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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(wǎng)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(shù)?!坝袃蓚€關(guān)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(wǎng)格創(chuàng)建的時間?!按送?,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(jié)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(jù)Ratzel 表示,Altair 未來還計劃進一步改進的領(lǐng)域包括更加集成的多物理場仿真、車廂內(nèi)聲學、兩相流動以及更高的可擴展性,使在上千個處理器內(nèi)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(jù)該公司介紹,HyperWorks 的許可單位都是平行的,因此一個組織內(nèi)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(jīng)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(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。“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(shù),可以用于大型模型的求解,同時采用了具有經(jīng)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(lǐng)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(chǎn)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(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)品設計師的手中。“這對我們來說是一種 新的嘗試,我們發(fā)現(xiàn)流體仿真是進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 定某個具體的設計是否合理,之后的迭代是否可以提高 產(chǎn)品的性能,又或者某個更改是否會影響產(chǎn)品的性能而 需要被舍棄。“針對一些設計,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。“我們還是會征 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(chǎn)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。“一旦他們知道了怎么用,我們發(fā)現(xiàn)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(guān)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(jié)果的基礎(chǔ)上,根據(jù)自己 的技能和經(jīng)驗對設計進行調(diào)整,逐步實現(xiàn)對幾何形狀的 優(yōu)化。(end)

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