行業(yè)：汽車

    挑戰(zhàn)：模擬冷卻液通過汽車水泵的流動情況

    Altair 解決方案：采用AcuSolve進行流體仿真

    優(yōu)點：高精度；大幅度減少實驗測試費用 ；對預測能力增強信心

    背景介紹 

    Cooper Standard在19個國家共有22000名員工，為汽車工業(yè)供應流體輸送系 統(tǒng)、密封系統(tǒng)、外飾系統(tǒng)、熱吸排氣系統(tǒng)和AVS系統(tǒng)。機電部門是Cooper Standard 北美分公司的高級研發(fā)部門。它的目標是協(xié)調電子控制和機械系統(tǒng)，通過按需輸送 流體和減小傳統(tǒng)系統(tǒng)中的能量損失提高了整車效率。 

    為了設計新型水泵，CAE工程師Tom Lincoln采用計算流體動力學（CFD）軟 件來模擬冷卻液在裝置中的流動。他和他的團隊早在2003年就開始使用CFD仿真 軟件，并且CFD仿真已成為他們部門產品研發(fā)中重要的組成部分。    

    挑戰(zhàn) 

    很多年來，Lincoln一直沿用某種CFD軟件解決方案并可以獲得精確的結果，但 是每次CFD仿真的耗時十分巨大，致使研發(fā)團隊不得不考慮減小方案的數(shù)目。

    仿真結果一般在產品研發(fā)后期才能得到，而這時改變設計是不容易實現(xiàn)的。另外以前使用的CFD軟件的許可證機制限制了團隊在項目上的合作以及對很多種方案的評估。“我們之前使用的CFD軟件按核數(shù)收費，”Lincoln解釋說，“所以即使我的筆記本有4個核數(shù)，但我卻每次只能使用1個或2個核。我們需要1個月來完成模型的建立、計算和分析。”     

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    “我很驚訝AcuSolve的速度是那么快，我可以在一周內完成40種帶有4到5個部件的不同設計。然而使用之前的CFD軟件則需要花費一個月。由于AcuSolve的精確性，我們對仿真能力充滿了信心。”  

                                                                                                               Tom Lincoln 

                                                                                                               CooperStandardCAE工程師                                                                                                              

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    解決方案

    當JeffDavis成為北美CooperStandard技術工程副總裁并在原廠商領導了類似項目后，Lincoln發(fā)現(xiàn)了一種更好的方法。“他引領我們調研Altair的產品，因為他之前有很多年與Altair良好的合作體驗，”Lincoln回憶到，“Altair提供了技術支持，并有效地通過標準測試來評估AcuSolve。”

    引進AltairHyperWorks高端的CFD求解器AcuSolve，并轉換到CooperStandard團隊中來主要是由于Altair HyperWorks許可證機制，一種基于unit的許可證機制使用戶需要使用軟件時調用unit，而不需要時可以釋放unit，大家可以共享軟件而不需要在每臺工作站上都安裝許可證。“這種許可證機制是我們采用AcuSolve的主要驅動力，”Lincoln說，“不同的計算機都可以調用同一許可證，當我們不使用AcuSolve時，我們可以不需要任何額外的費用去使用MotionSolve或 RADIOSS。我們不再在軟件方面顯得捉襟見肘。”

    Lincoln與Altair團隊合作研發(fā)了一種基于AcuSolve的定制化工具，該工具很容易使用，使設計工程師在設計初期實現(xiàn)CFD仿真。

    另外，Lincoln發(fā)現(xiàn)AcuSolve大大加速了產品仿真的周期。“我以前沒有意識到它有多強大，”他說，“對于一個全新的水泵設計，我下載了40種不同設計，每種設計有4個或5個部件。仿真評估這些設計目前可以在一周內完成，然而使用之 前的CFD軟件需要花費一個月。AcuSolve建模更流程化，求解器收斂得更快并仍能保證精確的結果。我可以建立一組三個流動點并在一個晚上就拿到結果，我可以在我本機上用一個晚上時間完成兩個模型的計算，并且Altair允許我使用我筆記本上所有4個核。我的下個Windows工作站是16核，HyperWorks許可證機制允許我充分使用它的計算性能。”                                   

                  

    結論 

    Lincoln闡明了AcuSolve在水泵設計中的價值，同時會提高歐洲市場電動汽車的乘員舒適性。他研發(fā)了一項基于AcuSolve的特殊工具滿足CooperStandard的特定需求。

    這個工具是無縫集成于Altair前處理器AcuConsole中的高度流程自動化工具，實現(xiàn)Lincoln在幾天內獲得大量結果。 Lincoln將AcuSolve的仿真結果與實驗流動測試進行了對比，結果吻合很好。“我對比了10到12個數(shù)據(jù)點，AcuSolve的仿真結果和實驗測試平均僅相差6.3%，”Lincoln說，“這是非常好的精度，而且并沒有偏離整個合理區(qū)間很多，因此采用AcuSolve我們有很強的信心。

    Lincoln說，遵循實驗修正的分析結果，采用AcuSolve對后續(xù)很多的設計進行評估。“我們剔除掉了一些設計，這節(jié)省了實驗的成本，我們在不斷改進設計以尋求重大性能的提高。”

    最終CooperStandard采用AcuSolve更快地設計出更好的產品。“我們現(xiàn)在CFD仿真的速度可以跟上新方案設計出來 的速度，”Lincoln說，“所以我們可以評估很多設計，我們不需要只選擇其中一部分進行評估。如果你可以計算更多的模型，你就可以更好地改善設計。快速的CFD結果對我們的工作非常重要。”

    AcuSolve在CooperStandard取得成功的一個關鍵是與Altair員工的良好合作方式。  

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