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汽車開發(fā)中的空氣動(dòng)力學(xué)及流體力學(xué)仿真

作者： 時(shí)間：2016-12-20 來源：網(wǎng)絡(luò) 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(shù)?！坝袃蓚€(gè)關(guān)鍵因素確保了它的可靠性：Galerkin/Least- Squares（GLS）有限元方法，和獨(dú)特的、專利的線性方程迭代求解器，”Ratzel 解釋道。他認(rèn)為這兩個(gè)因素使AcuSolve 求解器更加精確和可靠，而且相對(duì)扭曲的單元可以達(dá)到完全收斂的效果，而這幫助縮短了網(wǎng)格創(chuàng)建的時(shí)間?！按送?，它從計(jì)算方面來說還更加穩(wěn)定，使用起來非常容易，周期時(shí)間也更短，”Ratzel 說道。VWT 還可以與公司的HyperStudy 軟件結(jié)合使用。HyperStudy 允許用戶通過DOE 及優(yōu)化等方法對(duì)其系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行探索、了解及優(yōu)化改進(jìn)。

據(jù)Ratzel 表示，Altair 未來還計(jì)劃進(jìn)一步改進(jìn)的領(lǐng)域包括更加集成的多物理場仿真、車廂內(nèi)聲學(xué)、兩相流動(dòng)以及更高的可擴(kuò)展性，使在上千個(gè)處理器內(nèi)核上進(jìn)行并行計(jì)算成為可能。

HyperWorks 采用按需許可的收費(fèi)方式。據(jù)該公司介紹，HyperWorks 的許可單位都是平行的，因此一個(gè)組織內(nèi)的用戶可以同時(shí)使用軟件而不用額外購買席位或許可。

引擎蓋下應(yīng)用

保持系統(tǒng)獨(dú)特的視角也非常重要。“當(dāng)我們看一些 特殊的屬性比如燃油經(jīng)濟(jì)性或排放時(shí)，法規(guī)就顯得非常 重要，你需要平衡所有與設(shè)計(jì)相關(guān)的屬性，比如駕駛性 以及乘客座艙舒適性，”Siemens PLM Software 仿真產(chǎn)品市場總監(jiān)Ravi Shankar 表示?！叭绻麑⑦@些屬性分開看的話，不會(huì)有任何好處。”基于這個(gè)想法，Siemens PLM Software 致力于打造一個(gè)集成的工具箱，將CAE 仿真工具與其NX CAD 軟件及Teamcenter PDM 平臺(tái)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(shí)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(diǎn)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(shù)，可以用于大型模型的求解，同時(shí)采用了具有經(jīng)濟(jì)性的許可方案，可用 于并行計(jì)算，”Shankar 解釋道。
Shankar 還指出，西門子軟件支持的大部分CFD 應(yīng)用都是動(dòng)力總成領(lǐng)域的典型問題，比如引擎蓋下冷卻優(yōu) 化及進(jìn)排氣歧管流場平衡等，這些問題都要求軟件有先 進(jìn)的三維表面繪測功能，來確定產(chǎn)品最合適的幾何外形。

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其中一個(gè)客戶就是通用汽車旗下的先進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì) 部門（Advanced Engine Design）。該部門設(shè)計(jì)技術(shù)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(chǎn)品設(shè)計(jì)師的手中?！斑@對(duì)我們來說是一種 新的嘗試，我們發(fā)現(xiàn)流體仿真是進(jìn)行方向比較的有力工具，”他解釋道。這些產(chǎn)品工程師通過這樣的工具來確 定某個(gè)具體的設(shè)計(jì)是否合理，之后的迭代是否可以提高 產(chǎn)品的性能，又或者某個(gè)更改是否會(huì)影響產(chǎn)品的性能而 需要被舍棄?！搬槍?duì)一些設(shè)計(jì)，我們有時(shí)候可能要對(duì)某個(gè)零部件的形狀進(jìn)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(gè)單獨(dú)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(shè)計(jì)師來建立并執(zhí)行流體仿真。這種方式大大提高了CAE 針對(duì)流體仿真（用于指導(dǎo)早期設(shè)計(jì)方案）的易用性?！拔覀冞€是會(huì)征 求這些分析師的意見，來做一些驗(yàn)證試驗(yàn)，”Baker 說道。他還指出模板對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)師來說起到了一個(gè)入門工具的 作用，給他們學(xué)習(xí)如何使用NX流體仿真軟件的機(jī)會(huì)?！耙坏┧麄冎懒嗽趺从?，我們發(fā)現(xiàn)他們會(huì)觸類旁通，很快 就可以自己進(jìn)行模型的建立?！边@些模板可以讓他們自 主地學(xué)習(xí)軟件的使用方法，而不用通過專門的培訓(xùn)方式來學(xué)習(xí)。

Baker 還指出了關(guān)鍵的一點(diǎn)：幾何形狀的優(yōu)化是完全手動(dòng)的。設(shè)計(jì)師在流場分析結(jié)果的基礎(chǔ)上，根據(jù)自己 的技能和經(jīng)驗(yàn)對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)整，逐步實(shí)現(xiàn)對(duì)幾何形狀的 優(yōu)化。(end)
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