OpenVSP

OpenVSP
Тип Computer-aided design, CFD, FEA
Розробник NASA
Перший випуск 10 січня 2012; 12 років тому (2012-01-10)
Стабільний випуск 3.35.3 (2 серпня 2023)
Операційна система Windows, macOS, Linux
Мова програмування C, C++ Python, AngelScript
Рушій(ї) OpenGL
Інтерфейс користувача FLTK
Розмір 50
Доступні мови англійська
Українська мова ні
Стан розробки активний
Модель коду Open Source
Ліцензія NASA Open Source Agreement
Розширення файлу .vsp, .vsp3
Репозиторій https://github.com/OpenVSP/OpenVSP
Вебсайт openvsp.org/

OpenVSP або Open Vehicle Sketch Pad — це програмне забезпечення САПР з відкритим кодом для параметричного моделювання геометрії повітряних суден, розроблене у NASA, зокрема співробітниками дослідного центру[en] на авіабазі Ленглі. Його можна використовувати для створення 3D-моделей повітряних суден і проведення інженерного аналізу цих моделей, дозволяючи користувачеві швидко створювати комп’ютерні моделі від етапу ідеї і до етапу аналізу геометрії 3D-моделі, завдяки чому OpenVSP особливо корисний у створенні та оцінці нетрадиційних та експериментальних концепцій дизайну.[1][2]

Історія

Попередники OpenVSP, включаючи VSP[3] і Rapid Aircraft Modeler (RAM), були розроблені JR Gloudemans та іншими[4] для NASA на початку 1990-х років.[5]

OpenVSP v2.0 було випущено як відкрите програмне забезпечення за ліцензією NOSA[en] в січні 2012 року та представлено під час ювілейної 50-ї Зустрічі з Аерокосмічної Науки в Американському інституті аеронавтики і астронавтики.[6][7][8]

Приблизно з 2012 року розробку програми, яку, серед іншого, підтримують NASA та AFRL[en], очолює Роб Макдональд (Robert A. McDonald).[9][10][11]

Особливості

Інтерфейс користувача

Після запуску OpenVSP відображає графічний інтерфейс користувача у вигляді вікна робочої області та вікна браузера геометрії, в якому відображається структура проєкту та відбувається управління налаштуваннями відображення елементів.

Робоча область – це місце, де відображається модель, тоді як у браузері геометричних зображень перераховуються окремі компоненти в робочій області, наприклад фюзеляж і крила. Ці компоненти можна вибирати, додавати або видаляти, подібно до дерева функцій у програмному забезпеченні САПР, наприклад Solidworks чи FreeCAD. Коли компонент вибрано у вікні браузера геометрії, відкривається вікно геометрії компонента. Це вікно використовується для зміни компонента.

OpenVSP також надає можливості API, доступ до яких можна отримати за допомогою MATLAB, Python або AngelScript[en].[12][13]

Геометричне моделювання

Кілька моделей базової геометрії, вбудованих в OpenVSP

OpenVSP пропонує безліч базових геометричних елементів, загальних для моделювання літаків, які користувачі змінюють і збирають для створення моделей. Крило, капсула, фюзеляж і пропелер – це кілька доступних елементів геометрії літака. Також доступні вдосконалені компоненти, такі як тіло обертання, канал, конформна геометрія тощо.

Кожен з базових елементів геометрії складається з поперечних перерізів, кількість і форму кожного з яких можна окремо редагувати.

Інструменти аналізу

Крім інструментів моделювання геометрії, OpenVSP містить також кілька інструментів, які допомагають з проведеннями аеродинамічного та структурного аналізу моделей. Доступні інструменти:

  • CompGeom — інструмент генерації сітки, який може обробляти перетини та обрізання моделі.
    OpenVSP-модель HL-20[en] разом із неструктурованою сіткою, згенерованою за допомогою інструмента CompGeom
  • Mass Properties Analysis — для обчислення таких властивостей, як центр ваги та момент інерції.[14]
  • Projected Area Analysis — для обчислення площі проекту.
  • CFD Mesh — для створення сіток, які можна використовувати в програмному забезпеченні для аналізу обчислювальної гідродинаміки.
  • FEA Mesh — для створення сіток, які можна використовувати в програмному забезпеченні аналізу FEA.
  • DegenGeom — для генерації різних спрощених зображень геометричних моделей, таких як точкові, балкові та вигнуті поверхні.
  • VSPAERO — для вихрового ґратчастого[en] або панельного методу на основі аеродинамічного та динамічного аналізу польоту.[15]
    Результати моделювання методом панелі в VSPAERO на типовому транспортному літаку
  • Wave Drag Analysis — для оцінки хвильового опору геометричних форм.[16]
  • Parasite Drag Analysis — для оцінки паразитного опору геометрії на основі таких параметрів, як площа обдування та коефіцієнт поверхневий тертя.
  • Surface fitting — для підгонки параметричної поверхні до хмари точок.
  • Texture Manager — для застосування текстур зображення до геометрії для сприяння візуалізації.

Сумісність з іншим програмним забезпеченням

Файли моделей OpenVSP можуть бути використані в сторонньому програмному забезпеченні, наприклад у MATHLAB[17], у SUAVE (Stanford University Aerospace Vehicle Environment[18][19]), у динамічних документах написаних мовою Julia[20] та в інших програмах розроблених в NASA (з допомогою плагіну OpenVSP3Plugin[21]).[22][23]

OpenVSP дозволяє імпорт кількох форматів геометрії, зокрема таких як STL, CART3D (.tri) і PLOT3D[en].

Хмари точок також можна імпортувати та використовувати для підгонки параметричної поверхні.

Геометрію, створену в OpenVSP, можна експортувати у формати STL, CART3D (.tri), PLOT3D, STEP і IGES, OBJ, SVG, DXF і X3D.[24] Ці формати файлів дозволяють використовувати геометрію 3D-моделей для створення сітки та для використання у іншому програмному забезпечення для CFD або FEA аналізу.[25][26][27]

З допомогою API OpenVSP можна розширювати можливості та набір інструментів і підтримуваних форматів файлів.[28][29][30][31][32][33][34]

OpenVSP може використовуватися для розробки і аналізу моделей літальних апаратів для авіасимуляторів, зокрема таких як Digital Combat Simulator та інших.[35][36][37]

OpenVSP-Connect

OpenVSP-Connect — це плагін для автоматизації генерування 3D-моделі літаків на основі базових параметрів унесених в електронну таблицю Microsoft Excel, створений під керівництвом професора Гамбурзького університету прикладних наук[en] доктора інженерних наук Д'єтера Шольца (Dieter Scholz).[38][39]

З допомогою OpenVSP-Connect побули побудовані моделі літаків Airbus A320, A350, A380, A400M, ATR 72, літака Boeing B747 та кількох власних концептуальних проєктів, таких як EcoLiner і Fast Commuter Jet.[40]

VSP Hangar

Модель електролітака NASA X-57 Maxwell у репозиторії VSP Hangar

«VSP Hangar» — це віртуальний ангар OpenVSP-моделей, а також репозиторій для завантаження файлів 3D-моделей, який сприяє спільному використанню геометрії, створеної в OpenVSP. До кожної моделі допускаються ревізії з супровідною інформацією щодо якості джерела.[41]

OpenVSP Ground School

«OpenVSP Ground School» — це проект зі створення набору комплексних посібників, які розробляє Брендон Літерленд із NASA. Підручники для наземних шкіл містять детальну інформацію про функції та методи OpenVSP, а також підручники для початківців і досвідчених користувачів. Окрім друкованих публікацій та публікацій в електронному вигляді, створено інтерактивний сайт у вигляді освітньої платформи наповненої відеоуроками навчальними вправами.[42]

OpenVSP Workshop

OpenVSP Workshop — це щорічна науково-практична конференція розробників та користувачів OpenVSP, яка проводиться з 2012 року. Під час конференції проводиться майстер-клас з використання OpenVSP та інших програм як для новачків, так і для досвідчених користувачів. Матеріали конференцій, слайди доповідей, відео та 3D-моделі, публікуються на сайті OpenVSP.[43]

Цікаві факти

Див. також

Джерела

  • Langley Research Center. Open Vehicle Sketch Pad // NASA Tech Brief. — New York, NY : SAE International Company, 2016. — Vol. 40, iss. 1 (January). — P. 51. — ISSN 0145-319X.
  • Vogeltanz Tomáš. A Survey of Free Software for the Design, Analysis, Modelling, and Simulation of an Unmanned Aerial Vehicle // Archives of Computational Methods in Engineering. — Springer Science and Business Media LLC, 2015. — Iss. 3. — P. 449-514. — DOI:10.1007/s11831-015-9147-y.

Відео

  • NASA OpenVSP modeling and analysis tutorial на YouTube
  • Modelling and simulation of Airbus A400M aircraft in NASA OpenVSP на YouTube
  • OpenVSP to CFD Mesh + modeling control surfaces in OpenVSP for CFD на YouTube
  • F-16 Fighter aircraft modelling in NASA Open Vehicle SketchPAD (OpenVSP) на YouTube
  • F16 Design | NASA OpenVsp Tutorial | NASA Vehicle Sketch Pod | Design and Analyse F16 NASA software на YouTube
  • OpenVSP to X-plane in 49 easy steps на YouTube
  • OpenVSP - Longitudinal trim and rigging angles на YouTube
  • Twin Otter Design Timelapse | OpenVSP на YouTube
  • Канал iforce2d на YouTube
  • Ultralight Airplane Workshop на YouTube
  • Aerodanamics на YouTube
  • Канал VSPmanual на YouTube

Примітки

  1. ↑ McDonald, Robert A.; Gloudemans, James R. (29 грудня 2021), Open Vehicle Sketch Pad: An Open Source Parametric Geometry and Analysis Tool for Conceptual Aircraft Design, AIAA SCITECH 2022 Forum, AIAA SciTech Forum, American Institute of Aeronautics and Astronautics, doi:10.2514/6.2022-0004, процитовано 13 січня 2022
  2. ↑ Reddy, Pavan (28 червня 2023). Unconventional Swept Rotor Design using Open Vehicle Sketch Pad (OpenVSP) (англ.). Процитовано 8 жовтня 2023.
  3. ↑ Hahn, Andrew (4 січня 2010), Vehicle Sketch Pad: A Parametric Geometry Modeler for Conceptual Aircraft Design, 48th AIAA Aerospace Sciences Meeting Including the New Horizons Forum and Aerospace Exposition, Aerospace Sciences Meetings, American Institute of Aeronautics and Astronautics, doi:10.2514/6.2010-657, процитовано 13 січня 2022
  4. ↑ Gloudemans, James; Davis, Paul; Gelhausen, Paul (15 січня 1996), A rapid geometry modeler for conceptual aircraft, 34th Aerospace Sciences Meeting and Exhibit, Aerospace Sciences Meetings, American Institute of Aeronautics and Astronautics, doi:10.2514/6.1996-52, процитовано 13 січня 2022
  5. ↑ Learn More About OpenVSP. openvsp.org. Процитовано 8 червня 2020.
  6. ↑ 50th AIAA Aerospace Sciences Meeting including the New Horizons Forum and Aerospace Exposition. Американський інститут аеронавтики і астронавтики (англ.). 18 січня 2012. Архів оригіналу за 18 січня 2012. Процитовано 8 жовтня 2023.
  7. ↑ adafruit (16 січня 2012). OpenVSP – NASA Open Source Parametric Geometry. blog.adafruit.com (амер.). Процитовано 8 жовтня 2023.
  8. ↑ NASA open sources conceptual aircraft design application. Design Engineering (амер.). 16 січня 2012. Процитовано 8 жовтня 2023.
  9. ↑ McDonald, Robert A. (13 червня 2016). Advanced Modeling in OpenVSP (англ.). American Institute of Aeronautics and Astronautics. doi:10.2514/6.2016-3282. ISBN 978-1-62410-440-4. Процитовано 8 жовтня 2023.
  10. ↑ McDonald, Robert A. (5 січня 2015). Interactive Reconstruction of 3D Models in the OpenVSP Parametric Geometry Tool (англ.). American Institute of Aeronautics and Astronautics. doi:10.2514/6.2015-1014. ISBN 978-1-62410-343-8. Процитовано 8 жовтня 2023.
  11. ↑ McDonald, Robert A.; Gloudemans, James R. (22 червня 2015). User Defined Components in the OpenVSP Parametric Geometry Tool. 15th AIAA Aviation Technology, Integration, and Operations Conference (англ.). American Institute of Aeronautics and Astronautics. doi:10.2514/6.2015-2547. ISBN 978-1-62410-369-8. Процитовано 8 жовтня 2023.
  12. ↑ OpenVSP API. openvsp.org. Процитовано 25 квітня 2021.
  13. ↑ Jim, Tim (27 лютого 2022), pyVSP, процитовано 8 жовтня 2023
  14. ↑ Han, Wei (2022). Karpovich, E. A. (ред.). Preliminary study of the impact of distributed propulsion on the range of Fokker-50 using OpenVSP software. elibrary.ru (англ.). Москва: МАИ, Издательство "Перо". с. 801-802. ГАГАРИНСКИЕ ЧТЕНИЯ - 2022 (Москва, 12–15 апреля 2022 года): Сборник тезисов работ международной молодёжной научной конференции XLVIII.
  15. ↑ Sarode, Varun Sunil (4 квітня 2022). Investigating Aerodynamic Coefficients and Stability Derivatives for Truss-Braced Wing Aircraft Using OpenVSP (англ.). Процитовано 8 жовтня 2023.
  16. ↑ Waddington, Michael (1 липня 2015). Development of an Interactive Wave Drag Capability for the OpenVSP Parametric Geometry Tool. Master's Theses. doi:10.15368/theses.2015.126. Процитовано 8 жовтня 2023.
  17. ↑ FlyAeroMan (18 січня 2023), dynamic-response, процитовано 8 жовтня 2023
  18. ↑ SUAVE. suave.stanford.edu. Процитовано 8 жовтня 2023.
  19. ↑ SUAVE: An Aerospace Vehicle Environment for Designing Future Aircraft, suavecode, 1 жовтня 2023, процитовано 8 жовтня 2023
  20. ↑ VSPGeom.jl, BYU FLOW Lab, 6 липня 2023, процитовано 8 жовтня 2023
  21. ↑ OpenVSP3Plugin, NASA, 19 серпня 2023, процитовано 8 жовтня 2023
  22. ↑ Zcaic (3 травня 2023), mul_openvsp, процитовано 8 жовтня 2023
  23. ↑ Geometry Generation — MACH-Aero Documentation documentation. mdolab-mach-aero.readthedocs-hosted.com. Процитовано 8 жовтня 2023.
  24. ↑ Importing from OpenVSP. McNeel Forum (англ.). 3 грудня 2021. Процитовано 8 жовтня 2023.
  25. ↑ VSP2CFD, Cadence Design Systems, Inc., 8 серпня 2023, процитовано 8 жовтня 2023
  26. ↑ Shahid, Tahura; Gürkan, Ceren (18 вересня 2023). An Automated and Efficient Aerodynamic Design and Analysis Framework Integrated to PANAIR. arxiv.org (англ.). arXiv:2309.07923. doi:10.48550/arXiv.2309.07923.
  27. ↑ Özdemir, Mustafa (2022-8). Model based preliminary design and optimization of aircrafts (тур.). Процитовано 8 жовтня 2023.
  28. ↑ Interfluo (4 лютого 2023), OpenVSP Parametric Modeling Wrapper, процитовано 8 жовтня 2023
  29. ↑ DanWeitsman (5 травня 2023), VSP2WOPWOP, процитовано 8 жовтня 2023
  30. ↑ Hu, James (3 липня 2023), APC2BEM, процитовано 8 жовтня 2023
  31. ↑ Vogeltanz, Tomas (12 листопада 2022), Airfoil Geometry Converter, процитовано 8 жовтня 2023
  32. ↑ rsk33 (4 лютого 2023), thesis, процитовано 8 жовтня 2023
  33. ↑ Rosas, José A. (23 червня 2022), OpenVSP_XSecExtractor, процитовано 8 жовтня 2023
  34. ↑ Shyam, Durairaj (25 квітня 2023), DurairajShyam/OpenVSP-Functions, процитовано 8 жовтня 2023
  35. ↑ Lokiv2 (9 липня 2023), DSC-OpenVSP-Bridge, процитовано 8 жовтня 2023
  36. ↑ marek-cel (21 січня 2022), openvsp, процитовано 8 жовтня 2023
  37. ↑ marek-cel (21 жовтня 2021), mscsim-cfd, процитовано 8 жовтня 2023
  38. ↑ Scholz, D. OpenVSP-Connect, Hamburg University of Applied Sciences. www.fzt.haw-hamburg.de. Процитовано 8 жовтня 2023.
  39. ↑ OpenVSP-Connect 3d Visualization and Data Flow, Hamburg University of Applied Sciences. www.fzt.haw-hamburg.de. Процитовано 8 жовтня 2023.
  40. ↑ а б OpenVSP-Connect Hangar, Hamburg University of Applied Sciences. www.fzt.haw-hamburg.de. Процитовано 8 жовтня 2023.
  41. ↑ VSP Hangar. VSP Hangar. NASA. Процитовано 26 квітня 2021.
  42. ↑ OpenVSP Ground School. OpenVSP Ground School. NASA. Процитовано 6 травня 2021.
  43. ↑ pastworkshops [OpenVSP]. openvsp.org. Процитовано 8 жовтня 2023.
  44. ↑ Fuentes Galán, Màrius (28 травня 2020). Aircraft modeling through BeX & OpenVSP. Процитовано 8 жовтня 2023.
  45. ↑ kln (22 січня 2023), sling2, процитовано 8 жовтня 2023
  46. ↑ Yun, Ju-Yeol; Hwang, Ho-Yon (2020-01). Technology Identification, Evaluation, Selection, and Optimization of a HALE Solar Aircraft. Applied Sciences (англ.). Т. 10, № 21. с. 7593. doi:10.3390/app10217593. ISSN 2076-3417. Процитовано 8 жовтня 2023.{{cite news}}: Обслуговування CS1: Сторінки із непозначеним DOI з безкоштовним доступом (посилання)
  47. ↑ Bilek, Jan (16 травня 2022). OpenVSP. BBBlimp (амер.). Процитовано 8 жовтня 2023.
  48. ↑ Crews, Benjamin (2021-09), SpaceX Starship OpenVSP Models, процитовано 8 жовтня 2023
  49. ↑ Files for stuff in 'stacked slices' videos. www.iforce2d.net. Процитовано 8 жовтня 2023.
  50. ↑ Moreno García, Pablo (31 січня 2017). Manual de OpenVSP, versión 3.9.1. Процитовано 8 жовтня 2023.

Посилання

  • OpenVSP (офіційний сайт)
  • OpenVSP Videos на YouTube (офіційний канал)
  • OpenVSP Ground School (освітня платформа)
  • OpenVSP Workshop (матеріали конференцій)
  • OpenVSP (форум користувачів) на сайті Групи Google
  • VSP Hangar (репозиторій 3D-моделей)
  • OpenVSP-Connect 3D Visualization (методи візуалізації 3D-моделей)
  • OpenVSP на сайті AlternativeTo
  • п
  • о
  • р
Власницьке

Active-HDL • ADEM • Altium Designer • ArchiCAD • AutoCAD • Autodesk Inventor • bCAD • Bocad-3D • BikeCAD • Bricscad • BtoCAD • Cadmech • CATIA • DeltaCad • DraftSight • E3.series • GStarCAD • Inovate • IntelliCAD • Ironcad • Ironcad Draft • К3 • MEDUSA4 • MicroStation • Mineframe • NX • nanoCAD • OrCAD • P-CAD • Proteus • PSpice • Revit • QForm 2D/3D • SAMCEF • Solid Edge • SolidWorks • Specctra • SprutCAM • T-FLEX CAD • Tecnomatix • TopoR • TopSolid • TurboCAD • VariCAD • ZWCAD • БудКАД • КОМПАС • САПФІР-3D

Вільне та Відкрите

BRL-CAD • CADEMIA • Electric • freeCAD (A-S. Koh's) • FreeCAD • FREE!ship • gCAD3D • HeeksCAD • KiCad • LeoCAD • LibreCAD • QCAD • Open CASCADE Technology • OpenSCAD • OpenVSP • QBlade • rattleCAD • SagCAD • SALOME • SolveSpace • XTrackCAD • XFLR5 • Валентина

Розрахунок механіки
Власницьке

ANSYS • ЛІРА-САПР • МОНОМАХ • SCAD • Polus

Вільне та Відкрите

CalculiX • OpenFOAM • XFOIL  • ФРУНД

Власницьке

PRO100 • IKEA Kitchen Planner • Blum Cabinet Configurator • SketchUp • ViyarPro • Woody • Астра Конструктор Меблів

Вільне та Відкрите

lignumCAD • SketchChair

Власницькі

DWG (DWT) • CDW • SKP • SLDDRW (SLDPRT, SLDASM, SLDDRT) • Parasolid (X_B, P_B)

Вільні та Відкриті

AC3D • BREP • COLLADA • DXF • FCStd • G-code • Gerber • glTF • HP-GL (HP-GL/2, PLT) • IGES • PLY • STEP • STL • VRML • Wavefront OBJ • Parasolid (X_T, P_T) • X3D

П:  Портал «Авіація»