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·基于ANSYS软件的有限元分析         

当今的工程产品越来越复杂,需要完善的设计解决方案。这些产品集成了半导体和电子器件、嵌入式软件以及传感器和显示器。成功需要考虑整个系统的运行。ANSYS 2022 R1提供可扩展的解决方案,利用新算法、工作流、高性能云计算和物体学。


Ansys软件和服务减少了障碍,使客户能够解决当今复杂的工程挑战。工程模拟已经从高度化的专家扩展到主流产品设计和开发,使更多的公司能够节省时间、降低成本和改进。


与此同时,工程复杂性激增,要求组织快速扩展,推动了对计算资源和跨学科工程解决方案的需求。组成Ansys 2022 R1的新产品、技术和工具使专家能够深入了解特定行业应用的定制工作流,同时还扩展了广泛的易用功能,从而促进了团队之间的协作。


3D设计

Ansys 2022 R1通过增加耦合流体-固体模拟仿真扩展了Discovery在热管理关键领域的实时物理。


这种快速的容错方法意味着热交换器、液体冷却设备和排气系统的模拟现在变得很方便执行,速度提高了50倍,允许测试更多的设计变化,以扩大洞察力和发现。增强功能包括:

  • 快速简单的热管理—用于活体的耦合流固热分析允许快速预测多种流体流动情况下的散热和传热。

  • 几何预处理—支持梁和壳、柔性电缆缠绕和小单元,使Discovery成为处理各种几何和用例的工具。

  • 工作流程改进—扩展的历史跟踪、改进的铰链和球形接头以及新的后处理功能,如局部切片监视器和交互式探头,加快了从设置到结果的模拟过程。

  • 附加物理学—实时和高保真物理学的可压缩流、温度相关材料属性和1D弹簧扩展了Discovery模拟能力的范围和深度。


声学模拟

对于2022 R1,Ansys VRXperience Sound将正式更名为Ansys Sound。


对于此版本,重点是为用户改善音质和设计,包括:

  • ISO 532-1标准的彩色地图显示,用户可以立即检查时间(或RPM)和频率,从而减少噪音干扰。

  • 释放的FRF(频率响应函数)功能允许用户通过估计频率响应和小化接收机处的噪音影响来表征系统的传递函数。可以将结果传输到Fluent以过滤模拟结果,从而进行更稳健的分析。

  • 通过音调指示器优化声学性能并减少噪音干扰,音调指示器可以按照显示顺序进行计算,并能够切换顺序级别。这是使用旋转机械的客户尤其感兴趣。



增材制造

Ansys 2022 R1继续为增材制造用户扩展工具集,简化设计、仿真和制造之间的工作流程。


此外,每个Ansys Mechanical用户现在都可以通过金属粉末床熔化(PBF)、定向能量沉积(DED)和金属粘合剂喷射的过程模拟来识别并很大限度的降低构建错误的风险,并确保高质量的零件。

  • 通过定向能量沉积(DED)简化您的工作流程—将DED过程模拟引入Ansys添加剂组合,提供预测宏观温度变形和应力的能力,以防止构架失败,并提供趋势数据来改进添加剂制造的设计,包括零件方向和零件构建顺序。

  • 动力床聚变(PBF)工艺模拟的持续改进——扫描模式模拟的应变生成速度提高了一倍,并配有不断扩展的材料库。

  • 工作流程速度的提高——全线程求解器支持、多平台加法向导支持、Ansys机械参数化设计语言(MAPDL)求解器增强,现在提供从Ansys加法产品到Ansys Workbench和Ansys Mechanical的转换。



自主车辆模拟

2022 R1版本继续推动开放结构,能够将Ansys基于物理的传感器连接到第三方驾驶模拟器,如IPG汽车制造商或Carla,同时为传感器带来新的改进。


使用您选择的驾驶模拟工具,您可以快速的验证和确认您的ADAS/AV功能,包括传感器(雷达、激光雷达和摄像头)感知。此外,借助新的雷达和激光雷达功能,您可以验证更大、更复杂的传感器、而不受GPU限制。



连接

Ansys Connect产品系列是2022 R1的新增产品,包括Ansys Minerva、Ansys optiSLang、Ansys Granta和Ansys ModelCenter。


AnsysConnect允许您通过将各种仿真工具和相应的资产相互连接以及与产品生命周期生态系统的其余部分(如CAD设计、需求数据库、系统架构模型等)连接,来创建连接的数字线程。

亮点包括:

  • AnsysoptiSLang的LS-Dyna的新连接器,高阶几何建模工具、Nastran和ModelCenter,以及Probaligence基于AI/ML的新优化算法,实现了协调和优化的仿真工作流。

  • AnsysMinerva允许模拟专家从他们的模拟自动化中创建应用程序,非专家可以利用这些应用程序,从而很大限度地缩小知识差距。

  • AnsysModelCenter是Ansys2022R1中的新功能,它改进了系统架构模型(SAM)和项目需求之间的联系,以构建更准确的模拟模型。

  • Ansys云增强了管理功能,包括管理员创建和管理用户组、为公司项目分配预算以及监控云使用情况的能力。




数字任务工程

Ansys 2022 R1增加了一系列新功能和性能改进,用于在您的任务环境中分析和可视化复杂系统。


Ansys 2022 R1版增加了一系列新功能和性能改进,用于分析和可视化您在STK任务环境中的复杂系统,包括:

  • 扩展的会合和接近操作(RPO)能力。STK提高了建模RPO的标准,增加了新的曲线计算对象,可以用来计算比以前在STK更自然地与给定轨道一致的量。

  • FMI/FMU兼容性插件。STK推出了一个插件,使您能够通过fmu与Ansys物理解算器集成,因此您可以创建一个任务模拟,说明机械,电子和流体子系统的动态特性。

  • AnsysDiscoveryCAD到STK。STK包括一个到Ansys Discovery和Ansys SpaceClaim的插件,该插件提供了一种方法,用于将详细的CAD模型转换为STK的glTF格式。您甚至可以将这些转换后的模型嵌入其他功能,如传感器附着点、可操纵元素和关节。

  • 大型星座建模。现在,您可以使用卫星集合将整个卫星群表示为STK中的单个对象,以提供基本的可视化、很小的内存占用以及高效的保存和加载操作。



Digital Twin

Ansys Twin Builder的新版本通过结合物理和虚拟传感器,提供高达98%准确度的预测分析。


新功能可用于更快的部署您的digital twin、更简单的工作流程和网络应用程序,以便与您的模型进行在线交互:

  • Twin部署中的增强功能和新功能,包括校准/调整模拟模型参数的能力,以便模拟输出与数据相匹配。

  • 开发快速web应用程序原型以与您的模拟进行交互。

  • Modelica增强带来更好的工作流程和用户体验,节省您的开发时间。

  • 讲阶模型(ROM)能力的主要发展是为了更好的控制ROM输出。




电子学

Ansys 2022 R1更新在广度和深度上增加了其电子解算器产品的能力和功能。


  • EMA3D电缆–以更深的粒度实现更快的仿真时间、改进的模型库和线缆连接增强

  • EMA3D Charge – 电介质击穿模拟、精细网格划分和空间应用的辐射诱导电离模拟

  • 仿真软件–用于3DIC封装仿真的Phi Plus网格划分、用于ADAS的粗糙表面建模以及快速宽带频率扫描

  • 热设计–链接到Ansys Redhawk和Ansys Fluent,以及Ansys Electronics Desktop中改进的多物理流

  • Maxwell–多相电机ROM、Litz线,以及需要FEA的系统的更快模拟选项

  • Motor-CAD – optiSLang界面和NVH评估

  • SIwave–来自Ansys Icepak的温度梯度输入以及在HFSS 3D布局中使用时的自动化功能


嵌入式软件

Ansys 2022 R1继续发展能力,以支持A&D (DO-178C、ARINC 661、FACE)、汽车(ISO 26262、AUTOSAR)和工业(EN 50128 IEC 62508)的安全和互操作嵌入式软件的标准。


现在全部的软件V&V活动都得到了进一步的加速,这要归功于为设计者和测试者提供的模拟覆盖辅助能力。

增强功能包括:

  • SCADE Suite的新视觉识别和UX改进,包括数字验证器等新功能,以及进一步扩展的AUTOSAR Classic支持。

  • 驾驶舱显示系统DO-178C认证指南和SCADE显示图形效果库已添加到SCADE显示中。

  • SCADE Architect和航空电子软件包现在支持FACE 3.1建模,并在浏览器中改进了UX。

  • 模型覆盖辅助和ALM网关已经被实现到SCADE测试和SCADE生命周期中



流体

该版本主要增强了流体产品组合,加快了网格化、设置和求解时间。


  • Ansys Fluent中的航空航天专用工作空间通过内置的理想实践、优化的求解器设置、参数化功能等简化了外部空气动力学模拟。

  • 一个全新的多GPU Fluent solver (beta)加速了稳态模拟,结果显示4个高端GPU提供了与1,000多个CPU相同的性能。

  • 使用新的海绵层处理在Ansys Fluent中高效运行声学模拟,并使用声音合成和运行时离散傅立叶变换(DFT)框架执行复杂的分析。

  • Ansys TurboGrid的混合网格技术使复杂涡轮机叶片设计的网格划分自动化。

  • 通过使用动态域功能减少低粒子相互作用区域的计算,加速Ansys岩石模拟。

  • Ansys Forte 的 Eulerian 两相混合物方法用于对液体和两相混合物进行建模,可以快速准确地模拟液体泵和阀门。



材料

2022 R1见证了Ansys Materials将其数据和工具产品扩展到5G、电子和电气化技术领域—将Ansys材料智能扩展到Ansys电磁模拟。


Ansys Granta MI将初次为智能增材制造整合机器学习功能。优化相关参数以满足您的目标标准,从而减少之前通过反复试验进行的样品制造和添加材料表征。

  • 使用Ansys Electronics桌面工具的EMI/EMC、电机、SI/PI和热工程师现在可以在他们的本地解算器中访问Granta MI,访问新的7,200多条电磁材料记录。用于更快、更准确和可追溯的电磁设计仿真。

  • 增材制造的数据量持续增长。为了驾驭这一趋势,Granta MI集成了机器学习功能,用于过程参数优化、数据可视化和培训。为稀疏和嘈杂的附加数据带来价值。

  • 使用Material Universe中的可持续发展数据评估材料的环境影响——使用全部工程材料的新ecoinvent数据进行更新。

  • 非线性材料模型的聚合物数据范围显著扩大,现在有超过105,000种聚合物。



光学

2022 R1版本提供了强的功能,加快了结果的时间,提高了模拟精度,并扩大了与其他Ansys产品的互操作性。


  • LightField是一种新的Ansys文件格式,有助于存储和共享光学系统中子结构的预计算中间模拟结果,从而缩短模拟时间,并允许供应商及其客户之间共享块盒,以提高性能和IP保护。

  • 表面属性插件功能,允许用C++或Python编写定制光学表面模型(包括第三方材料描述,如来自Ansys Lumerical FDTD)。

  • 包括参数管理器、预设管理器、UX增强功能和加速导入CATIA项目在内的多项生产力增强功能。

  • Speos现在提供GPU计算,很大地提高了模拟性能(基准测试表明平均速度提高了140到260倍),而准确度没有损失,并且具有之前没有的性能成本比。

  • 新的后处理功能可以更好地模拟动态场景效果,如卷帘和运动模糊。



光子学

2022 R1版本提供了强的功能,加快了结果的时间,提高了模拟精度,并扩大了与其他Ansys产品的互操作性。


  • Lumerical模拟现在与Ansys Cloud兼容。

  • Speos (BSDF和衍射光栅)的新表面模型创建允许您使用Speos人类视觉(beta版可用)考虑视觉感知效果。

  • 支持optiSLang工作流的更新,包括对显示应用的Lumerical堆栈的优化(beta版可用)。

  • Virtuoso和FDTD/MODE之间沟通布局数据的直接桥梁,支持直接参数提取和p-cell优化。

  • Ansys Lumerical INTERCONNECT和KLayout之间的新集成,实现了光子集成电路的布局驱动设计和仿真工作流。

  • 通过将具有电流和温度依赖性的测量或模拟增益光谱直接导入到Lumerical互连中,模拟自加热对PIC中固态激光器性能的影响。

  • 用于快速模拟具有周期性和表面图案的多层堆栈的RCWA解算器(beta可用)。


安全分析

在Ansys 2022 R1版中,Ansys medini analyze提供了新功能,进一步支持安全、可靠性和网络安全分析方法的高效整体应用。


该工具使客户能够符合新适用的行业领域标准。

  • 航空航天——受益于符合ARP4761(A)标准的故障分析,该分析结合了进一步改进的可用性。

  • 汽车-纳入新的ISO 21434(2021年8月发布)汽车网络安全分析。

  • 数字安全管理器-项目仪表板提供可配置的关键绩效指标,允许用户跟踪和遵循从实际项目数据中自动得出的安全项目进度。

  • FMEDA中的硬件和半导体可变性支持大大减少了向多个客户交付不同用户设计的工作量。



结构

2022 R1退出新产品Ansys Forming。Ansys Forming是一款一体化成形模拟软件,旨在利用LS-DYNA求解器的速度和精度,对钣金成形过程的每个步骤进行数字化设计和验证。


  • 通过AnsysMechanical中新的噪声、振动和粗糙度(NVH)工具包,增强了将测试和仿真数据关联起来的信心。用户可以轻松读取物理测试数据,并计算模态保证标准(MAC)来比较仿真数据和物理测试数据。

  • 将定向能沉积(DED)工艺模拟引入Ansys添加剂产品组合,提供预测宏观温度变形和应力的能力,以防止制造故障,并为改进添加剂制造设计提供趋势数据,包括零件定位和零件制造顺序。

  • 使用 Sherlock 的高保真 PCB 模型对印刷电路板 (PCB) 热性能的更多见解,现在可以导出到 Ansys AEDT Icepak 进行热分析仿真。

  • LS-DYNAsolver继续在很多领域添加令人兴奋的新功能,如专用等几何分析(IGA)、新材料和多物理应用的材料定律,可用于电池滥用建模、电生理学和很多其他领域。




ANSYS 产品系列 

一、结构仿真

ANSYS Multiphysics 多物理场仿真

ANSYS Mechanical 结构及热分析

ANSYS Structural 通用结构力学分析

ANSYS Professional 结构线性及热分析

ANSYS DesignSpace 设计人员快捷分析

ANSYS LS-DYNA 通用非线性显式动力学分析

ANSYS nCode DesignLife 疲劳耐久性分析

ANSYS Rigid Body Dynamics 刚体动力学分析

ANSYS AUTODYN 高度非线性显式动力学分析

ANSYS Explicit STR 瞬态非线性显式动力学分析

ANSYS AQWA 多体水动力学分析

ANSYS Fatigue Module 快捷疲劳分析

ANSYS BEAMCHECK 海工结构规范校核

ANSYS FATJACK 海工结构疲劳计算

ANSYS DesignXplorer 多目标设计

二、流体仿真

ANSYS FLUENT流体力学分析

ANSYS CFX 流体动力学分析

ANSYS ICEPAK 电子热分析

ANSYS POLYFLOW 粘弹性材料的流动模拟

TURBO SYSTEM 旋转机械分析

CART3D 飞行器外流分析

ANSYS BladeModeler 涡轮机械叶片设计

ANSYS TurboGrid 涡轮叶栅通道网格划分

三、电磁仿真

ANSYS SIwave 信号性分析技术

ANSYS Simplorer 系统设计仿真技术

ANSYS RMxprt 旋转电机设计工具包

ANSYS Designer RF 射频设计仿真技术

ANSYS HFSS 高频电磁场仿真分析技术

ANSYS Q3D Extractor 寄生参数提取计算技术

ANSYS Maxwell 低频电磁场仿真技术

ANSYS PExprt 变压器与互感器设计工具包

四、协同仿真与工程管理

ANSYS Workbench 仿真技术环境

ANSYS EKM 仿真数据管理系统

五、前后处理

ANSYS PrepPost 通用前后处理

ANSYS MeshMorpher 参数化网格变形

ANSYS Geometry interface

ANSYS DesignModeler 全参数化实体建模

ANSYS Composite PrepPost 复合材料前后处理

ANSYS SCDM 参数化直接建模

ANSYS Meshing 多学科仿真网格划分

ANSYS ICEM CFD CFD前后处理

 

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