenze, variazioni termiche intense, e interazioni fluido-struttura. Il software permette di simulare l’efficienza, le perdite aerodinamiche, la distribuzione delle pressioni e delle temperature, la cavitazione e i fenomeni di risonanza, fornendo ai progettisti dati essenziali per ottimizzare le prestazioni delle macchine rotanti.
Grazie alla sua integrazione con il software Ansys Mechanical™ e con strumenti di ottimizzazione automatizzata, il software CFX rappresenta una scelta strategica per l’industria energetica, aerospaziale e idraulica che richiede precisione nella simulazione di sistemi complessi. - Ansys Rocky™: è un software specializzato per la simulazione dettagliata del moto e dell'interazione di particelle solide, particolarmente indicato per l'analisi dei materiali granulari e dei processi che coinvolgono il trasporto di particolato.
Basato sul metodo DEM (Discrete Element Method), il software consente di modellare in modo realistico forme irregolari di particelle, frattura, usura e coesione, offrendo una visione estremamente accurata dei fenomeni meccanici che avvengono in dispositivi come mulini, trasportatori a nastro, miscelatori, frantoi e sistemi di alimentazione.
Il software supporta l'accoppiamento multifisico con altri software Ansys, come Fluent per la simulazione fluido-particella, o Mechanical per valutare l'usura e le sollecitazioni sui componenti strutturali. Grazie alla sua capacità di gestire milioni di particelle in ambienti computazionali paralleli, lo strumento Ansys Rocky è particolarmente apprezzato nei settori minerario, farmaceutico, alimentare, della lavorazione dei materiali e dell'ingegneria dei processi, dove consente di ottimizzare le prestazioni operative, ridurre i costi di manutenzione e migliorare la progettazione dei sistemi di manipolazione dei solidi.
Simulazione Elettromagnetica
La simulazione elettromagnetica rappresenta un ambito essenziale nell’ingegneria moderna, poiché consente di studiare, comprendere e ottimizzare il comportamento di una vasta gamma di dispositivi e sistemi che operano in presenza di campi elettrici e magnetici, sia in regime statico che dinamico. Questo tipo di analisi si rivela cruciale per garantire l’efficienza, l’affidabilità e la sicurezza di apparecchiature complesse come dispositivi elettronici, motori elettrici, trasformatori, antenne, sensori e molte altre applicazioni tecnologiche che coinvolgono frequenze elevate e fenomeni elettromagnetici spesso non lineari e di difficile previsione.
In questo contesto, Ansys mette a disposizione una suite di software altamente specializzati che permettono di modellare e simulare con grande precisione le interazioni elettromagnetiche, offrendo agli ingegneri strumenti avanzati per affrontare problemi reali e complessi. Questi strumenti supportano l’intero processo di progettazione avanzata, includendo funzionalità per analizzare distribuzioni di campo elettrico e magnetico, accoppiamenti elettromagnetici, perdite dielettriche e conduttive, oltre a valutare in modo dettagliato l’impatto di materiali, geometrie e condizioni operative sulle prestazioni complessive dei sistemi progettati.
Principali software per la simulazione elettromagnetica
- Ansys HFSS™: è il software di riferimento mondiale per la simulazione elettromagnetica 3D ad alta frequenza, ampiamente utilizzato nell’ingegneria elettronica per la progettazione di antenne, dispositivi a radiofrequenza (RF), microonde, filtri passivi, connettori e interconnessioni ad alta velocità. Grazie al suo avanzato solver a elementi finiti, il software consente di modellare con estrema precisione la distribuzione dei campi elettromagnetici, le perdite di segnale, le impedenze caratteristiche e l’accoppiamento tra componenti.
Il software supporta sia simulazioni nel dominio della frequenza sia nel dominio del tempo, garantendo risultati affidabili per l’analisi e l’ottimizzazione di dispositivi complessi. La sua applicazione è cruciale nei settori telecomunicazioni, difesa, automotive, aerospaziale e per lo sviluppo di tecnologie emergenti come il 5G, il Wi-Fi 6 e l’Internet of Things (IoT). L’interoperabilità con strumenti di progettazione PCB e circuiti integrati rende il software HFSS una soluzione indispensabile per ridurre tempi e costi nello sviluppo di dispositivi elettronici ad alte prestazioni. - Ansys Maxwell®: è un potente strumento per la simulazione elettromagnetica a bassa frequenza, progettato per modellare e ottimizzare il funzionamento di motori elettrici, attuatori, trasformatori, sensori, bobine e altri dispositivi basati sull’interazione elettromagnetica. Utilizzando solutori per campi magnetici statici, armonici e transitori, il software consente l’analisi precisa delle linee di flusso, delle perdite nel nucleo, dell’induttanza e della distribuzione di corrente nei conduttori.
È ampiamente adottato nell’ingegneria elettrica per supportare lo sviluppo di soluzioni nel settore automotive (veicoli elettrici ed ibridi), energetico (smart grid, trasformatori ad alta efficienza), industriale (macchine rotanti e sensori) e aerospaziale. Il software è in grado di prevedere il comportamento magnetico non lineare dei materiali, le perdite per isteresi e correnti parassite, e consente l’integrazione con strumenti termici e strutturali per valutare le prestazioni in condizioni operative realistiche. Inoltre, il software Maxwell è essenziale per la progettazione di sistemi elettromeccanici efficienti, affidabili e a basso consumo energetico. - Ansys Motor-CAD®: è uno strumento altamente specializzato per la progettazione e simulazione rapida di motori elettrici, concepito per offrire una panoramica completa delle prestazioni elettromagnetiche, termiche e meccaniche fin dalle prime fasi del progetto. Il software supporta una vasta gamma di topologie, inclusi motori sincroni a magneti permanenti (PMSM), motori a induzione, motori brushless, motori a riluttanza variabile, e trasformatori. Motor-CAD consente simulazioni transitorie e stazionarie, permettendo l’analisi termica dettagliata di avvolgimenti, rotori, statori e sistemi di raffreddamento, fondamentali per garantire l’affidabilità e l’efficienza del motore.
Grazie alla sua interfaccia intuitiva e ai moduli specializzati, il software Motor-CAD è utilizzato per sviluppare soluzioni innovative per la mobilità elettrica (EV/HEV), applicazioni industriali ad alta efficienza, e dispositivi smart power. La possibilità di ottimizzare contemporaneamente le prestazioni elettriche, meccaniche e termiche lo rende uno strumento indispensabile per ridurre il time-to-market e garantire la competitività nella progettazione di motori elettrici avanzati. - Ansys Sherlock™: è un software all’avanguardia progettato per valutare la durata, l’affidabilità e la resistenza dei dispositivi elettronici a sollecitazioni meccaniche, termiche e ambientali. Il software utilizza i dati di progettazione elettronica (schemi, layout PCB, file Gerber) per creare automaticamente modelli tridimensionali dettagliati dei componenti elettronici e dei circuiti stampati.
Grazie a una vasta libreria di materiali e componenti, il software consente di prevedere con accuratezza fenomeni di affaticamento da vibrazione, stress termico, delaminazione, cricche da fatica, e guasti indotti da cicli di temperatura. È uno strumento chiave per analizzare il ciclo di vita di prodotti elettronici destinati ad ambienti critici, come aerospazio, automotive, militare, consumer electronics e dispositivi medici.
L’integrazione con altri software Ansys consente di effettuare simulazioni multifisiche complete, aumentando la precisione della previsione di guasti e migliorando la robustezza del design. Il software Sherlock è essenziale per garantire l’affidabilità a lungo termine dei sistemi elettronici e ridurre i costi legati a guasti sul campo.
Simulazione Ottica
La simulazione ottica è una disciplina fondamentale per la progettazione, l’analisi e l’ottimizzazione di dispositivi ottici e sistemi di illuminazione avanzati. Grazie a queste simulazioni, è possibile prevedere con precisione come la luce si propaga, si riflette, si rifrange e interagisce con materiali e superfici complesse, riducendo la necessità di prototipi fisici e accorciando i tempi di sviluppo. Le applicazioni spaziano da lenti e sensori ottici ad alta precisione, fino a sistemi di illuminazione LED per automotive, elettronica di consumo, architettura e fotonica.
Ansys mette a disposizione una gamma completa di strumenti di simulazione ottica che consentono di analizzare il comportamento della luce in presenza di materiali eterogenei, geometrie complesse e condizioni ambientali variabili. Questi software permettono di valutare con accuratezza parametri come la distribuzione della luce, l’efficienza luminosa, la resa cromatica e le perdite ottiche, contribuendo così a migliorare le prestazioni e l’affidabilità dei prodotti ottici, nonché a soddisfare specifici requisiti normativi e di design.
Principali software per la simulazione ottica
- Ansys Lumerical™: è un software all’avanguardia per la simulazione elettromagnetica ottica su scala nanometrica, pensata per progettare dispositivi ad alte prestazioni nel campo della fotonica integrata, optoelettronica, quantum computing e nanotecnologie. Utilizzando metodi numerici avanzati come il FDTD (Finite-Difference Time-Domain), l’Eigensolver e la simulazione nel dominio della frequenza, Lumerical consente di modellare con estrema precisione la propagazione della luce all'interno di componenti fotonici integrati (PIC), laser a semiconduttore, guide d’onda, modulatori ottici, sensori biosensibili, fotonica del silicio e dispositivi plasmonici.
Questo lo rende indispensabile per le aziende e i ricercatori impegnati nello sviluppo di tecnologie ottiche di nuova generazione, come le reti fotoniche per data center, le connessioni ad alta velocità via fibra ottica e le applicazioni fotoniche quantistiche.
Il software Lumerical si integra facilmente con strumenti di progettazione elettronica (EDA) e con i flussi di simulazione multifisica, offrendo un ecosistema potente per la co-progettazione elettronico-ottica (EO co-design). È la scelta ideale per accelerare l’innovazione nella fotonica avanzata e ottenere un vantaggio competitivo nello sviluppo di dispositivi ottici su scala nanometrica. - Ansys Zemax OpticStudio®: è un software leader per la progettazione, simulazione e ottimizzazione di sistemi ottici e di imaging, ampiamente utilizzato da ottici, ingegneri e progettisti per sviluppare lenti di precisione, obiettivi fotografici, telecamere, sistemi lidar, microscopi e strumentazione scientifica.
Grazie a moduli potenti come OpticStudio, il software consente l'analisi dettagliata della propagazione dei raggi luminosi, la correzione delle aberrazioni ottiche, l'ottimizzazione automatica dei sistemi multi-elemento e la valutazione delle prestazioni in condizioni operative realistiche. Il software è indispensabile nella progettazione ottica per settori ad alta innovazione come aerospazio, difesa, automotive (ADAS, proiettori), medicale (endoscopi, lenti intraoculari) e consumer electronics (VR/AR, fotocamere).
La possibilità di integrare modelli meccanici e materiali reali consente di validare le performance dell’intero sistema in un’unica piattaforma. Inoltre, il software Ansys Zemax supporta l’ottimizzazione della tolleranza di fabbricazione, aiutando i progettisti a ridurre errori di produzione e a garantire prestazioni ottiche superiori. Per chi sviluppa prodotti ottici ad alta precisione, rappresenta uno standard industriale affidabile e potente. - Ansys Speos®: un software avanzato per la simulazione ottica della luce, progettato per ottimizzare le prestazioni fotometriche, illuminotecniche ed estetiche di prodotti industriali, sistemi di illuminazione e dispositivi interattivi con l’uomo. Il software permette di simulare con grande precisione il comportamento della luce in ambienti complessi, tenendo conto delle proprietà ottiche dei materiali, delle condizioni ambientali (luce naturale, nebbia, riflessione, diffusione) e della percezione visiva umana.
È utilizzato in settori come l’automotive (fari, luci posteriori, illuminazione interna), l’industria del design, l’aeronautica, l’illuminazione architetturale, l’elettronica di consumo, e nella progettazione di interfacce uomo-macchina (HMI). Il software Ansys Speos consente agli ingegneri di visualizzare in anteprima l’aspetto finale di un prodotto illuminato, ottimizzando l'efficienza luminosa, il comfort visivo e la conformità alle normative (come ECE, SAE, o ISO). Inoltre, l’integrazione con strumenti CAD e soluzioni VR consente simulazioni immersive e rapide iterazioni progettuali.
Infine, questo strumento è la soluzione ideale per chi desidera progettare prodotti innovativi che uniscano funzionalità, estetica e performance ottica di alto livello.
Simulazione di Sistema
La simulazione di sistema riveste un ruolo cruciale nella progettazione, analisi e ottimizzazione di sistemi complessi che integrano molteplici domini fisici e tecnologici, come quelli meccanici, elettronici, termici, idraulici e di controllo. In un contesto industriale sempre più orientato verso la multifisica e l’interconnessione tra componenti, risulta fondamentale comprendere e prevedere il comportamento complessivo del sistema fin dalle prime fasi del ciclo di sviluppo. Attraverso la simulazione di sistema, è possibile modellare l’interazione tra i diversi sottosistemi, analizzare scenari operativi realistici, identificare colli di bottiglia e ottimizzare prestazioni e affidabilità in condizioni dinamiche.
I software Ansys dedicati a questa disciplina offrono potenti strumenti di co-simulazione, consentendo l'integrazione di modelli provenienti da diversi ambienti di simulazione e la valutazione sinergica delle prestazioni globali. Questo approccio permette non solo di ridurre i costi di sviluppo e i tempi di progettazione, ma anche di esplorare soluzioni innovative, anticipare problemi potenziali e validare rapidamente le strategie di controllo e gestione dei sistemi interconnessi.
Principali software per la simulazione di sistema
- Ansys optiSLang®: è una piattaforma potente e altamente automatizzata per l'ottimizzazione basata su simulazione, l’analisi di sensibilità e la valutazione della robustezza progettuale di sistemi multidisciplinari complessi. Il software consente agli ingegneri di eseguire esplorazioni parametriche intelligenti su modelli FEM, CFD e circuitali, al fine di identificare rapidamente i parametri più influenti, migliorare le prestazioni globali del sistema e garantire l'affidabilità del progetto anche in presenza di incertezze.
Grazie ai suoi algoritmi evolutivi, al supporto per Design of Experiments (DoE) e all’integrazione con la suite Ansys (Mechanical, Fluent, Electronics, Twin Builder), il software OptiSLang consente una ottimizzazione multidisciplinare automatizzata.
È ampiamente utilizzato in settori come automotive, aerospaziale, energia, elettrotecnica e biomedica, dove la riduzione dei cicli di progettazione e la previsione di comportamento reale sotto vari scenari sono fondamentali. L'interfaccia user-friendly e la possibilità di creare workflow di simulazione replicabili lo rendono uno strumento strategico per il design innovativo e l'ingegneria guidata dai dati (simulation-driven design). - Ansys medini® analyze™: è uno strumento professionale per l’analisi della sicurezza funzionale (Functional Safety Analysis) e della cybersecurity nei sistemi elettronici embedded, progettato per rispettare le normative internazionali come ISO 26262, ARP 4761, IEC 61508 e ISO 21434. Il software consente di modellare architetture funzionali e tecniche, eseguire analisi FMEA/FMEDA, HAZOP, FTA e guide di sicurezza automatizzate, facilitando la tracciabilità dei requisiti e la validazione della sicurezza lungo l'intero ciclo di vita del prodotto.
È uno strumento cruciale per il settore automotive (sistemi ADAS, centraline elettroniche, powertrain elettrificati), aerospaziale, ferroviario, e industriale, dove è indispensabile garantire il funzionamento sicuro e affidabile dei componenti elettronici anche in condizioni avverse.
Il software Ansys medini analyze permette la riduzione significativa dei tempi e dei costi associati alla verifica e validazione della sicurezza, grazie alla sua capacità di integrarsi con ambienti MBSE (Model-Based Systems Engineering) e strumenti di simulazione come Ansys SCADE® e Twin Builder. - Ansys Twin Builder®: è una piattaforma avanzata per la modellazione, simulazione e implementazione di gemelli digitali (digital twins), progettata per rappresentare accuratamente il comportamento dinamico di sistemi fisici multidominio in tempo reale. Il software consente di integrare modelli meccanici, elettronici, termici, idraulici e di controllo all’interno di un’unica simulazione coesiva, permettendo agli ingegneri di testare virtualmente le prestazioni, la durabilità e l’efficienza di un prodotto lungo tutto il suo ciclo di vita operativo.
Il software supporta modelli ridotti (ROM) ad alta fedeltà, il linguaggio Modelica, l’interoperabilità con strumenti di simulazione 1D/3D, e l’esecuzione su piattaforme IoT per il monitoraggio predittivo, la manutenzione intelligente e l’ottimizzazione in tempo reale. È una soluzione chiave per aziende che operano nei settori automotive, industriale, energetico, aerospaziale e healthcare, dove è fondamentale ridurre tempi di test, prevedere guasti e ottimizzare le operazioni.
Il software Twin Builder consente di connettere i modelli virtuali ai dati reali, creando una rappresentazione dinamica e aggiornata del sistema fisico, pronta per essere impiegata in applicazioni IoT e manutenzione predittiva.
Simulazione Multifisica
La simulazione multifisica rappresenta un approccio all’avanguardia che consente di analizzare in modo integrato e simultaneo il comportamento di sistemi complessi soggetti a molteplici fenomeni fisici interdipendenti. Questo tipo di simulazione è essenziale quando le interazioni tra diverse discipline ingegneristiche – come strutturale, termica, fluidodinamica, elettromagnetica o chimica – influenzano in maniera significativa le prestazioni e l'affidabilità del prodotto finale. Ad esempio, un componente meccanico installato in un motore può essere sottoposto a sollecitazioni meccaniche intense, a variazioni di temperatura significative e a flussi fluidi turbolenti, che interagiscono tra loro in maniera dinamica e non lineare. In questi casi, analizzare ciascun fenomeno separatamente non sarebbe sufficiente per comprendere a fondo il comportamento reale del sistema.
Ansys mette a disposizione una piattaforma completa e altamente integrata per la simulazione multifisica, permettendo agli ingegneri di modellare accuratamente le interazioni tra differenti domini fisici all’interno di un’unica analisi coerente. Grazie alla possibilità di accoppiare moduli di simulazione termica, strutturale, fluidodinamica, elettromagnetica e altro ancora, Ansys consente di ottenere risultati più realistici e affidabili, riducendo al contempo la necessità di test fisici costosi e lunghi. L’esecuzione di simulazioni accoppiate consente inoltre di esplorare scenari operativi complessi, di prevedere comportamenti emergenti e di intervenire tempestivamente nel processo di progettazione per ottimizzare le prestazioni globali del sistema. Questo approccio integrato porta a un notevole risparmio di tempo e risorse e consente alle aziende di innovare più rapidamente, con un maggiore livello di sicurezza e precisione nei risultati.
Principali strumenti per la simulazione multifisica
- Ansys Workbench™: è una piattaforma unificata per la gestione, l'integrazione e l'automazione delle simulazioni ingegneristiche, progettata per migliorare l'efficienza dei processi di sviluppo prodotto. Questa soluzione all-in-one consente di eseguire simulazioni multifisiche complesse, combinando senza sforzo strumenti come Ansys Mechanical, Ansys Fluent, Ansys HFSS, Ansys Maxwell e molti altri, in un’unica interfaccia visuale.
Grazie al suo ambiente grafico intuitivo e modulare, il software consente agli ingegneri di costruire workflow di simulazione completi, collegando le varie fasi dell’analisi – dalla modellazione CAD alla meshing, fino alla risoluzione e post-processing – in maniera fluida e scalabile.
Utilizzando la piattaforma Workbench, è possibile condurre analisi strutturali statiche e dinamiche, simulazioni termiche, fluidodinamica computazionale (CFD), interazioni elettromagnetiche, ottimizzazione parametrica, e simulazioni accoppiate con precisione e rapidità. È ampiamente adottato nei settori automotive, aerospaziale, energia, elettronica, meccanica industriale e biomedicale, dove la simulazione virtuale anticipa e migliora lo sviluppo fisico dei prototipi. - Ansys Discovery™: è una soluzione rivoluzionaria che combina la modellazione 3D interattiva con simulazioni fisiche in tempo reale, permettendo agli ingegneri e ai progettisti di esplorare e valutare rapidamente diverse alternative progettuali.
Progettato per velocizzare il processo decisionale nelle fasi iniziali del design, la soluzione integra simulazioni strutturali, termiche, e fluidodinamiche in un ambiente user-friendly, offrendo feedback istantaneo sulle prestazioni dei modelli attraverso una tecnologia basata su GPU. Grazie all’approccio “live physics”, è possibile modificare la geometria di un componente e vedere in tempo reale l’effetto sui risultati strutturali o di flusso, senza bisogno di configurazioni complesse o di conoscenze approfondite in ambito CAE.
La soluzione Discovery si rivolge a progettisti, ingegneri meccanici, termici e CFD che necessitano di uno strumento veloce per iterare velocemente sulle idee e ottenere risultati precisi nelle fasi concettuali del progetto. Inoltre, è perfettamente integrabile con gli altri strumenti della suite Ansys per ulteriori approfondimenti ad alta fedeltà. Questa tecnologia è ideale per accelerare l’innovazione nei settori manifatturiero, industrial design, ingegneria meccanica, consumer electronics e R&D, riducendo drasticamente tempi e costi di sviluppo.
Questi software, integrati all'interno della piattaforma Ansys, consentono di affrontare una vasta gamma di sfide ingegneristiche, riducendo il tempo di sviluppo e aumentando l'affidabilità dei prodotti finali. Con l’utilizzo di queste soluzioni avanzate, le aziende possono migliorare i loro processi di progettazione e realizzare prodotti più performanti, economici e sicuri.
Conclusione
L’adozione di un approccio ingegneristico basato sulla simulazione rappresenta oggi un elemento imprescindibile per lo sviluppo di prodotti innovativi, performanti e sostenibili. Ansys si distingue in questo panorama come una piattaforma integrata e completa, capace di coprire tutte le principali fisiche della simulazione: dalla meccanica strutturale alla fluidodinamica, dall’analisi termica a quella elettromagnetica, fino alla simulazione ottica, multifisica e di sistema. Questa ampiezza di soluzioni consente agli ingegneri e ai progettisti di affrontare problemi complessi con una visione unificata, valutando le interazioni tra fenomeni diversi all’interno di un’unica infrastruttura digitale coerente.
Grazie alla capacità di eseguire simulazioni sempre più accurate e realistiche, Ansys permette di ridurre i costi e i tempi associati allo sviluppo fisico dei prototipi, migliorando al contempo l’affidabilità, l’efficienza e la qualità del prodotto finale. In un contesto industriale in cui la competitività si gioca sull’innovazione rapida e sull’ottimizzazione continua, la simulazione rappresenta uno strumento strategico, e Ansys ne è uno dei protagonisti più autorevoli e avanzati. Investire nella simulazione significa, oggi più che mai, investire nel futuro dell’ingegneria.