ANSYS WorkBench對CAE技術及流程的協同實現

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同CAE仿真環境,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機構的復雜CAE應用提供了非常優秀的協同環境,主要體現在兩個方面,一是對各種CAE應用技術的協同、二是對CAE應用流程的協同。

CAE技術協同
目前企業中常見的CAE技術應用環境,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技術的應用環境也會發生很大的改觀,主要體現在:

    * 各CAE間共用模型處理環境且與各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技術的應用環境將異常簡潔,如圖1所示。ANSYS各專業學科的求解器不單是在本專業內做到了最強,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協同仿真環境

CAE流程協同
目前企業中常見的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環境下,基于與ANSYS其它產品完全統一的核心技術,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、優化、可靠性、穩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同CAE仿真平臺,又是一個基于最新軟件技術的開放式開發平臺,利用其開發包WorkBench SDK可以非常便捷地實現諸如專用程序開發、流程自動化和簡化、專家經驗的保存和固化、分析規范的保存和固化、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/優化/評價等工作;

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

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