如何实现CAD与CAE无缝集成

2017-02-05 by:CAE仿真在线来源:互联网

由于CAD系统和CAE系统在发展过程中的天然割裂,因此在传统产品开发流程中,CAD工程师和CAE工程师之间的工作分工明确——对于CAD工程师来说,如果在设计完成之前不能确认设计的质量,将会加大后期修改的工作量和难度系数,而对于CAE工程师来说,读取数据过程中的数据缺失不可避免,大量的几何修复工作也会令分析结果的准确性大打折扣。在信息化工具普遍走向融合的大趋势下,CAD与CAE以怎样的模式融合才更符合工程师的工作需求呢?

要实现CAD与CAE的融合,更多的是CAE融入到CAD系统中,对CAD工程师来说,他们能够在自己熟悉的CAD环境中,应用CAE系统直接对CAD模型进行产品设计阶段的仿真分析,方便能够及时发现问题。其次,CAE工程师直接使用CAD系统当中的产品几何模型,则可以减少数据传输过程中所产生的缺失。实际上,这一过程说起来容易,但在现实的操作当中,适合CAD工程师使用的CAE系统必须符合以下几个关键指标:

第一,该CAE系统必须能够被完全整合到CAD环境中,能够符合CAD工程师的使用习惯;

第二,该CAE系统必须具备充分的易用性和智能型,以便降低CAD工程师的工作量;

第三,该CAE系统的运算结果必须准确且稳定,能够满足支撑CAD工程师完成设计早期的仿真分析;

最后,该系统的运行速度必须更快,不能因为两者的融合而影响到原有CAD系统的运行速度。

Autodesk Simulation CFD就是符合以上这些要求的CAE系统。

Autodesk Simulation CFD最早是由美国蓝脊数码有限公司(BlueRidge Numerics)于1992年推出的一款“前端”CFD软件——当时名称为CFdesign。2011年3月,欧特克以约3900万美元的价格收购该系统,并将其纳入自己的CAE阵营。

之所以强调其为“前端”CFD软件,是因为AutodeskSimulation CFD从开发之初,就被定义成为CAD工程师提供的仿真分析工具而被整合到CAD系统当中。因此,Autodesk Simulation CFD的操作最大程度考虑了CAD工程师的应用习惯,使得产品及设计工程师在不需要太多专业培训的情况下,即可在最初设计阶段用自己的熟悉的MCAD环境直接启动CAE工具,进行流动及热性能分析,从而快速对设计进行优化。可以讲,Autodesk Simulation CFD是业界唯一提供与CAD环境无缝集成的流体力学解决方案。

具体地说,通过采用先进的边界识别算法,Autodesk Simulation CFD可以使用MCAD环境下的任意几何类型,因此CAD工程师在使用Autodesk Simulation CFD进行仿真分析时,无需修补或重构生成任何CAD模型。同时,嵌入式的平台、CAD模型与CFD模型同步更新等功能,也使得流场分析的工作大大简化,工程师几乎不需要太多的操作,即可完成仿真,得到结果。因此,对于使用Inventor、Revit、CATIA、Pro/E、UGS NX、SolidWork或其他CAD系统的工程师来讲,Autodesk Simulation CFD事实上是将标准的MCAD工作站转化成了一个完全互动的流动试验台和热力测试台。而对于其他基于ACIS或Paraslid几何内核的CAD系统,AutodeskSimulation CFD对其本机互操作性的支持,也使得CAD工程师常常觉得Autodesk Simulation CFD就是MCAD应用软件的一种延伸。

很明显,CAD与CAE的无缝集成,可以使CAD工程师尽情发挥自己的灵感,把注意力集中在设计过程中,而不是CAE工具上。但是,CAE系统毕竟是一个涉及多个学科的复杂计算机运算系统,所以普通CAD工程师驾驭这些CAE工具终归还是难度的。从这个角度讲,Autodesk Simulation CFD的易用性和智能型是其最核心的应用优势。

Autodesk Simulation CFD的易用性和智能型得益于它先进的软件技术,主要集中反映在网格划分阶段。在应用仿真分析开始,针对非常复杂的CAD模型,Autodesk Simulation CFD能够生成高质量的网格,并可以自动地生成高质量的附面层网格,而内置的智能网格参数选择设置,更提高了其自动化程度。所以设计工程师可以没有特殊的CFD专业背景,经过短暂培训就能利用其解决遇到的大多数分析工作。其次AutodeskSimulation CFD拥有强大的通用分析引擎,能在一系列CAD系统中进行精确的模拟设置,所以基本不用人为进行干预,操作者也不用具备从事模拟工作的经验。

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