Novedades en la Ingeniería de Misiones Digitales con Ansys 2023 R2

Con el lanzamiento de Ansys 2023 R2 , los productos de ingeniería de misión digital continúan desbloqueando capacidades mejoradas de simulación de sistemas multidominio al enfocarse más en optimizar los flujos de trabajo de modelado y simulación. Desde el avance de la simulación en órbita, el soporte para misiones de naves espaciales cislunares y el modelado de trayectoria ampliado para procedimientos de vuelo, las nuevas capacidades facilitan aún más la conexión de simulaciones detalladas de misiones multidominio con modelos de sistemas de alta fidelidad y respaldan las crecientes necesidades de diseño y prueba. ingenieros

Además, la nueva versión fortalece aún más la conectividad de los artefactos de modelado y simulación entre Ansys Orbit Determination Tool Kit (ODTK) y Ansys Systems Tool Kit (STK) para brindar a los usuarios capacidades dinámicas de vuelo mejoradas. Es fundamental diseñar y probar estas misiones complejas en condiciones simuladas realistas y encontrar soluciones para garantizar la seguridad del vuelo de los sistemas una vez que hagan la transición a la operación y el mantenimiento. 

A medida que aumenta el interés en torno a las misiones de naves espaciales cislunares y de otros cuerpos múltiples, los diseñadores de trayectorias están particularmente interesados ​​en planificar y analizar misiones en las inmediaciones de los puntos de libración (o de Lagrange). Estos puntos existen en sistemas que implican el movimiento de una nave espacial en relación con dos cuerpos gravitantes cuya influencia sobre la nave espacial es aproximadamente equivalente. El movimiento de las naves espaciales en la vecindad de estos puntos puede seguir caminos estratégicamente útiles, incluidas soluciones orbitales particulares en relación con los puntos. Estos movimientos a menudo proporcionan una geometría adecuada para imágenes, mapas, retransmisiones de comunicaciones, soporte de navegación y otras situaciones en las que una posición relativa constante podría ser ideal. Más importante,

Un modelo de menor fidelidad adecuado para el diseño y análisis de la trayectoria inicial es el Problema de tres cuerpos circular restringido (CR3BP) . Para usar este modelo de manera efectiva dentro de STK, el entorno de software debe configurarse adecuadamente para tener en cuenta sus consideraciones únicas. Con esta última versión, la capacidad Astrogator de STK ahora ofrece una herramienta de diseño para construir el marco necesario para usar CR3BP en STK. La herramienta de diseño de configuración CR3BP está disponible en el navegador de componentes de Astrogator para crear y definir otros componentes para admitir este marco, sirviendo como un mecanismo encapsulado personalizable para configurar STK. Proporcionar un flujo de trabajo/mecanismo simplificado para configurar STK para su uso con el modelo dinámico CR3BP ahorra tiempo y esfuerzo a los usuarios.

Un paso necesario durante la planificación y el análisis de la trayectoria es garantizar la seguridad del vuelo. Cuando la trayectoria se construye en relación con otro objeto en el espacio, la seguridad del vuelo a menudo se centra en evitar colisiones entre dos objetos. Si bien hay varios elementos en este análisis, un componente consiste en verificar que las maniobras perdidas no resulten en una colisión. Esto se puede lograr a través de una evaluación hipotética para determinar los casos en los que se violarían las restricciones de seguridad de vuelo. Al eliminar tales trayectorias, los resultados pueden considerarse pasivamente seguros, sujetos a las restricciones dadas.

La herramienta de seguridad pasiva STK está diseñada para funcionar en conjunto con la planificación y el análisis de operaciones de encuentro y proximidad (RPO). La herramienta aprovecha las simulaciones de Astrogator y realiza una evaluación integral frente a los volúmenes de exclusión especificados por el usuario. Para cada maniobra en un itinerario de RPO, el movimiento resultante si se pierde alguna maniobra determinada se evalúa en relación con los criterios de exclusión para determinar si es pasivamente seguro. Aquellos involucrados en actividades de trayectoria de movimiento relativo se beneficiarán de la eficiencia adicional que representa esta herramienta. Deben pasar por análisis de seguridad pasiva en varias etapas de diseño, análisis y operaciones, y esta herramienta representa una opción lista para usar para simplificar sus flujos de trabajo.

El motor de ejecución de comportamiento (BEE) ahora ha agregado soporte mejorado para configurar proyectos para trabajar con STK Engine. Si bien los clientes siempre han tenido la capacidad de configurar rápida y fácilmente sus proyectos para aprovechar STK Desktop, esta mejora se extiende a STK Engine. Los clientes pueden configurar sus proyectos con STK Engine para reducir significativamente el tiempo de ejecución cuando no se requieren visualizaciones.

Los clientes pueden conectar su simulación con STK Desktop durante el desarrollo para confirmar la implementación correcta y completa, luego cambiar a una configuración de STK Engine para mejorar el tiempo de ejecución de la simulación. Los clientes que realicen grandes estudios comerciales se beneficiarán de poder ejecutar simulaciones en el modo sin gráficos de STK Engine. Esto también es una ventaja para los clientes que tienen simulaciones que no requieren visualización durante el tiempo de ejecución.

En el pasado, las simulaciones BEE solo se podían ejecutar desde No Magic (Cameo) y requerían una instancia de ejecución de SysML para ejecutar la simulación. BEE ha agregado una capacidad de ejecución independiente para que los clientes puedan ejecutar una simulación BEE por referencia directa a un archivo .mdzip construido correctamente.

Los clientes aún necesitarán crear sus archivos .mdzip dentro de No Magic, pero cuando quieran ejecutar o compartir ese modelo, BEE puede ejecutar el proyecto directamente sin abrir No Magic. Esto beneficia a los clientes que desean proporcionar su simulación BEE a otras personas que pueden no tener acceso a No Magic. Además, mejora la experiencia de los clientes que aprovechan las simulaciones BEE en un flujo de trabajo Ansys ModelCenter .

Para reducir drásticamente el tiempo de cálculo para el vuelo en formaciones, la herramienta Aviator presenta un nuevo procedimiento de vuelo en formación que sigue la maniobra básica de encuentro y propaga las formaciones existentes a través de un vuelo recto y de giro básico. Este nuevo procedimiento reduce el tiempo de análisis para los clientes que realizan vuelos en formación de largo alcance, proporcionando una reducción del 90% en el tiempo de cálculo sobre el procedimiento de encuentro. Los clientes que necesitan mantener aeronaves en formación de vuelo durante largas distancias para usos como el análisis de reabastecimiento de combustible de largo alcance se beneficiarán de este nuevo procedimiento.

El kit de herramientas de prueba y evaluación (TETK) ha agregado gráficos de caja y bigotes, así como histogramas a las opciones de gráficos existentes proporcionadas a los usuarios para explorar el análisis estadístico de sus datos posteriores al vuelo. La opción Gráfico de caja y bigotes ayuda a los usuarios a comprender y medir la dispersión de los puntos de datos y proporciona un cuadro de rango intercuartílico (IQR) de 1,5 con la mediana, la media, la varianza y el IQR mostrados para uno o varios elementos de datos. Además, la opción Gráfico de histograma proporciona la visualización de la media, la mediana, la moda y la varianza de los elementos de datos seleccionados por el usuario. Esta última versión continúa brindando a los ingenieros y analistas las herramientas de reducción de datos necesarias para comprender completamente y categorizar el rendimiento de sus sistemas bajo prueba. Con estas nuevas características.

TETK ha agregado una serie de funciones para mejorar el análisis de seguimiento para los clientes que importan datos de trayectoria de vehículos que pueden originarse a partir de sistemas de sensores como radar, láser o sistemas de seguimiento óptico. Los clientes ahora pueden filtrar puntos asociados con una ID de pista específica y avanzar a través de ellos para comprender y visualizar mejor los datos asociados con ese objeto individual rastreado. Las mejoras de usabilidad adicionales incluyen cambio de unidad, opciones de ajuste de fuente y filtrado de tiempo para controlar cómo se representan los datos de la pista. Estas mejoras permiten a los usuarios comprender rápidamente la relación entre sus datos de seguimiento y la posición real para evaluar mejor sus datos de prueba y validar el rendimiento del sistema durante los eventos de prueba.

Los clientes que analizan los datos de los sensores disfrutarán de una forma más rápida e intuitiva de centrarse en los datos más relevantes y personalizar la forma en que se representan para satisfacer sus necesidades. Esto es especialmente útil para los clientes que necesitan analizar el rendimiento del radar y del sistema de mando y control.

Con esta última versión de ODTK, los usuarios ahora pueden especificar archivos con formato ANTEX disponibles en el Servicio GNSS internacional (IGS) , que contienen información de la antena del Sistema satelital de navegación global (GNSS) para satélites que pertenecen a constelaciones de navegación como GPS. ODTK ahora utilizará esta información, que incluye ubicaciones medias del centro de fase y variaciones en la posición percibida de la antena en función de la frecuencia de transmisión y la dirección del receptor GNSS, para mejorar la fidelidad del modelado de medición GNSS. Para los propietarios y operadores de satélites que confían en los datos de seguimiento de los receptores GNSS integrados, este es otro paso para lograr mejores soluciones de determinación de órbita basadas en GNSS.

Esto proporciona un nivel mejorado de precisión y fidelidad que, de otro modo, podría no estar incluido o representado con suposiciones generales o valores de referencia, lo que puede contribuir a la inexactitud en las soluciones orbitales finales. Esto beneficiará a cualquier cliente que procese mediciones de fase de portadora de seudodistancia como parte de los datos de seguimiento de su nave espacial.