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汽車開發(fā)中的空氣動力學及流體力學仿真

作者: 時間:2016-12-20 來源:網絡 收藏

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VWT 的核心是Altair 公司的AcuSolve CFD 求解器。與許多其他CFD 代碼不同的是,該求解器采用有限元方式,而不是其他常見的有限體積技術?!坝袃蓚€關鍵因素確保了它的可靠性:Galerkin/Least- Squares(GLS)有限元方法,和獨特的、專利的線性方程迭代求解器,”Ratzel 解釋道。他認為這兩個因素使AcuSolve 求解器更加精確和可靠,而且相對扭曲的單元可以達到完全收斂的效果,而這幫助縮短了網格創(chuàng)建的時間。“此外,它從計算方面來說還更加穩(wěn)定,使用起來非常容易,周期時間也更短,”Ratzel 說道。VWT 還可以與公司的HyperStudy 軟件結合使用。HyperStudy 允許用戶通過DOE 及優(yōu)化等方法對其系統(tǒng)設計進行探索、了解及優(yōu)化改進。

據Ratzel 表示,Altair 未來還計劃進一步改進的領域包括更加集成的多物理場仿真、車廂內聲學、兩相流動以及更高的可擴展性,使在上千個處理器內核上進行并行計算成為可能。

HyperWorks 采用按需許可的收費方式。據該公司介紹,HyperWorks 的許可單位都是平行的,因此一個組織內的用戶可以同時使用軟件而不用額外購買席位或許可。

引擎蓋下應用

保持系統(tǒng)獨特的視角也非常重要?!爱斘覀兛匆恍?特殊的屬性比如燃油經濟性或排放時,法規(guī)就顯得非常 重要,你需要平衡所有與設計相關的屬性,比如駕駛性 以及乘客座艙舒適性,”Siemens PLM Software 仿真產品市場總監(jiān)Ravi Shankar 表示。“如果將這些屬性分開看的話,不會有任何好處?!被谶@個想法,Siemens PLM Software 致力于打造一個集成的工具箱,將CAE 仿真工具與其NX CAD 軟件及Teamcenter PDM 平臺整合在一起。用戶可以使用一些專屬的工具,比如NX Flow 及NX Nastran,同時還可以使用一些常見的第三方軟件比如LS-Dyna 或Abaqus。他們這么做的重點是工作流程開發(fā),盡可能高效地從CAD 過渡到工作分析模型。

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“NX Thermal/Flow 包含域分解技術,可以用于大型模型的求解,同時采用了具有經濟性的許可方案,可用 于并行計算,”Shankar 解釋道。
Shankar 還指出,西門子軟件支持的大部分CFD 應用都是動力總成領域的典型問題,比如引擎蓋下冷卻優(yōu) 化及進排氣歧管流場平衡等,這些問題都要求軟件有先 進的三維表面繪測功能,來確定產品最合適的幾何外形。

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其中一個客戶就是通用汽車旗下的先進發(fā)動機設計 部門(Advanced Engine Design)。該部門設計技術總監(jiān)Rod Baker 稱,CAD 和CAE 的集成可以讓他們將分析工具直接交到產品設計師的手中?!斑@對我們來說是一種 新的嘗試,我們發(fā)現流體仿真是進行方向比較的有力工具,”他解釋道。這些產品工程師通過這樣的工具來確 定某個具體的設計是否合理,之后的迭代是否可以提高 產品的性能,又或者某個更改是否會影響產品的性能而 需要被舍棄?!搬槍σ恍┰O計,我們有時候可能要對某個零部件的形狀進行30 到40 次的迭代,”他解釋道。采用這種方式的工作效率甚至要高于專門的CAE 分析師。

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通用公司在一個單獨的CAE 部門依然有一些這樣的分析師,但是一些特定的模板可以幫助設計師來建立并執(zhí)行流體仿真。這種方式大大提高了CAE 針對流體仿真(用于指導早期設計方案)的易用性?!拔覀冞€是會征 求這些分析師的意見,來做一些驗證試驗,”Baker 說道。他還指出模板對產品設計師來說起到了一個入門工具的 作用,給他們學習如何使用NX流體仿真軟件的機會?!耙坏┧麄冎懒嗽趺从茫覀儼l(fā)現他們會觸類旁通,很快 就可以自己進行模型的建立?!边@些模板可以讓他們自 主地學習軟件的使用方法,而不用通過專門的培訓方式來學習。

Baker 還指出了關鍵的一點:幾何形狀的優(yōu)化是完全手動的。設計師在流場分析結果的基礎上,根據自己 的技能和經驗對設計進行調整,逐步實現對幾何形狀的 優(yōu)化。(end)

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