Bauingenieurwesen

Bauingenieurwesen

Extrem hohe Gebäude, Fassadensysteme, Fassadenherstellung, Freiformstrukturen und Schutzkonstruktionen – Die Herausforderungen beim Design und Bau der gewagtesten und innovativsten Strukturen der Welt können mit Technologie von Altair gelöst werden, um schöne, funktionale und dauerhafte Designs zu schaffen. Bauingenieure gewinnen während des gesamten Entwicklungsprozesses Einblicke, mit denen sie Designs schnell weiterentwickeln, Kosten kontrollieren und sicherstellen können, dass Strukturen sicher und durchführbar sind. Architektenteams können ihre Kreativität entfalten und ihre Konzepte schneller und mit weniger Designiterationen validieren, während Bautechnikerteams ihren Designprozess mit automatischen Optimierungs-Workflows verbessern, um maximale Leistung zu erzielen. Simulationstools helfen bei der Modellierung und genauen Vorhersage des spezifischen Verhaltens von hochmodernen Verbundwerkstoffen und bei der Optimierung ihrer Form und Herstellbarkeit, um Leistungs- und Kostenkriterien zu erfüllen.

Optimierung nach dem Vorbild der Natur

Optimierung nach dem Vorbild der Natur

Das Entdecken effizienterer Formen, die Reduzierung von Materialbedarf und Gewicht und die Verbesserung der Stabilität sind für Bauingenieure von entscheidender Bedeutung. Um diesen Herausforderungen zu begegnen, nutzen Designer und Ingenieure die Topologieoptimierung. Dieser Prozess folgt den Mustern von Materialwachstum in biologischen Formen, um Materialredundanzen innerhalb vorgegebener Leistungsziele zu eliminieren und optimierte Strukturen zu schaffen. Die Größenoptimierung ist eine kritische Komponente, die innerhalb von 1D-Modellen zur Optimierung von Trägern und Stützen eingesetzt wird.

Die Kraft des digitalen Windes freisetzen

Die Kraft des digitalen Windes freisetzen

Beim Bau der größten Wolkenkratzer und Hochhäuser der Welt ist es unerlässlich, die Auswirkungen des Winddrucks auf die Struktur und den Komfort der Menschen zu berücksichtigen. Virtuelle Windkanalversuche sind heute weltweit als ausgereifte Technologie anerkannt, die eine genaue Modellierung des Winddrucks ermöglicht, schnelle Ergebnisse liefert und es Konstrukteuren ermöglicht, Konzepte auf der Grundlage von CFD-Erkenntnissen zu untersuchen und weiterzuentwickeln.

Widerstandsfähigkeit gegen Explosionen

Widerstandsfähigkeit gegen Explosionen

Seit mehr als 30 Jahren hat sich Altair als führend und als Industriestandard für die Risikominderung bei Explosionen, Sprengstoffeinsätzen und Hochgeschwindigkeitseinschlägen bewährt. Diese Tools ermöglichen es Bau- und Werkstoffingenieuren, solche Ereignisse zu simulieren, Schäden vorherzusagen, strukturelle Schwachstellen zu identifizieren und das Design für maximale strukturelle Integrität unter extremen Belastungen zu optimieren. Sie sind schneller und kostengünstiger als zerstörende Prüfungen und liefern Ingenieuren wertvolle Erkenntnisse, die das Design sichererer Strukturen ermöglichen.


Hochleistungsdesign in der Praxis

Hochleistungsdesign in der Praxis

Altair hat einen multidisziplinären Optimierungs-Workflow entwickelt, der es Kunden ermöglicht, die strukturelle Leistungsfähigkeit früher zu erkennen, Designzyklen zu beschleunigen, um Kosten zu senken, und Designs virtuell zu validieren, um Risiken zu verringern. Hochleistungsdesign ist ein ganzheitlicher Ansatz zur Entwicklung umsetzbarer, sicherer und robuster Strukturen auf Basis von Simulationen.

Der wiederholbare und anpassbare Workflow von Altair kombiniert Windlasten mit modernsten Optimierungstechniken. Kosten und Zeitaufwand für die Bereitstellung komplexer Stahlkonstruktionen können gesenkt werden, dank automatischer Workflows, bei denen alle wichtigen AEC-Struktur-Solver über direkte Verknüpfung oder neutrale Dateiformate miteinander interagieren können, der Möglichkeit zur Größenoptimierung bei Stahlprofilen in 1D-Modellen und der Topologieoptimierung für 3D-Modelle zur Ermittlung des optimalen Belastungspfads.

Dieser kollaborative und innovative Ansatz wurde von Architekturbüros auf der ganzen Welt übernommen und wurde beispielweise auch in der Studie von Zaha Hadid Architects zur Entwicklung eines neuen strukturellen und architektonischen Ausdrucks für die Neue Nationalgalerie in Berlin, Deutschland genutzt.

Schnelle Alternativentwürfe mit Solver ohne Meshing

Schnelle Alternativentwürfe mit Solver ohne Meshing

Für die Designzyklen in den Bereichen Architektur, Engineering und Bauwesen (AEC, Architecture, Engineering, Construction) gelten zwei entscheidende Anforderungen: Performance und pünktliche Fertigstellung. Aufgrund des immensen Projektdrucks bleibt oft nicht genügend Zeit, um Designalternativen oder neue Lösungen zu prüfen. Altair SimSolid™ ist ein technologischer Durchbruch, der es Bauingenieuren ermöglicht, voll funktionsfähige CAD-Baugruppen in Minutenschnelle zu analysieren und dabei auf eine Vereinfachung der Geometrie und auf Meshing zu verzichten. Diese Erkenntnisse ermöglichen es Ingenieuren, bessere Alternativen in großen Strukturmodellen vorauszusehen und Entwürfe innerhalb der bestehenden Projektzeitpläne schnell weiterzuentwickeln. Mit SimSolid können Konstruktionsteams mehrere Iterationen ihrer komplexesten Teile durchführen und mehrere Alternativen großer Baugruppen in kürzester Zeit untersuchen.

Aerodynamische Einblicke vom Design bis zur Validierung

Aerodynamische Einblicke vom Design bis zur Validierung

Die numerische Strömungsmechanik (CFD, Computational Fluid Dynamics) hat sich zu einem leistungsstarken Tool entwickelt, das im gesamten AEC-Design-Workflow eingesetzt wird. Designern helfen aerodynamische Simulationen in der Konzeptphase dabei, Designs so zu gestalten, dass die Vision des Kunden unter Einhaltung der nachgelagerten Leistungsziele eingehalten wird.

Mithilfe digitaler Windkanalversuche ist es nun möglich, mehrere Designalternativen zu untersuchen, um deren Umsetzbarkeit festzustellen und Formen kurzfristig zu aktualisieren. Für eine detaillierte Validierung in den letzten Entwicklungsphasen ermöglichen die CFD-Tools von Altair ein detailliertes Verständnis der aerodynamischen Phänomene, mindern dadurch Risiken und sorgen für Sicherheit und Stabilität der Struktur.

Das Technologieportfolio von Altair umfasst führende CFD-Tools, die sowohl CPU-basierte Naiver-Stokes als auch GPU-basierte Lattice-Boltzmann-Methoden anwenden und es Kunden ermöglichen, die Methode auszuwählen, die für ihre Herausforderungen und Projektanforderungen am besten geeignet ist.

Fassadenentwicklung und -fertigung

Fassadenentwicklung und -fertigung

Das Entwickeln moderner Fassadensysteme erfordert einen multidisziplinären Ansatz, bei dem alle Hauptaspekte der Fassadentechnik einbezogen werden: Bautechnik, thermische Analyse, Fertigung und Schutzkonstruktion.

Bautechnik: Die Technologie von Altair optimiert mit schnellen und intuitiven Tools sowohl für lineare Analysen als auch für alle Nichtlinearitätsanalysen die Auswertung der strukturellen Integrität, selbst bei komplexen Teilen und großen Baugruppen mit Hunderten von Teilen und Schrauben mit Vorspannung, Schweißnähten, Kontakten und Reibung.

Thermische Analyse: Energieverbrauch und thermische Effekte können mit den CFD-Tools von Altair leicht berechnet werden.

Explosionssimulation: Die Simulation von Schutzkonstruktionen ermöglicht es Bauingenieuren, die Auswirkungen von Sprengungen und Explosionen auf kritische Struktursysteme vorherzusagen.

Herstellung von Fassaden: Die Herstellbarkeitssoftware von Altair simuliert Extrusionsprofile von Teilen und liefert End-to-End-Lösungen für die Entwicklung von Fassaden.