航天CAE技术

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航天工业对CAE技术具有全面的需求，它涵盖了计算结构力学、计算流体力学、计算电磁学等诸多学科专业。ANSYS作为活跃在航天工业中高端CAE软件的佼佼者，针对现代设计方法对CAE技术的需求，发展出大量的独有特色，引领着现代航天CAE技术的发展。

多物理场仿真

航天工业可以说是CAE技术发展的摇篮，各种CAE技术正是在以航空、航天工业为主的实际工业应用的推动下，在不到半个世纪时间里迅猛发展起来的。航天CAE技术涵盖了计算结构力学、计算流体力学、计算电磁学等诸多学科专业，而象火箭、导弹等大型工业产品的设计对这几个学科专业都有强烈的耦合场分析需求。一般的CAE软件通常都只能解决某个学科的问题，用户需要配置一系列由不同公司开发的、具有不同应用领域的软件组合起来以解决其实际工程问题。这不但增加了用户投资，而且很多耦合场问题会由于不同软件间不能有效准确地传递数据而无法真正实现耦合仿真计算。能否真正完成全面耦合场分析，已经成为现代CAE软件所追求的目标。

ANSYS软件作为融结构、电磁、热、流体分析技术于一身的强大仿真系统，以先进的分析技术和理念引领着多物理场仿真的发展方向。她不但拥有为业界认可的强大的单场分析模块，而且能够通过多场耦合处理工具，在统一模拟环境、同一数据库中进行复杂的多物理耦合分析。由于出自同一家公司的模块，数据传输不存在瓶颈，各场之间的耦合分析能力是任何一家CAE技术提供商所不能企及的。“Multiphysics”是ANSYS公司的独有词汇。

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自动探测装配

现代CAE技术可以对相当大规模的航天计算问题进行分析，这种分析可以是复杂的接触问题（在CAD中称为“装配”）。装配体的分析模拟是公认的最尖端的CAD/CAE技术之一，这项技术使得人们得以精确地预测一个多零部件结构的性能。装配问题的复杂性成就了ANSYS在这个领域领导地位。

利用仿真手段可以对具有大量零部件的虚拟样机整机进行虚拟试验。但是由于零部件的装配在CAE中需要进行“接触”分析，而接触分析需要建立接触单元。此过程在其他CAE软件中采用手工方式完成，一个虚拟整机的建立所需要的时间令人不可接受。因此，CAE软件的自动探测装配关系的能力决定了能否真正进行虚拟样机性能仿真，是发挥CAE软件作用的关键技术。

针对装配结构有限元模拟的实际问题，ANSYS除了提供了强大装配结构模拟能力外，对接触自动检测功能尤为重视，在导入CAD模型时自动探测装配关系，同时完成“接触”单元的建立，将人为干预最小化，由千万个零件构成的虚拟样机可在很短的时间内完成建模。

装配问题的复杂性成就了ANSYS在这个领域领导地位。当其他CAE软件的用户为建立接触单元而斗争的时候，ANSYS的用户已经把目光聚焦在了虚拟样机本身的性能上。

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双向参数互动

CAE软件必须可直接使用CAD生成的模型已经成为业界共识。目前，更多的CAE软件一直在延续使用“模型数据单向传递”方式。为了满足现代并行设计、快速设计的要求，ANSYS引入“双向参数互动”技术。双向参数互动技术已成为是现代产品设计中的关键技术。

双向参数互动是指：CAD模型传到CAE软件后，CAE软件继承CAD模型的原有参数；CAD修改模型参数之后，CAE软件只需刷新即可得到来自CAD模型的新参数，从而更新模型，但CAE软件中的网格和载荷设置不发生变化，可直接求解；CAE软件可直接根据分析结果对设计参数直接进行必要的修改，或利用优化设计功能得到最优设计参数后，在CAD中只需刷新操作便更新模型。

ANSYS使用CAD模型时，是在ANSYS环境中建立CAD模型的“链接”或“影射”，本质上讲是与CAD系统资源共用，使用同一个CAD模型，因而不存在其他CAE软件的CAD接口经常发生的“丢失信息”的现象，而“双向参数互动”在此模式下则成为自然而然的事情。

现代飞机设计已经实现“无图纸”设计，利用ANSYS双向参数驱动的独特技术，可以将CAD样机的模型完整读入，真正实现了飞机结构、气动、飞控等多学科设计与优化过程的“主模型共享”：以CAD模型为主模型，形成各个学科的“虚拟样机”以取代传统的“物理样机”，从而提高飞机研发效率。

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顶级网格雕塑

随着流体动力学（Computational Fluid Dynamics,CFD）分析技术在实际航天工程设计中的深入应用，CFD所面临的几何外形和流场变得越来越复杂，网格生成作为整个计算分析过程中的首要部分。对新的设计外形而言，将CFD分析结论和实验结果进行快速对比是研发人员的强烈愿望。因此，复杂外形网格生成的自动化和及时性就成为应用空气动力学、计算流体力学最具挑战性的任务之一。ANSYS提供的“网格雕塑”技术可大大节省使用者的工作时间又能创建优质网格。

CFD分析技术对网格的要求非常苛刻，没有优秀的网格划分工具，对复杂模型创建优质的网格是艰巨的工作，而当今世界主流CFD软件的用户皆使用ANSYS公司的ICEM CFD软件作为网格剖分工具。


ANSYS ICEM CFD被誉为世界“网格雕塑技术泰斗”，不仅提供了强大的网格剖分和质量调优能力，而且可以读写世界所有知名的分析软件格式。
ICEM CFD在网格剖分方面提出“雕塑”的概念：任意复杂的几何体总可以在区域上划分为多个块体（block）的组合。使用者只需对块体划分网格，然后投射到复杂表面上。所有的网格形态在没划分之前就确定，而不像其他软件采用的“堆砌法”，网格在没“堆砌”完成之前无法确定网格形态。
ICEM CFD不但提供了强大的网格“雕塑”能力，而且可以读写世界所有知名CAE/CFD/CEM软件的网格格式。航天行业的企业和研究所通常拥有多种CAE/CFD/CEM，ICEM CFD技术为这类企业提供了统一的网格解决方案，省去使用者在多种软件之间切换的苦恼。

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解读仿真模型

中国航天企业和研究所通常会拥有多种商业CAE程序，与别人的协同工作是日常工作的一部分。协同工作过程中，经常需要从别人那里得到某个软件生成的CAE模型。一个复杂的CAE模型可能蕴含大量信息，当你打开别人的复杂模型时会一片茫然。人工解读这些信息可能会花费大量的时间，ANSYS CAE模型解读技术将除却分析工作中的羁绊。

针对多种CAE软件带来的困扰, ANSYS开发的CAE模型专用解读技术可以快速解读CAE模型，快速提取复杂仿真模型中的有用信息，形成CAE信息关键词列表和解读报告，并图示关键词对应的模型。大大缩短了分析人员对模型的熟悉过程, 对整个设计生产率的提高具有很大的帮助。

通过对模型的快速解读, 有助于分析人员在很短时间内获取有限元模型信息，达到有限元模型信息的了解、确认和检查等目的，不但缩短分析人员对复杂模型的熟悉过程，而且确保模型的正确性。对于同时存在多成CAE软件的客户，不同CAE软件之间模型可以任意转换，实现有限元重复模型的重复利用，不但避免重复建模的工作，同时也实现多种CAE软件协同工作，实现模型标准化和数据源的单一性。

作为ANSYS协同仿真环境中各种异构CAE技术整合的一项重要技术,仿真模型的解读不但实现了企业不同CAE系统的协同, 对实现围绕仿真工作的统一平台具有重要意义。

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“死网格”再生术

在优化设计时我们通常需要经过“修改CAD模型—>CAD模型导入CAE—>修复导入模型—>划分网格—>施加边界条件—>求解—>结果评价”的多次冗长循环。没有几何模型、只有网格时称为“死网格”，因为你不能从这些网格入手修改设计。当在外协过程中接受来自别人的网格时，得到“死网格”的可能性非常之大！“死网格”除了存档之外没有其它价值。 ANSYS提供的paramesh死网格再生技术可以像参数化CAD模型那样灵活地修改纯网格模型，将使此循环简短高效，免去曾经耗时费力的环节。

该技术允许用户脱离原始几何模型，直接基于已有有限元模型，建立局部或者全局网格变形区域的拓扑参数，通过参数赋值变化控制网格模型的随移变形，实现基于纯网格模型的设计变形。

当需要修改设计模型并在此求解时，无需再经历一遍从“修改CAD模型”到“施加边界条件”的冗长过程，可直接改变网格，再次投入求解，使优化循环简短高效。在这一过程中，即便是CAD模型没有参数化，你仍然轻松完成多种方案的对比研究。

“死网格”再生术是ANSYS协同仿真环境中CAE技术整合技术之一。通过建立参数化网格模型，将死网格活起来！尤其对于火箭或导弹等大型复杂设计需要大量外协的航天设计部门可谓意义巨大。

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变分优化技术

CAE分析的最终目的是对设计提出满足工作要求的修改意见。大多数CAE软件都提供优化设计功能以满足这样的需求。程序自动根据分析结果和设计要求、在特定优化算法的帮助下自动修正设计，经过多次迭代而获得优化的设计结果。设计变量越多，需要迭代的次数越多。对于火箭或导弹这样的大型复杂产品，不但单次计算时间长，而且设计自变量多，经典优化方法的计算时间太长，几乎不能达到优化目的。为此，ANSYS提出新的优化概念和优化技术：变分技术（VT技术）。

变分优化技术深入到CAE程序内核，在矩阵生成层次利用变分技术、网格随移等高级技术，将CAE矩阵参数化，从而使CAE方程参数化。采用这种优化方法，无需对模型进行大量的迭代计算，只需一次求解就可以得到整个设计空间的响应结果，并且快速获得最优设计。不论设计自变量有多少，这样一次求解时间都是普通有限元求解的3~5倍。因此，设计自变量越多，优势体现越明显。

ANSYS DesignXplorer VT所采用的正是这种技术。她将CAD系统的设计参数集成到分析过程中，通过建立设计空间，使设计人员可对产品性能进行深入的研究，并提供了直观的工具迅速选择到优化的设计方案。当实际工程需要多个优化目标时，DesignXplorer VT能帮助产品多项指标皆趋向于最好，而不以某项指标达到最好而无视其它需要，从而达到各项优化指标的折衷与平衡。

vehicle

顶级网格雕塑
在结构分析时能用吗？

jon

原帖由 vehicle 于 2006-8-8 10:15 发表
顶级网格雕塑
在结构分析时能用吗？

厉害，画得很漂亮，估计转化一下，应该可以导入结构分析软件里面

superjiao

“Multiphysics”是ANSYS公司的独有词汇。这句话说的欠妥，或者就是胡吹，这样的词汇多少年前就有了，并且软件的实现上也不是ANSYS一家能做到的，ansys不能做的事情太多了 ，说话不要太满

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原帖由 superjiao 于 2007-6-16 02:10 发表
“Multiphysics”是ANSYS公司的独有词汇。这句话说的欠妥，或者就是胡吹，这样的词汇多少年前就有了，并且软件的实现上也不是ANSYS一家能做到的，ansys不能做的事情太多了 ，说话不要太满

宣传性的东西，必然存在这个问题，大家了解就可以，没有必要深究

jack19991

路过，看样子高人不少啊:lol