?多物理場CFD分析
關注創建者：天佑有限元 創建時間：2020-03-05
?多物理場CFD分析的視頻教程
ALTAIR CFD多物理場耦合分析解決方案
課程內容包括： Fluid Structure Interaction(FSI) 流固耦合 Thermal FSI 熱固耦合 CFD-DEM Coupling 流體與離散元耦合 CFD-Multibody Coupling 流體與多體動力學耦合 Electric-Thermal Coupling 電熱耦合 Altair 官方微信平臺 最新、最及時的活動和培訓訊息；全原創干貨技術專題
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Cadence CFD系統加速汽車多物理場仿真和優化方案
本期直播將帶您了解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。 適用人群： 數據中心設計、運維、平臺開發等相關從業人員， CFD模擬從業者，高校教師及學生。
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?多物理場CFD分析的實例教程
洗衣機平衡環安裝位置
平衡環內部結構
1
平衡環的多物理場仿真
平衡環內的液體晃動在CFD中屬于自由液面兩相流問題。而平衡環的運動軌跡則來自安裝在底部的驅動電機，洗衣筒體懸掛系統（吊桿、彈簧減震器）共同作用的結果，既有轉動也有擺動，屬于典型的多體動力學MBD問題。平衡環的糾偏（減振）能力除了和平衡環內的液體晃動力有關，也和洗衣機的懸掛系統相關。兩者是實時耦合，相互影響的。
以往的單物理場仿真方法要么假定平衡環的運動規律已知，或流體質心位置（液面形狀）已知，來分析，顯然不能反映真實的情況。
CFD+MBD模型
Altair AcuSolve+MotionSolve采用雙向耦合的方法，考慮了液體晃動和機構運動的相互影響。
AcuSolve輸入剛體的六自由度運動軌跡，輸出液體晃動產生的力和扭矩。MotionSolve則根據輸入的流體動態載荷確定下個時刻剛體的位移。兩個求解器同時求解，并在每個時間步交換一次信息。
展開 更智能的多物理場CFD
在數值仿真領域FSI概念擴展到一般性的CFD模型和FEA模型的數據交換問題。
FSI真實案例：大橋與風場組成了耦合系統，大風產生了一定頻率的卡門渦脫落，這個頻率與耦合系統中的結構固有頻率相近，使系統發生了共振，大橋劇烈晃動直至崩塌。
大橋劇烈晃動直至崩塌
HyperWorks的流體求解器AcuSolve流固耦合分析分為四種情況：
分析穩態的流場壓力和溫度場對固體變形的影響，也叫 TFSI (Thermal-FSI)屬于單向耦合；
分析流體動載荷引起的固體振動現象，也叫P-FSI (Practical FSI)，屬于單向耦合；
瞬態流動引起固體大變形，并反饋給流場，也叫DC-FSI (Direct Coupling FSI)，屬于雙向耦合。
固體本身的變形量很小，可以認為是剛體，但是整體產生比較大的位移，可以采用CFD耦合MBD多體動力學分析，也屬于雙向耦合。
以上幾種分析都可以在SimLab模塊中完成，流固交界面的耦合數據在后臺傳遞，無需用戶編輯腳本。
TFSI模型的計算代價最小，通常用于流體靜載荷或溫度梯度引起的固體小變形，例如汽車排氣管的熱應力，發動機水套的熱應力，車燈的熱應力等等場景。
展開 在數值仿真領域FSI概念擴展到一般性的CFD模型和FEA模型的數據交換問題。
FSI真實案例：大橋與風場組成了耦合系統，大風產生了一定頻率的卡門渦脫落，這個頻率與耦合系統中的結構固有頻率相近，使系統發生了共振，大橋劇烈晃動直至崩塌。
大橋劇烈晃動直至崩塌
HyperWorks的流體求解器AcuSolve流固耦合分析分為四種情況：
分析穩態的流場壓力和溫度場對固體變形的影響，也叫 TFSI (Thermal-FSI)屬于單向耦合；
分析流體動載荷引起的固體振動現象，也叫P-FSI (Practical FSI)，屬于單向耦合；
瞬態流動引起固體大變形，并反饋給流場，也叫DC-FSI (Direct Coupling FSI)，屬于雙向耦合。
固體本身的變形量很小，可以認為是剛體，但是整體產生比較大的位移，可以采用CFD耦合MBD多體動力學分析，也屬于雙向耦合。
以上幾種分析都可以在SimLab模塊中完成，流固交界面的耦合數據在后臺傳遞，無需用戶編輯腳本。
TFSI模型的計算代價最小，通常用于流體靜載荷或溫度梯度引起的固體小變形，例如汽車排氣管的熱應力，發動機水套的熱應力，車燈的熱應力等等場景。
展開 Cadence 于 2022 年 4 月發布了新一代高性能、高精度、多物理場仿真軟件平臺 Fidelity CFD（計算流體力學）。
Cadence 于 2021 年收購了計算流體力學軟件公司 NUMECA 以及網格生成軟件 Pointwise 公司。具體內容可回顧以下兩篇文章：
Cadence 收購計算流體力學軟件公司 NUMECA，擴展系統分析能力
Cadence 收購 Pointwise 公司拓展系統分析解決方案
Fidelity CFD 標志著一個全新架構體系的創建，是 Cadence 對收購的這兩家專業 CFD 公司進行技術集成的第一步。其統一的工作流程除去了工具間的數據傳輸，能讓我們以更快的求解速度獲得更高精度的預報結果。Fidelity CFD 是首款同時具有高階數值格式、尺度解析湍流模型和 GPU / CPU 加速功能的商用 CFD 軟件平臺。
Fidelity CFD 解決了計算流體動力學領域里最具挑戰的幾大需求：
1. 精準可靠地預報湍流的分離。現有較高精度的方法耗時過長，通常需要一周甚至更久時間，無法滿足產品開發周期不斷縮短的市場需求；而速度較快的方法則精度又欠佳。
2.
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隨著 CoWos、2.5D/3D 集成等先進封裝技術的快速發展，Multi-Die設計已成為業界的核心解決方案。但異構芯片集成與復雜互連架構，催生了電源完整性（PI）、信號完整性（SI）、熱學、力學應力等多物理場的強耦合效應，傳統單物理域仿真方法已難以滿足多芯片系統驗證的精度與效率要求。隨著新思科技完成對Ansys的整合，其提供的多物理場芯片-封裝-系統（CPS）仿真技術，可實現Multi-Die
隨著 CoWos、2.5D/3D 集成等先進封裝技術的快速發展，Multi-Die設計已成為業界的核心解決方案。但異構芯片集成與復雜互連架構，催生了電源完整性（PI）、信號完整性（SI）、熱學、力學應力等多物理場的強耦合效應，傳統單物理域仿真方法已難以滿足多芯片系統驗證的精度與效率要求。隨著新思科技完成對Ansys的整合，其提供的多物理場芯片-封裝-系統（CPS）仿真技術，可實現Multi-Die
Ansys經過認證的半導體解決方案將幫助智原科技縮短2.5D/3D-IC的設計周期，并確保設計符合信號完整性和性能目標
主要亮點
智原科技將使用Ansys RaptorX?片上電磁（EM）建模解決方案來增強2.5D/3D集成電路（IC）的先進封裝設計開發
Ansys解決方案將幫助智原科技優化其硅中介和多芯片設計（Multi-die Design），從而支持更出色的內存帶寬、信號完整性和終端應用性能
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當前，隨著各行各業的不斷發展，仿真模型越來越大，精度要求越來越高，與此同時研發周期也在不斷縮短。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。
“在豐田汽車歐洲公司，我們選擇 Cadence Omnis Autoseal 和 Omnis Hexpress（Omnis 軟件功能現已集成在
1、問題所在
為了改善空氣質量，減少環境污染，減少對石油的依賴，降低能源安全風險，國家大力倡導發展新能源汽車，大量新能源車企應運而生，競爭日趨激烈。使用經濟效率較高的電機對于增強企業市場競爭力非常重要。然而電機結構復雜參數之間耦合性高，需要借用仿真軟件在已有設計方案的基礎上進行仿真和優化分析，得到特定性能下的理想設計，以減少開發成本和時間。
2、如何解決
國內某車企的系列電機轉速
電子產品可靠性和可靠性物理（RPA）
結構可靠性的定義
產品結構可靠性，是指在規定時間和條件下，產品結構具有的滿足預期的安全性、適用性和耐久性等功能的能力。
電子產品結構失效原因
熱、振動、濕度問題是失效主要原因，并且電子產品特性決定了它自身是處于多物理場耦合工況條件下
Cadence 于 2022 年 4 月發布了新一代高性能、高精度、多物理場仿真軟件平臺 Fidelity CFD（計算流體力學）。
Cadence 于 2021 年收購了計算流體力學軟件公司 NUMECA 以及網格生成軟件 Pointwise 公司。具體內容可回顧以下兩篇文章：
內容提要
統一的工作流程高度集成了 NUMECA 和 Pointwise 的突破性新技術，能夠顯著提高設計師的生產力
新一代高階流體求解器的求解精度高達標準流體求解器的 10 倍
新的大規模并行架構將復雜的航空航天、汽車、國防、船舶海洋和葉輪機械的 CFD
背景介紹
波輪洗衣機主要由電機、內筒、外筒、吊桿、平衡環等組成。在脫水過程中由于衣物不可避免的堆積在滾筒的一側（尤其是比較硬的衣物，如牛仔褲等），產生偏心力，引起內筒與外筒的強烈撞擊
