【CAE】前处理软件ANSA与Hyperworks性能对比

一、综述

ANSA与Hyperworks是世界上最优秀的两款前处理软件,在有限元分析领域的应用越来越广泛,它们能极大地提高了cae工程师的工作效率,缩短了前处理所花费的时间。同时这两款软件有着各自的风格和特点。

根据世界范围内用户评价,在网格划分方面,ANSA表现出了比hyperworks更高效,网格质量更好的特点。下面重点介绍一下ANSA相对于Hyperworks的一些优势,供大家参考。

二、优势介绍

1.快捷方便的操作

◎ANSA采用单级菜单操作;hyperworks采用是多级菜单,选取菜单命令速度慢,工程师在划分网格的时候,具体的操作就是不断的点击鼠标来完成一个个的命令。ANSA的单机操作大大减少了操作人员点击鼠标的次数,提高了工作效率。

◎ANSA提供了按特征选取能力,能按壳单元边edge、体单元面facet、macros、角度范围选取需要操作的对象;ANSA提供的这个按特征选取能力要比Hypermesh方便快捷很多。

◎ANSA能对通过逻辑运算(and, or, not, …)隐藏和显示操作对象,符合人们的一般思维方式,

在进行大规模网格划分的时候,可方便显示需要的区域,屏蔽不需要显示的区域。

2.丰富的CAD接口功能

ANSA具有丰富的CAD接口,能方便的和各种CAD进行数据交流。尤其是对UG,CATIA,pro-e主流CAD的接口方面。同时ANSA提供了批处理数据传输的能力,这一点比Hyperworks要快的多。在处理IGS模型方面,ANSA由于导入的几何精度比Hyperworks导入的要高,速度方面略比Hyperworks慢一些。

3.强大的几何清理能力

几何清理通常要占前处理工作量的20%~30%。而ANSA在几何清理方面具有非常大的优势。

◎ANSA能够去除复杂倒角、能建各种曲面结构;

◎对各种几何特征操作的功能非常全面;

◎几何导入精度高,对于大结构里面的小特征也能很好地表达。

◎尤其对于几何面得切割方面,用hypermesh会经常遇到无法切割的或者将面切坏的情况,这一点ANSA要明显比hypermesh要好。

4.人性化的网格与几何关联和分离能力

◎复杂结构的初始网格,通常局还需进行调整。ANSA网格与几何关联的能力,使得清理几何特征的同时,自动生成新的网格,无需冗余的手工操作。Hyperworks在最近的一些版本中也借鉴的这个思想(topology revision->remesh),但目前功能不够成熟,工程师较少采用。

◎在ANSA中,既可以几何关联,同时还提供了几何和网格进行分离操作。一方面ANSA可以根据有限元网格生成关联的几何;另一方面也提供了众多可直接修改有限元模型的方法。这样给用户修改有限元模型时,可以用两种方法来修改,既可以修改几何后自动重构网格,亦可以在有限元网格模型上进行局部修改,比hyperworks更方便一些。

5.丰富的网格生成算法

ANSA提供了更多网格生成算法,方便用户选择,这一点上,ANSA明显要优于Hyperworks。

◎壳单元有spot- me(焊点优化)、free(自由划分)、map、gradual(渐进算法)、adv.fr、best(程序自动判断各种算法)等;

◎体单元有meshv、map、extrude、rotate、offset、glide、sweep等;

◎开关按钮a.mesh自动网格重划,2nd ord生成二阶单元等。

6.单元质量调整能力强

ANSA可以更加灵活地调整单元质量。

◎多种自动网格质量优化算法:reshape、recons、fix qual;

◎强大的手动调节能力:节点操作——自由移动节点MV FREE,MV SURF是很方便的移动表面节点功能、节点对齐ALIGN、孔特征修改MV HOLE;节点粘结PASTE,A.PASTE、插入节点INSERT;单元编辑——JOIN、SPLIT等;SPLIT可以很方便的切出自己想要的网格形状,Hypermesh虽然也有SPLIT这个功能,但操作起来就没有ANSA方便。

◎FREEZE、 UNFREEZE冻结保护已划分单元,这样有利于我们在操作其他关联面时不会将已划分好单元的面节点和网格改变,Hypermesh就没有此项功能。

◎比如在单元质量warping检查和提高方面,ANSA可以将表面网格锁定后用Fix Quality来自动调整单元质量,要比Hyperworks方便很多。

7.对于划分面网格而言,简单的中面抽取方面Hyperworks要比ANSA略快;但是对于复杂模型的中面抽取,ANSA更具优势。另外根据国外用户的情况,简单中面一般用CAD软件来抽取效率更高,比如可以用UG;复杂中面则要用有限元前处理软件来取得。

8.对于单元厚度及材料的赋予,ANSA可以在抽中面时就很方便的赋予中面厚度及材料属性,给工程师提供了很大的方便,在Hypermesh现在的新版本现在也借鉴这个功能,但功能不够成熟。

9.在显示的选取方面,ANSA早版本中就已经可以根据模型的PID,MID和Thickness等显示模型,而在最新的hypermesh版本中才可以实现这个显示功能;

10.从国际上众多用户评价来看,在面网格划分方面,ANSA划分网格速度要明显比Hyperworks要快;在四面体网格划分方面,ANSA要比Hyperworks快很多;简单几何模型六面体网格划分方面,Hyperworks则提供了更好的方法,速度更快;对于复杂几何模型的六面体网格划分,则需要进行相应的几何剖分,此时,ANSA比其他软件都好。

11.ANSA具有丰富的连接管理器,能方便的处理有限元模型的各种连接,比如螺栓连接、焊接、粘接、胶接等。在处理焊点方面,ANSA在国际上被评为最优秀的软件。据测试,焊点数量在500以内的,利用Hyperworks的图形显示比较直观、方便。如果焊点的数量增加,比如做一个整车,焊点可能上万,则用图形显示不是很方便了。

12.集成任务流程管理(Task manager)和集成CAE数据管理(Data management)

在较大规模的CAE应用领域,数据管理和任务管理是项目工程师必须认真考虑的重要内容,ANSA的集成任务流程和CAE数据管理能够有效地协助客户完成这方面的工作。

◎集成任务流程管理能方便地完成任务分组排配和工作流程的标准化;

◎集成CAE数据管理有利于企业数据维护和资源重利用。

13.可视化的装配模型管理功能

◎缩略图显示,直观快捷。

14.简单易用的二次开发能力

ANSA二次开发主要是基于自身的类c脚本语言,具有c语言基础的人可以很快掌握。

15.广泛而完善的多种CAE求解器模板

◎全面支持NASTRAN、LS-DYNA、PAM-CASH、RADIOSSS、ANSYS、 PERMAS、CFD 、FLUENT、FLUENT-2D、OPENFOAM、STAR、UH3D。

16.强大的Morphing功能

◎支持Geometry Morphing和Fe-Model Morphing;

◎支持Box Morphing、2D Morphing、Parameterized Morphing、Direct Morphing。

17.快速的CFD网格生成,hypermesh在CFD网格生成方面很差。

18.其他专业化工具

◎ANSA的螺栓建模器;

◎横截面生成工具;

◎编辑—过滤—修改(EFM)工具等

三、小结

总的来说,ANSA是一款非常优秀的前处理软件。相对于Hyperworks而言ANSA在几何清理、单级菜单系统、网格与几何关联、数据和任务管理、流体网格生成等方面有明显优势。由于ANSA的界面采用单既菜单操作,对于初学者来说相对于Hypermesh的多级菜单容易上手;并ANSA对电脑显卡的要求比hypermesh要低,只要稍作设置,就可以很轻松的应付极大模型。