可信度
關(guān)注創(chuàng)建者：Oler 創(chuàng)建時(shí)間：2019-05-26
可信度的視頻教程
前所未有的 NVH 體驗(yàn)：借助 VI-NVHSim 讓聲學(xué)和振動(dòng)數(shù)據(jù) “活” 起來
· 在所有仿真平臺(tái)上確保準(zhǔn)確性與可信度：深入了解 VI-NVHSim 如何在桌面模擬器、靜態(tài)模擬器、緊湊型模擬器和全動(dòng)態(tài)模擬器上，提供經(jīng)過校準(zhǔn)的工程級(jí)結(jié)果，實(shí)現(xiàn)從概念設(shè)計(jì)到量產(chǎn)階段的一致性驗(yàn)證。
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如何準(zhǔn)確獲取高應(yīng)變速率拉伸性能的應(yīng)力應(yīng)變曲線
因此，準(zhǔn)確掌握高速拉伸測(cè)試方法并取得準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，對(duì)材料工程領(lǐng)域的研發(fā)和應(yīng)用非常重要，國高材分析測(cè)試中心在今年6月開展了《高應(yīng)變速率下拉伸性能測(cè)定》實(shí)驗(yàn)室比對(duì)，通過比對(duì)可評(píng)估實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的精確性和可重復(fù)性，進(jìn)而提高實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的可信度，幫助參與實(shí)驗(yàn)室有效發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室在管理和技術(shù)上存在的問題，幫助實(shí)驗(yàn)室查找自身管理和技術(shù)上的不足，從而有效提高實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)能力和水平。
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可信度的實(shí)例教程
來源 | 車圈沒有圈
CFD若要想在工程中得到廣泛的應(yīng)用，必須克服兩大難點(diǎn)：準(zhǔn)確性與可信性。在工程上，尤其是一些關(guān)鍵的工程中，誰也不敢輕易的應(yīng)用一些精度與可信度得不到保證的數(shù)據(jù)。有人會(huì)說，在固體計(jì)算領(lǐng)域，利用數(shù)值計(jì)算方法進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)已經(jīng)很普遍了啊，用CFD支持設(shè)計(jì)存在哪些額外的困難呢？
與固體應(yīng)力計(jì)算使用有限單元法不同，目前主流的CFD軟件幾乎都是采用的有限體積法（除了CFX采用混合有限元法與有限體積法外，F(xiàn)LUENT、STAR-CD、Phonecis、Flow-3D 等都是采用的有限體積法）。在計(jì)算量上來說，相同網(wǎng)格數(shù)量的模型，有限體積法消耗的內(nèi)存要少于有限元法。在有限單元網(wǎng)格中存在的高次單元，其單元節(jié)點(diǎn)位于網(wǎng)格邊的中點(diǎn)及網(wǎng)格體的中心，但是有限體積法中的高階格式，其并非在網(wǎng)格單元中添加節(jié)點(diǎn)，而是更多的利用周圍的節(jié)點(diǎn)。正因?yàn)槿绱耍邢摅w積法計(jì)算精度要低于有限元法（在相同網(wǎng)格數(shù)量情況下）。影響CFD計(jì)算精度及可信度的原因自然不可能全怪罪于算法，更多的是問題存在于使用者及客觀環(huán)境。
CFD軟件是一個(gè)黑盒子，利用CFD軟件解決工程問題，軟件使用者對(duì)于數(shù)據(jù)流向并不清楚，實(shí)際上對(duì)于非CFD專業(yè)的人事來說，也不必完全清楚CFD的內(nèi)部運(yùn)作方式，但如何有效的利用當(dāng)前的軟件，如何最大限度的發(fā)揮當(dāng)前軟件的計(jì)算性能，將計(jì)算結(jié)果精度及可信度提高，仍然是非常重要的，也是每一個(gè)從事CFD工程應(yīng)用的人必須注意的。最需要注意的部分包括下面一些內(nèi)容。
展開 其實(shí)相比較固體有限元應(yīng)力計(jì)算，流體邊界值難以測(cè)量也是導(dǎo)致計(jì)算精度及可信度降低的原因之一。在固體計(jì)算中，邊界值可以是力可以是位移，這些都是容易測(cè)量的量。但是在流體中，邊界值常常是壓力、速度、流量、體積分?jǐn)?shù)等物理量，這些量的測(cè)量都是對(duì)實(shí)驗(yàn)人員的考驗(yàn)。
3、網(wǎng)格。網(wǎng)格是為計(jì)算所準(zhǔn)備的。也許在將來對(duì)NS方程的數(shù)值求解不再依賴于網(wǎng)格呢。由于網(wǎng)格的存在，導(dǎo)致數(shù)值計(jì)算永遠(yuǎn)得不到真值。這里不去追究數(shù)學(xué)方程與真實(shí)世界的差異，只分辨數(shù)值計(jì)算結(jié)果與數(shù)學(xué)方程解的差別。在理論上，只有在計(jì)算網(wǎng)格大小為0的時(shí)候數(shù)值計(jì)算結(jié)果才等同于數(shù)學(xué)方程的解，但是大家都知道，網(wǎng)格大小為0是不可能的。同時(shí)由于計(jì)算機(jī)的精度限制，網(wǎng)格尺寸縮小會(huì)增加舍入誤差，也就是說，計(jì)算精度并不是隨著網(wǎng)格數(shù)量的減小而不斷增加，同時(shí)，網(wǎng)格尺寸的減小會(huì)增加計(jì)算資源的消耗。在進(jìn)行計(jì)算中，常常要進(jìn)行網(wǎng)格獨(dú)立性驗(yàn)證，也是避免做這類吃力不討好的事情。
4、模型。將模型放在精度這里其實(shí)是不太合適的，但是不恰當(dāng)?shù)哪Ｐ偷拇_會(huì)很大程度上影響到計(jì)算精度。例如FLUENT中的湍流模型有很多種，如零方程模型、一方程模型、雙方程模型等等，不同的模型有其最合適的使用范圍，如果使用不當(dāng)，勢(shì)必會(huì)造成計(jì)算精度下降。合理的選擇計(jì)算模型，不止能提高計(jì)算精度，也能提高計(jì)算結(jié)果的可信度。但是要合理地選擇模型，很大程度上依賴與使用者的理論功底和對(duì)問題的認(rèn)識(shí)程度。
二、可信度
在AIAA的官方文檔中，對(duì)于可信度的驗(yàn)證是有明確的說明的。可信度通常指數(shù)學(xué)模型與真實(shí)世界的差異。在這方面，CFD軟件使用者能控制的部分并不多。主要有以下一些方面。
1、幾何模型。有時(shí)候?yàn)榱司W(wǎng)格劃分方便或計(jì)算資源考慮，簡(jiǎn)化了真實(shí)模型細(xì)節(jié)。例如一些微小特征、將三維模型簡(jiǎn)化為二維計(jì)算、周期模型等等。需要注意的是，在進(jìn)行簡(jiǎn)化之前，對(duì)模型簡(jiǎn)化所可能造成的后果有明確的認(rèn)識(shí)。
展開 合理的選擇計(jì)算模型，不止能提高計(jì)算精度，也能提高計(jì)算結(jié)果的可信度。但是要合理地選擇模型，很大程度上依賴與使用者的理論功底和對(duì)問題的認(rèn)識(shí)程度。
二、可信度
在AIAA的官方文檔中，對(duì)于可信度的驗(yàn)證是有明確的說明的。可信度通常指數(shù)學(xué)模型與真實(shí)世界的差異。在這方面，CFD軟件使用者能控制的部分并不多。主要有以下一些方面。
1、幾何模型。有時(shí)候?yàn)榱司W(wǎng)格劃分方便或計(jì)算資源考慮，簡(jiǎn)化了真實(shí)模型細(xì)節(jié)。例如一些微小特征、將三維模型簡(jiǎn)化為二維計(jì)算、周期模型等等。需要注意的是，在進(jìn)行簡(jiǎn)化之前，對(duì)模型簡(jiǎn)化所可能造成的后果有明確的認(rèn)識(shí)。究竟能不能簡(jiǎn)化、簡(jiǎn)化會(huì)不會(huì)造成精度的嚴(yán)重?fù)p失，這些都是需要考慮的。比如計(jì)算一段直管中的流動(dòng)問題，從幾何上來講，可以簡(jiǎn)化為平面模型、可以簡(jiǎn)化為軸對(duì)稱旋轉(zhuǎn)問題、可以簡(jiǎn)化為軸對(duì)稱問題，但是對(duì)于不同的物理情況，能否簡(jiǎn)化就很值得商榷。
模型中的細(xì)小特征簡(jiǎn)化問題也是需要去思考的。將細(xì)小模型進(jìn)行簡(jiǎn)化是處于計(jì)算資源上的考慮，但若細(xì)小特征處于敏感位置，對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響比較大時(shí)，能否將其簡(jiǎn)化掉則也是必須考慮的問題。
2、物理模型。再一次提到物理模型。現(xiàn)實(shí)世界是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，我們?cè)谶M(jìn)行研究時(shí)，不可能考慮所有的影響因素，只能選取一些主要因素去進(jìn)行考慮。很簡(jiǎn)單的例子，NS方程是從三大守恒定律出發(fā)的，所做的假設(shè)比較少，但是很遺憾，對(duì)于復(fù)雜結(jié)構(gòu)直接數(shù)值求解NS方程目前還不可能，于是為了工程需要，對(duì)NS方程離散過程進(jìn)行了一系列的簡(jiǎn)化，于是出現(xiàn)了各種湍流模式，出現(xiàn)了各種燃燒模型、多相流模型。
3、模型參數(shù)。現(xiàn)在很多工程軟件都集成了物理模型，其中很多模型參數(shù)都是一些半經(jīng)驗(yàn)或經(jīng)驗(yàn)參數(shù)，并不一定會(huì)適應(yīng)自己的模型。但是這些模型參數(shù)的獲取是一件非常困難的事情，通常都是通過實(shí)驗(yàn)獲取。
展開 abaqus用riks仿真出的結(jié)果和implicit不中準(zhǔn)靜態(tài)模擬結(jié)果一樣，哪個(gè)可信度更高？
其實(shí)相比較固體有限元應(yīng)力計(jì)算，流體邊界值難以測(cè)量也是導(dǎo)致計(jì)算精度及可信度降低的原因之一。在固體計(jì)算中，邊界值可以是力可以是位移，這些都是容易測(cè)量的量。但是在流體中，邊界值常常是壓力、速度、流量、體積分?jǐn)?shù)等物理量，這些量的測(cè)量都是對(duì)實(shí)驗(yàn)人員的考驗(yàn)。
3. 網(wǎng)格
網(wǎng)格是為計(jì)算所準(zhǔn)備的。也許在將來對(duì)NS方程的數(shù)值求解不再依賴于網(wǎng)格呢。由于網(wǎng)格的存在，導(dǎo)致數(shù)值計(jì)算永遠(yuǎn)得不到真值。這里不去追究數(shù)學(xué)方程與真實(shí)世界的差異，只分辨數(shù)值計(jì)算結(jié)果與數(shù)學(xué)方程解的差別。在理論上，只有在計(jì)算網(wǎng)格大小為0的時(shí)候數(shù)值計(jì)算結(jié)果才等同于數(shù)學(xué)方程的解，但是大家都知道，網(wǎng)格大小為0是不可能的。
同時(shí)由于計(jì)算機(jī)的精度限制，網(wǎng)格尺寸縮小會(huì)增加舍入誤差，也就是說，計(jì)算精度并不是隨著網(wǎng)格數(shù)量的減小而不斷增加，同時(shí)，網(wǎng)格尺寸的減小會(huì)增加計(jì)算資源的消耗。在進(jìn)行計(jì)算中，常常要進(jìn)行網(wǎng)格獨(dú)立性驗(yàn)證，也是避免做這類吃力不討好的事情。
4. 模型
將模型放在精度這里其實(shí)是不太合適的，但是不恰當(dāng)?shù)哪Ｐ偷拇_會(huì)很大程度上影響到計(jì)算精度。例如FLUENT中的湍流模型有很多種，如零方程模型、一方程模型、雙方程模型等等，不同的模型有其最合適的使用范圍，如果使用不當(dāng)，勢(shì)必會(huì)造成計(jì)算精度下降。合理的選擇計(jì)算模型，不止能提高計(jì)算精度，也能提高計(jì)算結(jié)果的可信度。但是要合理地選擇模型，很大程度上依賴與使用者的理論功底和對(duì)問題的認(rèn)識(shí)程度。
可信度
在AIAA的官方文檔中，對(duì)于可信度的驗(yàn)證是有明確的說明的。可信度通常指數(shù)學(xué)模型與真實(shí)世界的差異。在這方面，CFD軟件使用者能控制的部分并不多。主要有以下一些方面。
1. 幾何模型
有時(shí)候?yàn)榱司W(wǎng)格劃分方便或計(jì)算資源考慮，簡(jiǎn)化了真實(shí)模型細(xì)節(jié)。
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可信度的最新內(nèi)容
在2026 R1 新版本中，結(jié)構(gòu)系列產(chǎn)品在效率、精度與工程可信度方面進(jìn)一步增強(qiáng)：Mechanical 帶來更高效的網(wǎng)格變形與 GPU 感知資源預(yù)測(cè)能力，LS-DYNA 強(qiáng)化電池?zé)岱抡媾c多物理場(chǎng)分析，Motion 提升系統(tǒng)級(jí)動(dòng)力學(xué)性能，而 Sherlock、Forming 等工具也在電子可靠性與成形分析領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)全面升級(jí)。
在碰撞仿真、NVH分析、產(chǎn)品可靠性評(píng)估等場(chǎng)景中，材料參數(shù)設(shè)置的準(zhǔn)確性直接影響仿真的可信度。然而，實(shí)驗(yàn)室提供的原始材料曲線與仿真軟件所需的有效應(yīng)力應(yīng)變曲線之間，存在一道需要跨越的轉(zhuǎn)化鴻溝。本文基于實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，系統(tǒng)梳理從材料曲線獲取到仿真材料卡片生成的完整流程，供從事CAE工作的工程師參考。
一、更真實(shí)的環(huán)境
仿真測(cè)試的可信度，首先取決于環(huán)境是否“像真的”。
在 aiSim 5.11.0 中，我們引入了動(dòng)態(tài)落葉效果，落葉會(huì)受重力、風(fēng)力以及路過車輛氣流的影響，實(shí)時(shí)出現(xiàn)在攝像頭和激光雷達(dá)傳感器中，讓秋季道路場(chǎng)景更加逼真。
落葉效果圖
同時(shí)，新的色調(diào)映射器能夠模擬人眼視覺系統(tǒng)對(duì)亮度的感知能力，特別適合分析車輛前照燈的照明表現(xiàn)。
一、V&V：仿真可信度的唯一通行證
V&V包含兩個(gè)本質(zhì)不同的過程：
Verification（驗(yàn)證）：確保仿真"正確計(jì)算"——數(shù)學(xué)方程是否被正確求解？代碼有無Bug？網(wǎng)格夠不夠細(xì)？
Validation（確認(rèn)）：確保仿真"計(jì)算正確的東西"——數(shù)值結(jié)果與真實(shí)物理世界是否一致？
通過DEM（Discrete Element Method）方法可以更真實(shí)地捕捉沙土在大變形過程中的流動(dòng)與堆積行為，從而提高翻滾過程預(yù)測(cè)的物理可信度。基于LS-DYNA的沙地翻滾仿真研究，通過耦合復(fù)雜接觸、材料非線性及大變形動(dòng)力學(xué)分析，不僅能夠復(fù)現(xiàn)真實(shí)事故場(chǎng)景，還為汽車安全設(shè)計(jì)與法規(guī)開發(fā)提供了重要的理論支撐與工程依據(jù)。
結(jié)果表明，落棒時(shí)間預(yù)測(cè)值與試驗(yàn)結(jié)果高度一致，模型成功復(fù)現(xiàn)了阻力突變引起的減速現(xiàn)象，具備良好的工程可信度。
控制棒落棒問題是一個(gè)典型的多物理場(chǎng)耦合動(dòng)力學(xué)問題。通過RecurDyn結(jié)合二次開發(fā)能力，可以實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)、接觸與流體作用的統(tǒng)一建模，為核電安全分析提供高精度、可驗(yàn)證的仿真手段。
關(guān)注我們，下期將介紹RecurDyn在更多領(lǐng)域的仿真應(yīng)用，一起探索工業(yè)仿真的更多可能。
幾何調(diào)整核心優(yōu)勢(shì)
1.兼容 OEM / 供應(yīng)商假人初始位姿文件直接導(dǎo)入，無需重復(fù)建模，縮減前處理工作量；
2.假人軀干、四肢全維度靈活調(diào)控，可視化操作界面直觀便捷，大幅降低上手門檻；
3.生物力學(xué)多關(guān)節(jié)聯(lián)動(dòng)調(diào)整，全程保障姿態(tài)合理性，完美貼合真實(shí)人體運(yùn)動(dòng)邏輯；
4.實(shí)時(shí)檢測(cè)穿透，有效降低仿真系統(tǒng)誤差，全面提升結(jié)果可信度與合規(guī)性。
二、核心功能模塊適配優(yōu)勢(shì)
（一）高精度ADC測(cè)溫能力優(yōu)勢(shì)
SI24R03芯片內(nèi)置13~16位可調(diào)高精度ADC，測(cè)溫采集分辨率優(yōu)于市面常規(guī)12位藍(lán)牙SOC，溫度采樣精度更高、響應(yīng)更靈敏，能夠精準(zhǔn)捕捉牛、羊、駱駝等牲畜細(xì)微體溫波動(dòng)，顯著提升活體體溫監(jiān)測(cè)可靠性，為牲畜疫病預(yù)警、健康狀態(tài)研判提供高可信度的數(shù)據(jù)支撐。
這意味著，對(duì)于絕大多數(shù)工程應(yīng)用場(chǎng)景，仿真分析都是在經(jīng)過校準(zhǔn)的數(shù)據(jù)范圍內(nèi)進(jìn)行，其結(jié)果的可信度將得到顯著提升。
等雙軸拉伸試驗(yàn)曲線與擬合曲線對(duì)比圖
總結(jié)
測(cè)試技術(shù)的進(jìn)步，核心在于更準(zhǔn)確揭示材料力學(xué)行為。充氣式等雙軸拉伸技術(shù)突破了傳統(tǒng)方法在應(yīng)變范圍和數(shù)據(jù)質(zhì)量上的瓶頸，為仿真提供了更可靠的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
幾何調(diào)整核心優(yōu)勢(shì)
1.兼容 OEM / 供應(yīng)商假人初始位姿文件直接導(dǎo)入，無需重復(fù)建模，縮減前處理工作量；
2.假人軀干、四肢全維度靈活調(diào)控，可視化操作界面直觀便捷，大幅降低上手門檻；
3.生物力學(xué)多關(guān)節(jié)聯(lián)動(dòng)調(diào)整，全程保障姿態(tài)合理性，完美貼合真實(shí)人體運(yùn)動(dòng)邏輯；
4.實(shí)時(shí)檢測(cè)穿透，有效降低仿真系統(tǒng)誤差，全面提升結(jié)果可信度與合規(guī)性。
