Ansys Discovery:設計工程師的仿真工具

作為一名設計工程師,你是否遇到過在多個方案選擇前束手無策?作為一名結構工程師,你是否也有被項目經理的deadline壓得喘不過氣的時候?

我們都知道仿真技術在產品開發初期產生的效果更佳,但現實卻難以做到:

“模型還沒做完哪有時間搞這些”

“交給分析工程師?他那分析的活排的挺長,得等到猴年馬月


面對上述難題你缺的只是這把設計利器——Ansys Discovery,它是為設計工程師量身打造的“小李飛刀”,賦予工程師想象力和直覺的設計工具,讓仿真時間比思考的時間還短!

在此之前,你或許可以從Lifecycle Insights首席分析師Chad Jackson的解讀中了解更多關于如何通過實時仿真分析改進設計。

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Ansys Discovery Live借助其新型穩態流體求解器能夠快速求解熱混合場景和參數化研究

 

仿真分析方法主要應用于工程領域,為了加快創新并大幅降低研發成本。這些仿真方法在不斷發展的同時,也逐步涌現出一系列新的解決方案,例如:

  • 多物理場仿真分析

  • 仿真自動化

  • 仿真數據管理

  • 物聯網(IoT)領域基于仿真的數字孿生

接下來我將重點介紹一項關鍵技術,其顯著改變了全球工程師使用仿真驅動設計的流程,幾近實時仿真分析。

傳統的仿真分析流程

在傳統的仿真驅動設計流程中,工程師需要對整個設計生命周期過程開展各種分析。在分析過程中,工程師或分析師會對設計進行修改、運行分析,并根據結果做出決策。

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傳統仿真分析的第一步是創建或修改設計的幾何結構

雖然分析師已經使用高級的前處理和后處理工具,并且工程師也使用了簡化的計算機輔助設計(CAD)集成分析工具,但上述的設計流程多年來基本保持不變。

傳統分析流程的主要步驟包括以下:

  1. 創建或修改幾何結構:工程師創建或修改設計的幾何結構,在此步驟中,他們可以修改、簡化或抽象化設計。

  2. 定義載荷和邊界條件:完成幾何結構的調整后,工程師必須為仿真定義載荷和邊界條件。例如,可以定義結構載荷和熱約束。

  3. 創建或更新網格:工程師或分析師定義網格參數并生成網格。隨著自動網格劃分器的發展,該步驟的難度在一定程度上得以降低,自動網格劃分器可以根據幾何結構的變化實現自動更新。

  4. 選擇/啟動求解器:工程師需要為當前的工程分析選擇最為合適的求解器,然后,工程師手動按下按鈕以運行流程。

  5. 查看并評估結果:工程師查看、詢問并解讀分析結果,然后決定是否再次運行分析。

因為涉及大量手工操作步驟,所以傳統的分析流程很容易被中途打斷,從而導致無法快速審核仿真結果。

實時仿真分析流程

在過去幾年里,多項研發成果的涌現徹底顛覆了傳統仿真分析方法,并實現重大推進。這些改進通過使用近實時流程替代傳統分析的離散步驟,使各步驟之間的界限變得模糊。

 

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Ansys Discovery Live可提供幾近實時仿真

 

前面所述的2個步驟(創建或修改幾何結構、定義載荷和邊界條件)在實時仿真流程中合并成1個步驟。工程師或分析師可以改變設計參數并設置仿真輸入,實際上,用戶能夠在開發幾何結構的同時,定義設計的運行環境。

在用戶輸入以上信息后,接下來的2個步驟(創建或更新網格、選擇或啟動求解器)可以自動觸發,接著將初步結果以不斷提高的精度,迭代呈現給用戶。因為整個流程可以自動運行,并能靈活適應設計或仿真輸入的任何變更,因此,無需過多的操作或者對模型進行網格剖分。

 

實時仿真分析對用戶的現實意義?


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Ansys Discovery Live引入了一種用于創成式設計的交互拓撲優化工具

 

從用戶角度來看,實時仿真分析可帶來更大幅度的靈活性。例如,在仿真結果出現時,用戶可以通過處理幾何結構或材料選擇來修改設計,甚至還可以修改仿真輸入。

分析過程完成后,用戶能夠持續查看并評估結果,當這些結果顯示在屏幕上時,用戶可以進一步修改,然后,仿真結果會自動更新。這一激動人心的研發成果讓用戶能夠立即看到修改對設計性能的影響。簡言之,工程師和分析師能夠實時地與仿真結果交互,這有利于交互式設計的探索。

此外,工程師還可以清晰地了解不同設計變量對仿真結果的影響,以便能夠進一步優化設計。由于查看仿真結果的路徑被極大地簡化,用戶能在更短的時間內測試更多設計迭代。因此,這種幾近實時分析技術能為創新留出更多時間,從而讓工程師可以對新概念開展可行性研究。

簡而言之,交互式設計探索能夠推動產品快速創新,這不僅有助于工程師在更短時間內做出更好的設計決策,而且能推動企業不斷創新并加速向市場推出新產品。

作者:Chad Jackson(Lifecycle Insights首席分析師,Ansys Blog特邀博主)

 


ANSYS系列直播錄播

ANSYS官方聯合技術鄰,為了配合ANSYS 2020 R1新品發布會,同時為了讓廣大用戶深入了解此次新版本功能,便于大家學到最新的仿真技術在前沿行業的應用,精心打造了30天網絡學習計劃。


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