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他从一个工程师的角度揭示了30年前的“石器时代”是什么样子。有一件事最能激怒即使是最敬业的工程师。
Sesam -强大的工具集
他说:“我们看到了海上和海事工程师在技术上的惊人飞跃。”“在20世纪80年代,我们使用了15,000个工时,为北海的重力结构创建了有限元模型。那时候,我们会手动创建网格中的每个节点。”
“由于当时软件和硬件的限制,工程师们经常采用过于保守的设计,”他说。“结果是,他们设计的结构使用了太多的钢材和混凝土,而且造价非常昂贵。”
Ole Jan Nekstad自1981年在挪威理工学院(现为NTNU)撰写硕士论文时就开始参与Sesam软件的开发。他的教授开发了一个自升式平台动态分析的软件程序。他使用了有限元法,这是一套自20世纪60年代以来一直被工程师们使用的原理。美国国家航空航天局曾用同样的方法对阿波罗飞船进行分析。奥勒·扬被赋予了使用该软件验证结果的任务,该软件已成为Sesam的Sestra模块。随后,在1982年,Ole Jan在挪威船级社(Det Norske Veritas,简称DNV)找到了LDsportsnba他的第一份工作。
起初,他做了一年的测量员,视察船只和船坞。在那之后,他开始使用Sesam设计公寓,基于重力的结构。在20世纪80年代,他是北海Gullfaks C和Oseberg A的有限元分析项目经理。他进行了许多海上结构的通用有限元分析和验证分析。自1994年以来,他一直参与Sesam的开发,用于固定和浮动结构的设计。
多重分析,多重工时
“在20世纪80年代,所有东西都必须在几个不同的程序中定义:一个程序用于分析结果,一个用于代码检查,一个用于疲劳检查。这是一种很麻烦的做事方式。你可以想象这有多耗时。如果您在一个程序中做了更改,则必须重新定义其他程序中的值。当然,这是错误的根源。每个用户都会时不时地犯一些输入错误。他们必须在不同的程序中重新进行各种分析。现在,模型只定义一次,所有不同的分析都在Sesam中执行。”Ole Jan说。
20世纪80年代海上工程师的死记硬背和挫折感可以从设计圆角结构的工作过程中得到说明。
“有些工作非常无聊。我们必须画出每个节点的值,输入数据。可能有10万个节点。建立这个模型肯定要花费1万多个工时。它看起来是这样的:数字,数字,数字。只有专家才能看懂这些表格。我们用行式打印机打印出来的,这很贵。和别人共享这些桌子并不容易。他们还必须是专家才能理解它们。但在当时,这是最先进的技术。 Our team was highly respected because we understood the physics behind all those numbers.”
“缺点是要花很长时间。不过,也有一些好处。我们对分析中使用的有限元网格有极大的控制。”
其中一件让人沮丧的事情是,它对于做出改变是“无用的”。要求改变是惹恼工程师的头号方法。
他开玩笑地说:“如果有人来找我们,说他想改变什么,比如在网格中添加一个新的弧线,他几乎就会被枪杀。”“如果你想重新设计光束,你会破坏模型。要改变它需要花费很多时间。”
“到了80年代末,我们终于能够在屏幕上看到数字了。在90年代,我们有了几何建模和网格算法,所以我们可以在程序中定义网格。那个时候,如果有人过来想要改变什么,我们只会半途而废。我们只需要删除我们已经做过的部分,然后重新做一遍。”另一个突破是能够自动将水动力载荷应用到结构模型上。Sesam是第一个做到这一点的工具,消除了大量的劳动密集型工作,同时提高了数据质量。
软件的革命性变化
“然后在21世纪初,我们是世界上第一个开发自动发现和维护对象之间连通性的商业软件的公司。这是革命性的!当然,现在,如果有人来了,想要改变一些事情,我们只是微笑着高兴地说“当然,这是一个简单的!”“你可以安装一根新梁,一个新板,新的载荷,没问题。这是因为我们在《Sesam》中拥有“概念建模”。所有的分析都在同一个模型上运行,该模型随着时间的推移而增长。面板模型,水分析模型和强度模型现在都是同一个模型。我们从中收获了很多。有了今天的芝麻,改变网格是很简单的。无论好坏,你来决定。负载会自动转移。”
在最新的Sesam版本中,他最喜欢的功能是什么?
“最棒的是,我们可以改变参数,并要求程序找出需要改变哪些参数才能使这些参数到位。你可以增加质量或者增加力。只需点击鼠标,Sesam就可以重新设计。同样重要的是,通过将世界一流的网格算法与强大的编辑功能相结合,能够100%控制网格质量,在很短的时间内制作出精细的疲劳模型。”
另一个有突飞猛进进步的领域是自动图形报告的能力。
“这是一个梦想的场景,”Ole jan说,“只需要几分钟就可以创建一个带有图像的报告。在20世纪80年代,我们可以用几百个小时来研究这个问题。”
奥勒·扬说,总的来说,工作量减少了50% - 75%,甚至更多。对于壳结构,可以达到90%。当然,结果也更加准确,因为它很容易进行多次分析。
“这是基于相同的物理原理,”他说。“但今天我们可以运行更多‘如果’场景。我们有具有图形功能和强大处理器的现代个人电脑。在过去的20年里,我们专注于市场和以客户为导向的发展,这最终使我们的收入从2009年到2013年增长了两倍。增加的收入被重新投入到软件的开发中。这也是我们能够投入如此多精力于现在所做的开发的原因之一。”
“看到我们所完成的一切,以及客户对我们所做的事情的赞赏,我们感到很满意。这就是我在这份工作上坚持了33年的原因。我们已经走了这么远。我有能力影响软件的发展方向。这是一次伟大的冒险。”
海洋工程软件的前五大收益
在20世纪80年代,制造一个凹面模型需要1.5万个工时。今天应该不会超过1000个小时。DNV数字解决方案公司Sesam产品总监Ole Jan Nekstad表示,过去30年最重要的五大发展是: