#亮点7#ANSYSAIM和workbench新品亮点

2016-10-22 by:CAE仿真在线来源:互联网

当今仿真市场充斥着很多单物理场应用软件,每种软件都要求用户精通用户界面、工作流程和数值方法才能获得可靠结果。很多客户希望减少所需的用户界面数量,以方便地执行单物理场和多物理场仿真的几何结构准备、网格剖分、前处理、求解、后处理和优化。最小化用户界面数,不仅能够降低部署成本,而且还可提高工程生产效率。

技术说明

AIM是一种集成式3D工程仿真解决方案,可在现代化的单一用户环境中整合多个物理场。AIM的仿真价值超越了单物理场应用,能够在直观的沉浸式用户环境中提供全系列的物理仿真,而且随时可在多个工程部门中部署。AIM在单个集成环境内提供几何导入、前处理、网格剖分、求解以及后处理功能,这样能提高单物理场和多物理场仿真的生产效率并减少部署成本。

F1赛车的外部流仿真;几何结构导入、流量抽取、流体网格剖分、物理场建立、求解以及后处理都在单个窗口环境中

直观的用户体验,供所有用户访问

负责处理时间紧张的产品设计验证任务的工程师都希望能够了解整个设计空间,这通常包含多个物理场的影响。这些用户需要获得快速的仿真结果反馈,以优化或选择设计理念。这类客户所需的仿真工具应该具备直观、易学和易用的特点,并可支持多物理场的快速设计探索。

技术说明

AIM包含统一的沉浸式仿真环境,可降低单物理场和多物理场仿真的准入门槛。AIM含有向导式的仿真模板和基于任务的工作流程,使非专家级用户能够快速掌握软件并获得有意义的多物理场及其仿真结果。AIM用户环境对专家级用户来说同样具有吸引力,可为他们提供相应的工具来编写脚本以及自定义和修改用户环境,以便自动执行复杂仿真工作流程。对于这两类用户来说,完整的仿真驱动产品开发功能可以帮他们实现单物理场和多物理场仿真的快速设计探索。

通过仿真模板创建一个从几何结构导入到结果后处理在内的基于任务的蝶形阀流体结构交互仿真工作流程

仿真工作流程的自动化与定制化

设计工程师需要功能强大、简单直观的仿真工具来处理所有必要的物理量。然而,非专家级用户常常无法熟练掌握高端仿真工具的使用。对于拥有大型设计团队的客户来说,需要由CAE方法团队来定义仿真最佳实践并提供仿真工作流程的专业性指导。这些客户需要快速、简便地定制仿真工作流程,以便自动执行工程最佳实践,并为非专家级用户提供定制的仿真工作流程。

技术说明

AIM初始版本包含由IronPython(Python编程语言的一种开源实现方案)实现的本地日志与脚本功能。用户可利用本地日志与脚本来记录、定制和重演所有仿真步骤。AIM的这项功能对于负责仿真部署和管理的CAE方法团队来说尤其具有吸引力。借助脚本功能,客户可通过创建定制模板来实现工程最佳实践的自动化,为设计工程师提供仿真驱动产品开发功能。AIM还能针对所有输入模型使用强大的表达式语言,从而进一步实现定制化,通过表达式定义复杂的边界条件。AIM用户界面也可通过用户自定义扩展来进一步实现定制化。AIM的主要区别在于相同的定制工具、表达式语言和脚本语法可用在SDPD的各个方面,这样能实现协作并提高生产效率。

通过AIM的本地Python日志和脚本功能记录、自定义和重用仿真数据

高性能仿真

强大计算资源的广泛使用需要同样强大且针对并行架构优化的软件资源提供支持。客户希望充分利用CPU和GPU硬件加速功能以在要求的时间内获得仿真结果,进而最大化并行计算投资回报率。

技术说明

AIM仿真技术的各个方面旨在充分利用当今并行计算架构优势。网格生成和求解可以利用多个CPU内核,AIM中的所有物理求解器都默认使用两个并行内核(与现在的MAPDL求解器工作方式类似)。AIM还包含由GPU和CPU进行加速的流体和结构后处理。

重要的物理功能

负责处理时间紧张的产品设计验证任务的设计工程师都希望能够了解整个设计空间,这通常包含多个物理场的影响。这些用户需要获得快速的仿真结果反馈,以优化或选择设计理念。这些用户在比较研究两个或更多设计选项时,通常不会用到旗舰求解器产品中提供的所有高级物理功能。他们需要一套简化的物理功能集来进行比较研究以及探索设计空间。

技术说明

AIM初始版本可支持最常用的基本物理功能,实现稳态流体流动、静态和模态结构分析、稳态热学和直流电导仿真。此外,AIM还支持多物理场耦合,包括单向流固耦合、热-应力、热-电以及热-电-应力耦合。AIM为设计工程师提供一种可行的单物理场和多物理场仿真产品。

快速综合的设计探索

为了真正利用仿真技术来驱动设计,工程师需要了解输入参数与性能之间的相关性和敏感性。他们需采用不同工具对设计进行参数升级和持续升级,以探索和了解整个设计空间。客户需要专门用于尽可能高效探索设计空间的工具,还需要图表和算法来协助他们解读数据并找到最佳设计方案。进行优化后,有些用户还利用六西格玛分析来验证设计是否能够满足质量要求。

我们假设工程师不具备统计方法学或计算机科学博士学位,因此工具必须易于使用和解读,无需脚本编写或其它更高级技能。

技术说明

AIM许可证允许访问DesignXplorer,以执行关联、试验设计、优化和稳健设计仿真。AIM中的模型输入和输出值可实现参数化,并包含在设计点或优化研究中。AIM能从AIM窗口内方便地在保留的设计点之间切换,以快速方便地进行对比研究。

针对ANSYS客户的集成平台

真正的虚拟原型设计经常需要涉及不止一种物理场。在大多数情况下,想要获得最佳设计方案需要耦合多个求解器(例如HFSS、Fluent和Mechanical)。有时甚至需要将来自不同厂商的工具结合起来使用。以往通常要么购买昂贵的第三方集成软件,要么自己编写脚本将所有工具组合到一起。一般来说,即使采用了昂贵的第三方软件,在这个过程中也需要通过脚本编写来调用每个工具。

ANSYS的愿景是成为能够支持拖放式仿真流程的多物理场生态系统,从而可以很方便地实现文件传输和载荷传递等工作。当然,Workbench最初是以ANSYS工具集成平台的形式出现,不过随着集成合作伙伴的数量不断增加(将会有更多合作伙伴上线)以及与外部模型相连接,越来越多的客户将会把ANSYS Workbench用作仿真中枢。

技术说明

▶ 查阅采用ANSYS Workbench完成的多物理场论文,包括采用第三方合作伙伴工具(例如N-Code)完成的论文您会发现很多实例甚至视频都展示了易于使用的拖放功能使,使得多物理场变得如此强大。

在求解后的不同设计点(保留设计点)方案之间轻松切换

用户进行参数研究时需要在设计点之间方便地进行切换,从而更加科学地研究每个设计方案。

技术说明

▶ 我们在16.0版本中添加了相应功能,使其能够保留设计点数据,并让任何保留的设计点成为“当前”设计点,进而实现设计点之间的切换。此外,您还可将保留的设计点导出,用于单独的Workbench仿真。

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