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        隨著環境污染問題的日益凸顯，新能源車輛的研發和應用成為解決空氣質量問題的關鍵。隨著技術創新的不斷進步和國際市場需求的增加，中國新能源汽車產業已經進入快速發展階段，其研發周期日益縮短，CFD在其研發中也扮演著越來越重要的角色。

        由于整車幾何龐大而復雜，如何從前處理、仿真到優化實現高精度系統加速，是每個主機廠關注的問題。如何快速的完成 CFD 仿真分析優化成為業內關注的焦點，市場需要更精準、更快捷、更易于使用的 CFD 工具。

        本文將帶您了解一款僅需數小時實現整車前處理，輕松完成耦合式PBS到WMLES高精度求解，以及有AI加持的CFD軟件，下滑了解，還可免費參與專場直播，感興趣提前預約~

01 Cadence CFD

        2021年1月，Cadence宣布收購了 NUMECA International；同年4月，Cadence又宣布完成了對Pointwise公司的收購，Cadence Fidelity就是整合了Numeca和Pointwise這兩塊CFD軟件之后推出的全新的Cadence公司的CFD平臺，憑借從收購NUMECA和Pointwise獲得的專業知識和技術，Fidelity CFD結合了CFD工程師在簡化工作流程中模擬多物理場系統性能所需的所有先進技術。

        Cadence（楷登）產品群總監 Yannick Baux表示，Cadence Fidelity CFD（計算流體力學）是新一代高性能、高精度、多物理場仿真軟件平臺，適用于渦輪機械、航空航天、汽車、船舶等多個垂直領域。

統一用戶界面

        Cadence Fidelity 軟件平臺中所有的工具都采用統一的用戶界面，使用 Python API 實現從葉片設計到網格劃分再到仿真和優化的全流程方案，有助于提高生產力。高性能計算體現在 HPC 分布式網格劃分/求解、GPU 加速和 Cadence OnCloud 可擴展仿真三個方面。求解器包括 RANS、DES、LES，實現從低速到高超聲速流動仿真。

幾何清理和網格劃分，高效與質量兼得

        Fidelity CFD 軟件業界領先的幾何清理和幾何導入，支持 CAD、STL 等絕大多數文件格式，同時將 CAD 與葉輪機械拓撲、幾何結構與葉輪機械拓撲結構相關聯，實現 CAD 裝配零件樹狀結構的可視化；所有網格劃分和仿真參數都在拓撲結構上設置，還可以用相同的設置實現設計地快速替換。

實現更快、更準確的葉輪機械仿真

        Fidelity CFD 顯著提高了所有垂直行業的流體動力學性能和準確性，可實現所有流型下的快速收斂。其壓力基求解器針對泵、風扇、鼓風機、風力渦輪機、螺旋槳、壓縮機、汽輪機、燃氣輪機等；其密度基求解器擁有空間和時間上的二階精度；適用于大長寬比的網格，強大AMG線性求解器可以對邊界條件和連接做完全隱式處理，并可在結構化和非結構化算法之間切換，加速幾何多重網格收斂。

        Fidelity CFD 在突破傳統 CFD 求解器技術限制方面取得了重大技術創新，下一代高階流動求解器具有先進的流體湍流仿真，預測空氣動力阻力的能力比傳統 CFD 求解器高 10 倍。此外，高精度仿真的收斂時間可以從幾周縮短到一天以內。

設計優化工作流程

        基于 Concepts NREC 敏捷工程設計系統的葉輪機械初步設計，在多級軸向/徑向葉輪機械的設計與分析中融入了最先進的損失模型、交互式流道改型、葉片設計、滿足特定的設計標準的自動幾何調整、快速評估偏離設計點的性能曲線生成，以及最終三維幾何形狀的詳細設計。葉輪機械初步設計還可與三維 CFD 分析工具無縫集成。

        Fine Design3D 是一個多學科葉輪機械穩健設計優化工具，其獨特的 CAE 環境優化軟件融入了嵌入式設計系統、最先進的優化算法、敏感性分析、不確定性分析、多學科優化和穩健的設計優化能力。

02 Cadence Fidelity CFD前處理

        Cadence Fidelity還有一個神級應用，就是其CFD前處理，處理CFD前處理速度極快，并且生成的CFD網格質量非常高。有一位汽車行業的CFD技術專家曾感嘆，其幾年前在做本田技研項目的時候，發現本田日本總部一款整車CFD前處理所需要的時間僅為1.5天，且通過報告查閱發現，其網格質量非常高、計算精度也很高。按照當時國內整車CFD前處理的方式，最為迅速的解決方式就是使用wrapper功能進行包面處理，前處理所需時間約為5天，也是1.5天的三倍以上；如果使用手工處理，則一名工程師最少需要15天；后來通過交流發現，該款軟件就是【Cadence Fidelity】軟件。

        Cadence Fidelity的前處理AutoMesh由AUTOSEAL、POINTWISE、AutoGrid5、HEXPRESS四個模塊組成：

        AUTOSEAL是一個全自動、并行式極速完成洞縫搜索與幾何密封工具，能夠幫助工程師非常快地將粗糙的不封閉的CAD處理成密封幾何。從CAD或STL到密封幾何體不到一分鐘。

        Pointwise可以生成多塊結構網格、非結構網格和混合網格，支持導入多種CAD數據格式作為網格的生成基礎。可以對結構化網格進行更多的控制，構建多塊拓撲，允許結構化網格在流場的任何地方聚集，這使得CFD工程師更容易構建出高精度并且高性價比的結構化網格。Pointwise還擁有多種非結構化網格技術，這些技術繼續將結構化網格的控制和靈活性與自動化相結合，擅長對復雜模型生成高質量非結構網格。而且用戶可以從相同的圖形界面，輕松地在網格區塊間實現結構化網格到非結構化網格之間的來回切換，很容易地根據局部的精度要求來定制生成最適合的網格。Pointwise是CFD工程師處理高復雜模型CFD網格的利器。

        AutoGrid是一款自動生成完全結構化網格的利器，是當今葉輪機械和發動機設計的標桿，在幾分鐘內提供高質量的全自動多塊結構網格劃分。通過基于向導的工作流程，只需簡單點擊幾下鼠標， AutoGrid就能引導用戶從幾何體到網格的各種應用。

        HEXPRESS用來生成完全六面體或六面體主導的混合網格、可處理任意復雜幾何生成高質量的非結構化網格。高質量網格的生產速度比其他CFD產品快兩個數量級。

        并且Cadence Fidelity是一款很開放的CFD軟件，其前處理可以輸出CFD網格供其它CFD軟件包括STAR CCM+、Ansys CFD等求解器使用，而且Cadence Fidelity的前處理模塊可以獨立銷售，著實是CFD工程師的一大福音。

03 專場直播預約

        10月31日19:30，Cadence CFD 技術支持經理賈力平博士將帶您了解Cadence CFD如何實現整車僅需數小時而非數天的前處理、從耦合式PBS到WMLES高精度求解，以及有AI加持的優化技術系統加速方案。

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1??直播主題：Cadence CFD系統加速汽車多物理場仿真和優化方案

2??直播時間：10月31日 19:30

3??講師介紹：賈力平 博士Cadence CFD 技術支持經理，具有十多年的CFD軟件應用及行業經驗，特別是在復雜網格劃分、空氣動力學與水動力學仿真、數據中心仿真設計及運維等方面具有多年的從業經歷。

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技術鄰專注于工科技術社區，從最早的CAE技術社區（中國CAE聯盟）發展而來，在CAE領域有20年的教學和咨詢服務經驗。

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