ANSYS WorkBench對CAE技術及流程的協(xié)同實現

2013-08-07 by:廣州有限元培訓實踐中心來源:仿真在線

WorkBench作為ANSYS的新一代多物理場協(xié)同CAE仿真環(huán)境,其獨特的產品架構和眾多的支撐性產品模塊為各種類型研發(fā)機構的復雜CAE應用提供了非常優(yōu)秀的協(xié)同環(huán)境,主要體現在兩個方面,一是對各種CAE應用技術的協(xié)同、二是對CAE應用流程的協(xié)同。

CAE技術協(xié)同
目前企業(yè)中常見的CAE技術應用環(huán)境,通常有多種不同類型的CAD軟件和多種不同類型、不同學科領域(結構/流體/電磁等)的CAE軟件一起為研發(fā)服務,這里面的主要問題包括:

    * 各CAE都采用自己獨有的前后處理程序,數量多,學習和掌握困難,相互之間難以共享模型和數據;
    * 不同學科CAE間難以相互傳輸計算結果和載荷數據,無法有效地進行耦合分析;
    * 各CAD與各CAE間的數據接口關系復雜,在版本一致性、數據傳輸可靠性方面難以保證;
    * 任何設計修改過程都是一個完整的CAD→數據傳輸→模型化→求解→后處理評判→CAD過程,繁雜冗長。

在ANSYS WorkBench的基礎上,即使CAE求解器保持不變,整個CAE技術的應用環(huán)境也會發(fā)生很大的改觀,主要體現在:

    * 各CAE間共用模型處理環(huán)境且與各CAD間是雙向“參數”鏈接(而非純粹的“數據”傳遞),無縫共享模型與數據,且接口單一,能實現不同來源CAD數據的裝配和參數管理;
    * 前后處理環(huán)境單一,便于學習掌握及各部門/人員間的技術交流;
    * 內置耦合機制使不同學科CAE間能便捷地傳輸計算結果和載荷數據,實現耦合;
    * 多種途徑可實現設計修改過程:原始方式直接在DesignModeler中更改CAD參數、利用ParaMesh多學科網格隨移技術直接實現參數化網格模型修正。

如果各學科都采用ANSYS求解器,則整個CAE技術的應用環(huán)境將異常簡潔,如圖1所示。ANSYS各專業(yè)學科的求解器不單是在本專業(yè)內做到了最強,而且相互之間的耦合也最徹底,比如,最新版本的ANSYS結構分析(Structural)和流體分析(CFX)已經完整實現了在單一使用界面下的直接雙向耦合計算,對工業(yè)界常見的復雜流固耦合問題(如顫振、流致振動等)提供了無出其右的解決方案。

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圖1完整而簡潔的純ANSYS多物理場CAE協(xié)同仿真環(huán)境

CAE流程協(xié)同
目前企業(yè)中常見的CAD-CAE設計分析流程的主要問題包括:

    * 一個完整的設計過程需要在CAD設計部門(或人員)與CAE分析部門(或人員)間多次往復,來回多次的數據交換費時、繁雜而易出錯;
    * 分析工作進行的時候,設計工作通常只能等待,浪費時間、效率低下;
    * 從多個設計部門(或人員)傳來的分析任務使分析部門(或人員)常常疲于應付,沒有時間和精力進行開拓性的或高級的CAE研究工作。

在WorkBench環(huán)境下,基于與ANSYS其它產品完全統(tǒng)一的核心技術,ANSYS提供了一整套以DesignSpace為主的專門面向設計人員使用的設計前期校驗分析工具集,它集結構、疲勞、優(yōu)化、可靠性、穩(wěn)健性等設計分析能力于一體,具有快捷和智能兩大特點,使設計人員自己即可輕松地完整方案評價及優(yōu)化的主要工作。如圖2所示,在設計部門開展CAE分析工作的好處有:

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圖2 在設計部門引入校驗分析

* 大量減少部門(或人員)間的數據交換和技術溝通,提高工作效率和工作可靠性;
* 解放分析人員,使其能進行更高級的研究工作,提高CAE應用水平和效益;

    WorkBench本身既是一個成熟的多物理場協(xié)同CAE仿真平臺,又是一個基于最新軟件技術的開放式開發(fā)平臺,利用其開發(fā)包WorkBench SDK可以非常便捷地實現諸如專用程序開發(fā)、流程自動化和簡化、專家經驗的保存和固化、分析規(guī)范的保存和固化、自有程序的包裝、其它程序的集成等眾多的用戶化開發(fā)功能。在此基礎上,設計與分析間的關系就簡化為:
    * 分析部門(或人員)根據需求為設計部門量身定做針對各種特定產品的專用分析程序,這些程序融專家經驗、自有程序、分析規(guī)范等為一體,完全專用化和自動化,一次定制,終身受益;
    * 設計部門(或人員)在針對性極強的專用程序上輕松實現設計/分析/優(yōu)化/評價等工作;

ANSYS WorkBench多物理場協(xié)同仿真環(huán)境充分體現了ANSYS公司“面向實實在在的工業(yè)需求,以技術為本,以優(yōu)化用戶產品研發(fā)流程為目標,為用戶提供完整CAE解決方案”的宗旨。在WorkBench環(huán)境下,整個CAE應用的方式和意義都將發(fā)生革命性的變化。

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