Как стать автором
Обновить
21
0
Сергей Янкин @FarsenaL

Инженер по приложениям

Отправить сообщение

Биофарма и численное моделирование: опыт и практика компании Amgen

Время на прочтение 9 мин
Количество просмотров 2.4K

В биофармацевтической промышленности, как в любом современном высокотехнологическом производстве, все чаще используются методы и инструменты численного моделирования физико-химических процессов для решения самых разнообразных задач, начиная от разработки новых лекарственных форм и методик их производства и заканчивая анализом процессов транспортировки, хранения и доставки лекарственных препаратов.


Amgen — одна из ведущих биофармацевтических компаний мира. Лекарства этой компании помогают миллионам людей, страдающим от серьезных заболеваний. Каждый лекарственный препарат — это продукт кропотливой работы ученых, инженеров и технологов. Специалисты компании Amgen используют мультифизическое моделирование как инструмент, который позволяет обеспечить эффективность и безопасность всех этапов производства. В силу специфики задач, возникающих в этой отрасли, очень часто приходится иметь дело с моделированием сложных физико-химических процессов, поэтому доступность широкого набора математических моделей в программном обеспечении для численного моделирования является ключевым фактором.


Пабло Роланди, директор по организации производственных процессов Amgen, проанализировал, как специалисты компании используют среду численного моделирования COMSOL Multiphysics® для решения стоящих перед ними задач.


image

Всего голосов 12: ↑12 и ↓0 +12
Комментарии 0

Моё разочарование в софте

Время на прочтение 11 мин
Количество просмотров 388K

Суть разработки программного обеспечения
— Нужно проделать 500 отверстий в стене, так что я сконструировал автоматическую дрель. В ней используются элегантные точные шестерни для непрерывной регулировки скорости и крутящего момента по мере необходимости.
— Отлично, у неё идеальный вес. Загрузим 500 таких дрелей в пушку, которые мы сделали, и выстрелим в стену.


Я занимаюсь программированием уже 15 лет. Но в последнее время при разработке не принято думать об эффективности, простоте и совершенстве: вплоть до того, что мне становится грустно за свою карьеру и за IT-отрасль в целом.

Для примера, современные автомобили работают, скажем, на 98% от того, что физически позволяет нынешняя конструкция двигателя. Современная архитектура использует точно рассчитанное количество материала, чтобы выполнять свою функцию и оставаться в безопасности в данных условиях. Все самолёты сошлись к оптимальному размеру/форме/нагрузке и в основном выглядят одинаково.

Только в программном обеспечении считается нормальным, если программа работает на уровне 1% или даже 0,01% от возможной производительности. Ни у кого вроде нет возражений.
Всего голосов 505: ↑474 и ↓31 +443
Комментарии 2474

Моделирование эффекта Саньяка методами геометрической оптики

Время на прочтение 8 мин
Количество просмотров 15K

Одними из самых высокотехнологичных элементов современной аэрокосмической и военной промышленности являются высокоточные инерциальные навигационные системы (ИНС). Задачей таких систем, построенных на базе акселерометров и оптических гироскопов, является определение угловых скоростей, ускорений движущегося объекта, и в целом ориентации объекта в трехмерном пространстве.


Специфика моделирования ИНС заключается в том, что в области моделирования часто происходит как прямолинейное, так и вращательное движение, которое сильно влияет на работу этих систем и, соответственно, требует учета. В нашей статье мы коротко расскажем о том, что такое эффект Саньяка и как устройства на его основе можно численно исследовать в пакете COMSOL Multiphysics®.

Читать дальше →
Всего голосов 22: ↑22 и ↓0 +22
Комментарии 12

Численный анализ эффективной площади рассеяния в двумерной осесимметричной постановке

Время на прочтение 8 мин
Количество просмотров 6.3K

Чтобы избежать обнаружения радарами противника, современные истребители, корабли и ракеты должны иметь наименьшую эффективную площадь рассеяния (ЭПР). Учёные и инженеры, разрабатывающие такие малозаметные объекты, с помощью методик вычислительной электродинамики оптимизируют ЭПР и эффекты рассеяния произвольных объектов при использовании радаров. Рассматриваемый объект рассеивает падающие на него электромагнитные волны во всех направлениях, и часть энергии, возвращаемая к источнику электромагнитных волн в процессе т.н. обратного рассеяния, формирует своеобразное "эхо" объекта. ЭПР как раз является мерой интенсивности радиолокационного эхо-сигнала.


На практике применяют эталонную проводящую сферу в качестве объекта для калибровки радаров. Аналогичная постановка проблемы используется для верификации численного расчета ЭПР, поскольку решение данной классической задачи электродинамики было получено Густавом Ми еще в 1908 году.


В данной заметке мы расскажем о проведении такого эталонного расчета с помощью эффективной двумерной осесимметричной постановки, а также кратко отметим общие принципы решения широкого класса задач рассеяния в COMSOL Multiphysics®.


Читать дальше →
Всего голосов 13: ↑12 и ↓1 +11
Комментарии 3

Электродвигатели: какие они бывают

Время на прочтение 23 мин
Количество просмотров 333K


В прошлых статьях был рассмотрен принцип работы синхронного и асинхронного электродвигателей, а также рассказано, как ими управлять. Но видов электродвигателей существует гораздо больше! И у каждого из них свои свойства, область применения и особенности.

В этой статье будет небольшой обзор по разным типам электродвигателей с фотографиями и примерами применений. Почему в пылесос ставятся одни двигатели, а в вентилятор вытяжки другие? Какие двигатели стоят в сегвее? А какие двигают поезд метро?

Каждый электродвигатель обладает некоторыми отличительными свойствами, которые обуславливают его область применения, в которой он наиболее выгоден. Синхронные, асинхронные, постоянного тока, коллекторные, бесколлекторные, вентильно-индукторные, шаговые… Почему бы, как в случае с двигателями внутреннего сгорания, не изобрести пару типов, довести их до совершенства и ставить их и только их во все применения? Давайте пройдемся по всем типам электродвигателей, а в конце обсудим, зачем же их столько и какой двигатель «самый лучший».
Читать дальше →
Всего голосов 101: ↑101 и ↓0 +101
Комментарии 179

Моделирование вибраций и шума в коробке передач автомобиля

Время на прочтение 5 мин
Количество просмотров 8.3K

При своей работе коробка передач, используемая для передачи энергии от двигателя к колесам, достаточно сильно шумит. Первая причина данного нежелательного эффекта состоит в том, что поперечные и осевые силы, возникающие в результате передачи энергии от одного вала к другому с помощью шестерни, оказывают нежелательное механическое воздействие на подшипники и корпус. Вторая причина — гибкость различных компонентов коробки передач, в том числе подшипников и корпуса, что также может приводить к вибрации. Переменная жесткость зубчатого сцепления в коробке передач вызывает постоянную вибрацию, передающуюся на корпус, который, в свою очередь, тоже вибрирует и передает энергию окружающей жидкости, например, трансмиссионному маслу, в результате чего в ней возбуждаются акустические волны.


Для эффективного снижения уровня шума в таких комплексных динамических системах на ранних стадиях проектирования инженеры-разработчики нередко прибегают к численному моделированию. Под катом на примере 5-ступенчатой механической синхронизированной коробки передач мы опишем и покажем методику такого исследования в COMSOL Multiphysics®, включающего прочностной анализ механического контакта зубчатого зацепления, анализ динамики многотельной системы редуктора в сборе и акустический анализ шума, создаваемого работающей коробкой в окружающем пространстве.


Читать дальше →
Всего голосов 41: ↑39 и ↓2 +37
Комментарии 14

Анализ срывов сверхпроводимости магнитов Большого адронного коллайдера в CERN

Время на прочтение 12 мин
Количество просмотров 10K

В Большом адронном коллайдере (БАК), подземном ускорителе частиц длиной 27 километров, пересекающем границу между Швейцарией и Францией, два пучка частиц сталкиваются друг с другом, двигаясь со скоростью, близкой к скорости света. Результаты высокоэнергетических столкновений дают нам информацию о фундаментальных взаимодействиях и простейших составляющих материи. Для того, чтобы удерживать пучки на круговой траектории внутри ускорителя, требуется постоянное воздействие магнитного поля. Отвечают за это сверхпроводящие дипольные магниты, которые с помощью сильного магнитного поля отклоняют пролетающий сгусток частиц на небольшой угол.


Разработка и поддержание работоспособности таких комплексных электротехнических систем — очень важная инженерная задача, в которой используются современные инновационные решения. В своей заметке мы расскажем о том, как с помощью мультифизического моделирования в COMSOL Multiphsycics® инженеры Европейского центра ядерных исследований (CERN) исследовали переходные процессы в сверхпроводящих магнитах и магнитных цепях БАК для создания системы защиты от отказов, которая позволит избежать дорогостоящего простоя систем охлаждения коллайдера.


Читать дальше →
Всего голосов 35: ↑35 и ↓0 +35
Комментарии 12

Я написал мобильное приложение – хочу патент

Время на прочтение 10 мин
Количество просмотров 36K
«Я написал мобильное приложение – хочу патент!» – самая типичная фраза, которую слышит патентовед, когда к нему приходит разработчик.

Но не всё так просто. Мобильное приложение – это целый букет технический решений, а значит и потенциальных изобретений.

Начинающему изобретателю стоит помнить, что изобретение – это одно усовершенствование, будь то новый тип активного элемента пользовательского интерфейса, новый способ обработки и передачи информации на сервер или концепция приложения в целом.

Давайте на примере таких гигантов, как Apple™ и Яндекс™ разберём несколько сценариев поиска изобретения в IT решении.

image
Читать дальше →
Всего голосов 34: ↑32 и ↓2 +30
Комментарии 38

Проектирование с использованием моделирования: как это работает?

Время на прочтение 7 мин
Количество просмотров 11K
Чтобы реализовать весь потенциал проектирования на основе моделирования, о котором мы рассказывали в предыдущем посте, нужно быть готовым к серьезным переменам. Современные рабочие станции, оснащенные новейшими аппаратными средствами, могут быстрее просчитывать сложные модели. Однако реальное преимущество заключается не только в простом ускорении, но и в качественно новом уровне моделирования. Его можно с выгодой применять в процессах проектирования, получив важное преимущество, ведь продукция становится все сложнее, а конкуренция растет. С помощью моделирования компании могут идентифицировать и решать более сложные, многоэтапные задачи, а также анализировать больше идей.


Читать дальше →
Всего голосов 16: ↑16 и ↓0 +16
Комментарии 7

SamsPcbGuide, часть 1: Оценка индуктивности элементов топологии печатных плат

Время на прочтение 8 мин
Количество просмотров 26K

Предисловие


В поисках ответов на вопросы, возникающие при проектировании печатных плат, мною был изучен значительный объём литературы – как больших монографий, так и отдельных технических статей. За исключением, наверное, нескольких статей, это была англоязычная литература. Я подумал, а почему бы не оформить накопившийся опыт в виде практического руководства, которое может оказаться полезным как начинающим, так и, надеюсь, более опытным отечественным разработчикам. Начиная, я думал о распространении ценной информации, а краем мысли и о вкладе в отрасль в целом. Настоящая публикация открывает целую серию статей, в которых с практической точки зрения будут рассмотрены основные задачи, возникающие при разработке печатных плат, и в систематизированном виде изложены ключевые рекомендации с обязательным указанием их физических основ и условий применимости.
Читать дальше →
Всего голосов 27: ↑27 и ↓0 +27
Комментарии 6

От песка к компьютеру. Часть 1. Атомы и транзисторы

Время на прочтение 6 мин
Количество просмотров 54K
Все мы еще с уроков информатики знаем, что информация внутри компьютера передаётся при помощи нулей и единиц, но оказалось, что большинство айтишников, с которыми я общаюсь (и довольно хороших!) слабо представляют, как же, все-таки, устроен компьютер.

Как заставить песок делать то, чего мы от него хотим?

Для большинства людей познания устройства компьютера оканчиваются на уровне его составных элементов — процессор, видеокарта, оперативная память… Но что именно происходит внутри этих чёрных прямоугольничков после подачи питания — магия. В этой статье (скорей всего, даже серии статей) я постараюсь простым языком объяснить, как же устроены эти таинственные прямоугольнички.
Читать дальше →
Всего голосов 51: ↑51 и ↓0 +51
Комментарии 86

Не каждой статье нужна иллюстрация

Время на прочтение 4 мин
Количество просмотров 7.3K
Принудительно вставлять иллюстрации в каждую онлайновую статью — глупая практика.

Картинки и текст часто хорошо дополняют друг друга. У вас статья о чём-то, а картинка показывает эту вещь и во многих случаях помогает её лучше понять. Но в вебе этой логики больше не придерживаются, потому что в какой-то момент решили, что иллюстрации необходимы абсолютно всем текстам. Это может быть знаменитость, отдалённо имеющая отношение к делу. Стоковая фотография человека с каким-то выражением лица. Логотип Sony, представляющий собой просто слово SONY. Я долго думал и пришёл к выводу, что это глупо. Понимаю, что принцип «картинки → клики» святой для индустрии, но создаётся впечатление, что некоторые издатели потеряли чувство собственного достоинства. Если картинка стоит тысячи слов, то мне сложно понять, какова ценность статьи, проиллюстрированный стоковой фотографией.

Как и во многих других проблемах, основная вина как будто лежит на социальных сетях. До середины или конца 2000-х основным источником трафика для отдельных статей являлась главная страница сайта. Эти страницы обычно мимикрировали под первые страницы газет. Там главные статьи — те, что достойны траты времени на создание оригинальных художественных иллюстраций — сопровождались картинками. У других статей стоял только заголовок. Со временем бесконечные размеры интернета снизили планку того, какие статьи заслуживают художественных иллюстраций, но всё ещё не каждая статья сопровождалась КДПВ.
Читать дальше →
Всего голосов 32: ↑24 и ↓8 +16
Комментарии 28

Виртуальное проектирование и настройка автомобильной аудиосистемы: опыт компании HARMAN

Время на прочтение 11 мин
Количество просмотров 8.4K

Современные автомобили оснащаются информационно-развлекательными мультимедийными системами со множеством функций: от подключения смартфонов до интерактивных сенсорных дисплеев и выдвижных экранов. Неизменным же и наиболее используемым компонентом подобного оборудования остается акустическая подсистема, и качество её звучания — одна из основополагающих и капризных характеристик. Акустическая картина в салоне зависит от целого спектра различных деталей и нюансов: расположения и направления динамиков, их монтажа, геометрических особенностей внутренней отделки и свойств материалов, выбранных при изготовлении автомобиля в целом.


Для каждой модели автомобиля требуется своя уникальная конфигурация, и специалисты по акустике и моделированию компании HARMAN — одного из лидеров данного рынка в премиальном сегменте — учитывают это в процессе разработки и тонкой настройки различных компонентов автомобильной акустики. Использование сочетания натурных физических экспериментов с численным моделированием на базе комбинации программных пакетов COMSOL® и MATLAB® позволяет инженерам компании ускорить разработку конечного решения, а также дает возможность испытывать прототипы аудиосистемы виртуально, до создания дорогостоящих физических образцов. Такой подход позволяет воплощать в жизнь все разумные требования заказчика и производить высококачественное кастомизированное акустическое оборудование в максимально сжатые сроки.


Инженеры отдела виртуальной разработки HARMAN поделились с нами некоторыми деталями своего рабочего процесса и рядом примеров разработок с экспериментальной валидацией результатов акустического моделирования.


image

Читать дальше →
Всего голосов 10: ↑9 и ↓1 +8
Комментарии 15

Материалы журналов Университета ИТМО: исследования в сфере обработки изображений и компьютерного моделирования

Время на прочтение 6 мин
Количество просмотров 5K
В этом дайджесте мы собрали интересные статьи, вышедшие за последние 2 года в журналах Университета ИТМО. Все материалы находятся в открытом доступе и охватывают темы, связанные с обработкой изображений (от расчетов объективов до автоматической корректировки изображения) и компьютерным моделированием различных процессов: начиная от работы светодиодного светильника и заканчивая моделированием поведения датчика индукционного лага на глубоководном судне.

Читать дальше →
Всего голосов 12: ↑12 и ↓0 +12
Комментарии 1

Qucs — open-source САПР для моделирования электронных схем

Время на прочтение 4 мин
Количество просмотров 91K
В настоящее время существует не так уж и много open-source САПР. Тем не менее, среди САПР для электроники (EDA) есть весьма достойные продукты. Этот пост будет посвящён моделировщику электронных схем с открытым исходным кодом Qucs. Qucs написан на С++ с использованием фреймворка Qt4. Qucs является кроссплатформенным и выпущен для ОС Linux, Windows и MacOS.

Разработку данной САПР начали в 2004 году немцы Michael Margraf и Stefan Jahn (в настоящее время не активны). Сейчас Qucs разрабатывается интернациональной командой, в которую вхожу и я. Руководителями проекта являются Frans Schreuder и Guilherme Torri. Под катом будет рассказано о ключевых возможностях нашего моделировщика схем, его преимуществах и недостатках по сравнению с аналогами.
Читать дальше →
Всего голосов 35: ↑34 и ↓1 +33
Комментарии 45

Моделирование дипольной антенны в openEMS

Время на прочтение 9 мин
Количество просмотров 18K


В предыдущей части было рассказано как промоделировать распространение ЭМВ при помощи симулятора
openEMS. Теперь рассмотрим как рассчитать что-либо полезное. Промоделируем дипольную полуволновую антенну на частоту 500 МГц. Будет рассмотрено моделирование в частотной области и моделирование диаграммы направленности (ДН) антенны. Схема данной антенны показана на рисунке.



Дипольная антенна состоит из двух лучей, каждый из которых имеет длину равную 1/4 волны для резонансной частоты. Запитывается антенна из центра. Антенна имеет сопротивление на чатоте резонанса, равное приблизительно 75 Ом и дигарамму направленности в форме тора. Подробнее о теории работы дипольной антенны можно прочитать, например, в учебнике Айзенберга или Белоцерковского. Эти результаты мы и должны получить после моделирования.

Под катом приведён скрипт с моделью дипольной антенны с построчным разбором. Предполагается, что читатель знаком с основами Matlab/Octave, электротехники и теории антенн (знает что такое комплексное сопротивление, S-параметры и КСВ).
Читать дальше →
Всего голосов 20: ↑20 и ↓0 +20
Комментарии 11

Ядерные технологии в CAD

Время на прочтение 8 мин
Количество просмотров 16K
image
В этой статье я предлагаю краткий обзор библиотек геометрического моделирования с точки зрения разработчика специализированной CAD системы и делюсь опытом интеграции ядра C3D.

Если рынок «больших» программ проектирования давно поделен между несколькими крупными игроками вроде AutoCAD, SolidWorks, NX, Creo Elements и CATIA и т.п., то рынок специализированных программ проектирования всего и вся – окон и лестниц, корпусной и мягкой мебели, трубопроводов и корпусов весьма широк и динамичен. Причин для этого, на мой взгляд, две: во-первых, это высокая стоимость покупки крупной САПР и сотрудника, умеющего в ней эффективно работать. А, во-вторых, отсутствие адаптации для проектирования конкретных изделий в крупной САПР приводит к тому, что скорость проектирования специализированных изделий в них низкая.

Специализированные САПР являются ответом на указанные проблемы и перед программистом стоят два пути их создания. Первый – доработка крупной САПР с использованием предоставляемых API, плагинов и всевозможных скриптов. Этот подход не всегда оправдан, т.к. в результате стоимость САПР возрастает для пользователя (нужно платить как за большую САПР, так и за адаптацию), а требуемая квалификация инженера (а, следовательно, и затраты на его обучение и содержание) для работы с таким комбайном достаточно высоки. Второй путь – создание системы «с нуля». Этот путь, несомненно, значительно сложнее, т.к. огромный функционал нужно разработать с самого начала. Но несмотря на это он может оказаться значительно дешевле и удобнее в использовании для конечного пользователя, который и определяет успех продукта.
Читать дальше →
Всего голосов 11: ↑11 и ↓0 +11
Комментарии 3

Вычислительные методы в оптике или как моделировать электромагнитные процессы на различных пространственных масштабах

Время на прочтение 8 мин
Количество просмотров 13K

Среди численных методов, используемых в процессе проектирования современных оптических компонентов, обычно выделяют две большие группы: универсальные полноволновые и приближенные. Выбор конкретного подхода зависит от соотношения моделируемого объекта с длиной волны и характера распространения электромагнитных волн.


Полноволновые методы, основанные на непосредственном решении волновых уравнений для компонент электромагнитного поля при заданных граничных условиях, обычно применяются для разработки оптических микро- и наноустройств. В то время как для проектирования макроскопических систем типа фокусирующих линз, интерферометров и монохроматоров используются приближенные методы. К ним, в частности, можно отнести геометрическую трассировку лучей.


В данной заметке помимо краткого разбора двух традиционных методов, мы расскажем о более новом подходе, который получил название "метод огибающей пучка" (beam envelope method), и обсудим его преимущества для задач вычислительной оптики.
image

Читать дальше →
Всего голосов 19: ↑19 и ↓0 +19
Комментарии 6

Моделирование — в массы

Время на прочтение 11 мин
Количество просмотров 17K
Современное программное и аппаратное обеспечение совершило настоящую революцию в работе инженеров-проектировщиков и дизайнеров. Проектирование с использованием моделирования несет с собой немало преимуществ, среди которых:

  • Экономия времени и денег благодаря меньшему числу физических тестов;
  • Возможность быстро выявлять лучшие решения еще на старте;
  • свобода экспериментов по принципу «что если», особенно при создании продуктов для новых рынков.



Дальнейшее внедрение моделирования даст инженерам-проектировщикам еще больше преимуществ. Но технологические и кадровые проблемы, привычка действовать «по накатанной» не позволяют компаниям в полной мере раскрыть потенциал методики. Что же способно изменить ситуацию?
Читать дальше →
Всего голосов 21: ↑16 и ↓5 +11
Комментарии 23

Новости COMSOL: Анонс новой версии и объявление приглашенных докладчиков на день COMSOL 2017 в Москве

Время на прочтение 5 мин
Количество просмотров 2.3K

В рамках нашего блога, помимо пользовательских историй и рассказов о функционале пакета, мы планируем освещать наиболее интересные события, посвященные численному моделированию и использованию пакета COMSOL Multiphysics®.


Сегодня мы анонсируем основные нововведения предстоящего релиза COMSOL Multiphysics® версии 5.3a, а также темы презентаций приглашенных докладчиков, запланированных на день COMSOL в Москве 26 октября.


image

Читать дальше →
Всего голосов 8: ↑7 и ↓1 +6
Комментарии 2
1

Информация

В рейтинге
Не участвует
Откуда
Москва, Москва и Московская обл., Россия
Дата рождения
Зарегистрирован
Активность