前處理可實現(xiàn)提升10倍的生產(chǎn)率

海克斯康工業(yè)軟件Cradle CFD讓工程師能夠通過下面列出的各種仿真功能來設(shè)計最佳實踐。

CFD工程師經(jīng)常遇到不完美或“臟”的CAD數(shù)據(jù)、求解時間（計算速度）和精度方面的挑戰(zhàn)。因此，他們通常需要花費大量時間清理不完美的CAD數(shù)據(jù)。

Cradle CFD獨特的CFD網(wǎng)格劃分技術(shù)有助于消除處理臟的CAD數(shù)據(jù)的需要，從而將生產(chǎn)率提高10倍。Cradle CFD由兩個模塊/求解器組成：

? scFLOW適用于需要極高精度的應(yīng)用

使用scFLOW中新的體素擬合網(wǎng)格方法/算法，可以直接從不完善的CAD數(shù)據(jù)生成CFD網(wǎng)格。該算法可以在網(wǎng)格劃分過程中自動修正不封閉的CAD模型，薄間隙，重疊和其他缺陷。

? scSTREAM適用于邊界層精度不高的應(yīng)用

scSTREAM利用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，幾乎不需要CAD清理，可以有效地處理包含數(shù)千個零件的非常大的模型;更不用說快速網(wǎng)格劃分，低內(nèi)存使用和出色的計算速度。

圖：Cradle CFD結(jié)合海克斯康硬件在建筑領(lǐng)域的解決方案

基于AI/ML的實時數(shù)字孿生（降階建模–ROM）

工程決策可以成就或破壞新產(chǎn)品的推出。通過仿真即時洞察設(shè)計決策的影響，將有助于工程師基于對產(chǎn)品性能的物理理解做出更好/合理的決策。雖然95%的工程經(jīng)理認為工程仿真有利于產(chǎn)品開發(fā)，但缺乏專業(yè)知識、復(fù)雜性和所花費時間等挑戰(zhàn)可能會起到威懾作用。使用機器學習（ML）可以通過將模擬生成的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為智能決策來幫助解決這個問題。

Cradle CFD與海克斯康基于AI/ML的ODYSSEE ROM軟件集成，可實現(xiàn)實時計算、靈敏度分析、設(shè)計優(yōu)化和設(shè)計魯棒性研究。例如，使用ROM進行室內(nèi)空氣質(zhì)量評估可以幫助使用干式過氧化氫（DHP）設(shè)備在隔離室中實現(xiàn)去污離子和微生物減少。

此外，雖然CFD仿真是評估室內(nèi)穩(wěn)態(tài)瞬態(tài)DHP濃度的有效方法，但計算成本高。ROM模型開發(fā)基于Cradle CFD和ODYSSEE快速預(yù)測濃度值，并提供DHP濃度對設(shè)計參數(shù)的靈敏度。

例：

如下圖所示，生成了11個設(shè)計變量、8個輸出響應(yīng)和40個DoE采樣點用于訓(xùn)練ROM。此外，還生成了6個DoE采樣點用于ROM驗證。ROM在房間內(nèi)點位置生成DHP濃度的穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)預(yù)測以及3D繪圖/動畫。ODYSEE ROM在幾秒鐘內(nèi)預(yù)測了所有輸出響應(yīng)（包括4個穩(wěn)態(tài)DHP值和4個瞬態(tài)DHP響應(yīng)的3600點）（預(yù)測6個驗證案例需要5秒）。相比之下，等效的CFD模擬大約需要四個小時。

圖：Cradle CFD結(jié)合3D-ROM快速預(yù)測三維仿真結(jié)果示意圖

使用AR/VR實現(xiàn)可視化

研究表明，預(yù)計工程領(lǐng)域?qū)⒊蔀樵鰪姮F(xiàn)實(AR)應(yīng)用的第三大領(lǐng)域，僅次于視頻游戲和醫(yī)療保健，到2025年將達到47億美元的市場規(guī)模。增強現(xiàn)實可以幫助提高客戶參與度，并在研發(fā)以及運營和維護期間提供更好的展示效果。

海克斯康的解決方案使設(shè)計仿真工程師將有效地AR集成到設(shè)計過程中。例如，工作流可以如下所示：

? 從徠卡的3D掃描開始，因為70%的現(xiàn)有建筑沒有3D模型。

? 使用Cyclone3DR進行CAD重建，使用BrisCAD添加BIM數(shù)據(jù)集管理

? 在Cradle CFD中模擬HVAC氣流和溫度分布

? 通過Cradle XR嵌入MyVR技術(shù)實現(xiàn)AR可視化

通過這種方法，工程師不僅可以展示房間中空氣未有效換氣的區(qū)域，還可以幫助確保氣流不會污染建筑物中的特定區(qū)域。

圖：從3D掃描到室內(nèi)仿真，AR\VR展示的智能建筑解決方案

多物理場耦合解決方案

一般來說，Cradle CFD可以實現(xiàn)與來自不同領(lǐng)域的其他海克斯康軟件工具（如多體動力學，線性和非線性FEA有限元軟件以及聲學）的單向或雙向強耦合。耦合通常通過協(xié)同仿真平臺實現(xiàn)，例如MSC CoSim，該平臺允許用戶探索兩個物理場以上的多個物理場仿真。

特別是，Cradle CFD可以與通用聲學軟件Actran結(jié)合使用。Actran提供強大的氣動聲學和振動聲學分析功能，以及耦合氣動振動聲學的創(chuàng)新功能，允許模擬與HVACR相關(guān)的分析，如風扇噪音。

氣動聲學分析可以通過使用從Cradle CFD獲得的氣動聲源，輸出到Actran進行聲學仿真。例如，可以使用從穩(wěn)態(tài)RANS分析中獲得的流場來生成聲源，并用SNGR（隨機噪聲產(chǎn)生和傳播）方法進行分析。

同時Cradle CFD的scFLOW提供氣動聲學分析，試用于自由場氣動噪聲。為了模擬聲波反射、阻尼和吸收等聲學效果，用戶需要與Actran進行協(xié)同仿真。

scFLOW2Actran,是scFLOW的流體分析和Actran的聲學分析之間進行氣動-聲學耦合分析用平臺，只需要在scFLOWGUI上進行操作就可以實現(xiàn)流體仿真到聲學仿真，包括自動傳遞數(shù)據(jù)，自動調(diào)用聲學模塊進行聲學分析等功能。協(xié)同仿真工具scFLOW2Actran認為是為scFLOW用戶盡可能簡單、流暢地使用，實現(xiàn)氣動聲學仿真目的。