ansys11.0 64位新版本在CAE 功能上引领现代产品(pǐn)研发(fā)科技,涉及的内容包括:高级分析(xī)、网格划分、优化(huà)、多物理(lǐ)场和(hé)多体动力学。
立足(zú)于拥(yōng)有(yǒu)世界上最多的(de)用户,ANSYS 11.0 不仅为当(dāng)前的(de)商业应用(yòng)提供了新技(jì)术(shù),而且在以下方面取得了显著进步:
· 继续开发和提供世界一流的求解器(qì)技(jì)术
· 提(tí)供了针对复杂(zá)仿真的多(duō)物(wù)理场耦合解决方(fāng)法
· 整合了ANSYS 的网格技术并产(chǎn)生统一的网格环境
· 通过对先进(jìn)的软硬件平台的支持来实现(xiàn)对大规模问题的高效(xiào)求解(jiě)
· 继续改(gǎi)进最(zuì)好的CAE 集(jí)成环境-ANSYS WORKBENCH
· 继续融(róng)合先进的(de)计算流体动力学技术

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加(jiā)速多步(bù)求(qiú)解
ANSYS VT 加(jiā)速器,基于ANSYS 变分技术,是通过减少迭代总步数(shù)以加速(sù)多步分析的数学方法。这包(bāo)括了收(shōu)敛迭代和(hé)时间步(bù)迭代或者二者的综(zōng)合(hé)。收敛(liǎn)迭(dié)代的例子是非(fēi)线性静态分(fèn)析,不涉及接触或塑性,而时间步(bù)迭代指的是线性瞬态结构分析,二者组合的(de)例子,非线性结构(gòu)瞬态或(huò)者热瞬态分析(xī)。
ANSYS VT 加速器(qì)提供了2-10X 的加(jiā)速比,允许(xǔ)用户快速重(chóng)新(xīn)运(yùn)行(háng)模型。具体的加速比受到硬件、模型和分析类型的(de)影响(xiǎng)。而且,这(zhè)个工具在非线性或瞬态分析(xī)的参数研究中可以(yǐ)获得5-30X 的(de)加(jiā)速(sù)。在使用ANSYS VT 加(jiā)速器之(zhī)前,用户可以作下(xià)列类型的(de)改进:
· 修改(gǎi)或者增加或移除载荷(约束不能更改,但是数值可以修(xiū)改)
· 材料和(hé)材料模型
· 截面常数(shù)和(hé)实常数
· 几何
ANSYS VT 加速器软件,使用ANSYS MECHANICAL HPC 的(de)授权,可以应用到结构循环对称模态分(fèn)析以及高(gāo)频电磁谐分析。ANSYS VT 加速器可以结合ANSYS DESIGNXPLORER VT 技术,实现更(gèng)快速的参数(shù)化(huà)研究。
网格变(biàn)形(xíng)和优化
对于很多(duō)单位,进行(háng)优化分析的最大(dà)障碍是CAD 模型不能重新生成,特征参数不能反映那些修改(gǎi)研究的几何改变。通过(guò)与(yǔ)ANSYS WORKBENCH 的结(jié)合,ANSYS MESH MORPHER
(FE-MODELER 的(de)新增加模块)可以实现这个功能,甚至更多。
通过网格(gé)操作而不是实体模(mó)型(xíng),ANSYS MESH MORPHER 对于来自于CAD 的非参数几何数据(jù),如IGES 或者STEP,以(yǐ)及来自(zì)于ANSYS CDB 文件的(de)网格数据,实现了模型参数化。将网格读入FE MODELER,并(bìng)且产生对应于该网格的(de)“综合几何”的(de)初次(cì)配置。在ANSYS 11.0,ANSYS MESH MORPHER 提(tí)供(gòng)了四种不(bú)同的转(zhuǎn)换:面平移、面偏置、边平移和边(biān)偏置。更多(duō)样(yàng)的配置可以通过以上(shàng)转(zhuǎn)换的组合实(shí)现。例如,一个圆柱表面的面偏置就等(děng)效于变(biàn)更其半(bàn)径。
这些转换决定(dìng)了目标(biāo)配置并(bìng)自动定义转(zhuǎn)换参数。一旦确定,这些转换参数可以(yǐ)通过ANSYS DESIGNXPLORER VT 拟合方法来拟合,如KRIGING 算法、非参数化退火算法和神经(jīng)网(wǎng)络算法等。一旦(dàn)拟合完成,可(kě)以使用ANSYS DESIGNXPLORER VT 中的能量优化技术找到最优值(zhí)或(huò)者执行6 SIGMA 分析设(shè)计。ANSYS MESH MORPHER 为仿真驱动的产品开发(fā)打破了优化障碍。
流固耦合
在ANSYS WORKBENCH 中(zhōng),ANSYS 和ANSYS CFX 技术(shù)的集成取(qǔ)得了更大的进步(bù)。在11.0 的ANSYS WORKBENCH 环(huán)境中,用户可以完整地建立、求解和后(hòu)处理双向(xiàng)流固耦合仿真(zhēn)。最新的(de)版本也提供了单一(yī)后处理(lǐ)工具,可以用更少的时间获得复杂多物(wù)理问题的(de)解决,并且扩展了(le)仿(fǎng)真的应用领域。
利用ANSYS CFX 软(ruǎn)件的(de)统一网格接口可以(yǐ)在ANSYS 和(hé)ANSYS CFX 之间(jiān)传递FSI 载荷(hé),所有流固耦合问题的结果的鲁棒(bàng)性(xìng)和(hé)精度获(huò)得了改进。界(jiè)面载荷传递技术的突破,很明(míng)显(xiǎn)的好处就在于让(ràng)同一团队的FEA 和CFD 专家共享信息更方(fāng)便。在11.0 中流固耦合的领域也得到了(le)扩(kuò)展。
涡轮系统一体化解决方案
ANSYS WORKBENCH 环(huán)境提供了旋转机械设计过程所(suǒ)需的几何设计和(hé)分析(xī)的集成系统。ANSYSWORKBENCH,作(zuò)为高级物(wù)理问(wèn)题(tí)的集成平台(tái),能够让(ràng)设计人员建立旋转机械的模(mó)型,比如水(shuǐ)泵、压缩机、风扇、吹风机、涡(wō)轮(lún)、膨胀器、涡轮增(zēng)压器和鼓风(fēng)机。ANSYS 解决(jué)方案集成到设计过程(chéng),从而消除了中性文件(jiàn)传输(shū)、结果变换和重分析,使得CAE过程几周内就(jiù)完(wán)成了。
涡轮(lún)机械设计过程的第(dì)一步就是使用初始尺寸以获得概(gài)要设计(jì),指定(dìng)性能准则和(hé)尺寸约束。在11.0 中,ANSYS BLADEMODELER 中集成了PCA 工程有限公司的专(zhuān)用于离心(xīn)压缩机和水泵的(de)初始尺寸软件。VISTA-CC 是一个快速(sù)主乾设(shè)计程序—只(zhī)需(xū)要压缩机的质量(liàng)流量、压力比和几何约(yuē)束,就可(kě)以获得压缩(suō)机草图、 叶片和出口角(jiǎo)度(dù)、速度三角形。它也提供了无量纲的性能参数,比如设计决(jué)策所依(yī)赖的额定转速和额定流率。
统一网(wǎng)格(gé)技术
ANSYS 11.0 提供(gòng)给(gěi)用户新的(de)统一(yī)分网(wǎng)环境,帮助用户实现基(jī)于物理的网格划分解决方案,例如机械、电(diàn)磁、CFD 或者显式仿真。来自于ANSYS、ANSYS ICEM CFD 和ANSYS CFX 的一流网格几(jǐ)乎(hū)已经延伸到ANSYS WORKBENCH 中,综合多种算法的优势,提供一(yī)个智能的、灵活且鲁棒的网格划分能力。
基于预定义的物理过滤器,各(gè)种控制自动定义了,比如网格尺(chǐ)寸(cùn)、网格过渡、网格均匀性、划分速度(dù)、网(wǎng)格质量和曲率的细化(huà)控(kòng)制等。如果(guǒ)必要(yào),高(gāo)级(jí)用(yòng)户(hù)控制选项可用来使用(yòng)。划网(wǎng)的智能特性提供了灵活的附加控制,帮(bāng)助初(chū)级用户为(wéi)了改进求解速(sù)度或者精度而得到适合于(yú)物(wù)理问(wèn)题的(de)良好网格(gé)。多重网格控制方(fāng)法,以(yǐ)及高级选项(xiàng),提供了备份网格划(huá)分方法以(yǐ)改善网格划(huá)分(fèn)的整体鲁棒性。
在11.0 中(zhōng),共(gòng)同网格对(duì)象已经(jīng)实现了,为多个应用之间的交互提供了附(fù)加的灵活性(xìng)。这为求(qiú)解(jiě)器(FSI、隐式/显式等)之间的交互提供了增强的双(shuāng)向通讯。同时也提供(gòng)了网格划分的统(tǒng)一方法。这个共同网格对象保(bǎo)证了在ANSYS WORKBENCH 框架(jià)中集成第三方的(de)划网功能。
ANSYS ICEM CFD 和AI ENVIRONMENT 11.0 中的创新在于多(duō)区域体(tǐ)网格划分工具,可用于空气(qì)动力学中。新的(de)网格(gé)划(huá)分(fèn)方法提供了对块(结构网格(gé)方法)的灵(líng)活性和控制(zhì),易于(yú)使用的(de)自动(非结构(gòu)化)网(wǎng)格方法。半自(zì)动多区网(wǎng)格算(suàn)法(fǎ)允许用户在面和体上(shàng)对网格进行总体控制,边(biān)界(jiè)上通过映射或者扫描块提供了纯(chún)六面体网(wǎng)格,而内部(bù)过渡到四(sì)面体或者六面体为主的(de)网格。映(yìng)射、扫描和自由划(huá)分技术为模型(xíng)中最(zuì)重要区域(yù)的结构化六面体网格(gé)划分提供(gòng)了自(zì)由,可以保证用较(jiào)少的(de)精力得到高质量的自动化网(wǎng)格。
ANSYS ICEM CFD 和AI ENVIRONMENT 11.0 产品也回答(dá)了古老的问题(tí):“我应该(gāi)用四面体划网还是花更多(duō)的时间用六面体(tǐ)划网”。相(xiàng)对于传统的四面体网格算法(fǎ),新的体-拟合笛(dí)卡儿划网方法可(kě)以帮你用更少的(de)时(shí)间(jiān)划分纯六面体网(wǎng)格。包含(hán)四(sì)面体和金字塔形(xíng)状的(de)混合网格划分(fèn)方法减少了(le)限制(zhì)并且提供了更容易的方法编辑网格。这(zhè)个(gè)方法产生的六面体网格的统一性更适合于显式碰撞分(fèn)析或者任何六面体网格(gé)更适(shì)合(hé)的分析。
线性(xìng)和非线(xiàn)性动力学(xué)
在11.0 中,ANSYS 巩固了(le)它(tā)的高级动力(lì)学分析能(néng)力并扩展到ANSYS WORKBENCH 中(zhōng)。线性(xìng)和(hé)非(fēi)线性结构动力学和应力分(fèn)析,现在已经无缝(féng)的集成(chéng)到了ANSYS WORKBENCH 仿(fǎng)真环境中。使得刚体(tǐ)和柔体(tǐ)的频率响应和时间历程动力学(xué)集成在一(yī)起。在一次设置中(zhōng),用户现在能够选(xuǎn)择一系列的力学(xué)行为:线性、高级非(fēi)线性;完全刚体和完全柔体以及(jí)他们的组合。其他特(tè)征包括(kuò)支(zhī)持简单(dān)和(hé)复杂的(de)连接和约(yuē)束,基于几何的自动连接侦(zhēn)测,非线(xiàn)性(xìng)材料和接触、运动学分析以及与CAD 系统的相关性。
扩(kuò)展的ANSYS 动力学使得以下分(fèn)析更为理想:
· 交(jiāo)互式(shì)的零件和(hé)装配体连接(jiē)的定义和验(yàn)证
· 纯(chún)刚体假设下的装配体动(dòng)力学响应
· 纯(chún)刚体假设的潜在缺陷的识别
·在CAD 系统或者ANSYS DESIGNMODELER 中的参数化模型的快速WHAT-IF研(yán)究
通(tōng)过以下技术(shù),ANSYS 用户现(xiàn)在(zài)可(kě)以用刚体/柔(róu)体多体动力学仿真方(fāng)案进行产品(pǐn)开发:
· 一致的ANSYS WORKBENCH 仿(fǎng)真
· 刚体到柔体的转换
显式动力学(xué)
ANSYS AUTODYN 软件(jiàn)是与众不同的(de)通用(yòng)的显式分析工具,适合于固体(tǐ)、流体和气体及其交互的(de)非线(xiàn)性动力学(xué)模拟。在11.0中(zhōng),ANSYS AUTODYN 第(dì)一次(cì)作为ANSYS WORKBENCH 环境下的集成工具(jù)。ANSYS AUTODYN与ANSYS MESHING及ANSYS的紧密结合,提供了一个只有通过(guò)显式动力学(xué)结(jié)果才可以做出快速决策的环境(jìng)。
ANSYS AUTODYN 的图(tú)形化界面易于使(shǐ)用(yòng)并且完全集成(chéng)进入(rù)ANSYS WORKBENCH,可以建立、运行和后处理如下的问题:
· 关联(lián)来自于CAD 工具或者ANSYS DESIGNMODELER 的实(shí)体几何
· 计算(suàn)结(jié)构动力学的(de)有限元求(qiú)解器
· 快速CFD 的有限体积(jī)求解(jiě)器(qì)
· 高速、大变形(xíng)和破碎(suì)的无网格粒子求解(jiě)器
· 解决包括FE、CFD 和SPH 耦合的多物理场耦合
· 结(jié)合(hé)本构响应和耦合热(rè)动力学的材(cái)料模型(xíng)
· 在共享和(hé)分布(bù)式内存系统上的串(chuàn)行和并行计(jì)算