模型仿真
關(guān)注創(chuàng)建者：秦逸文 創(chuàng)建時(shí)間：2015-08-17
模型仿真的視頻教程
大壩崩潰過程二維仿真模型-ICFD（Dam_breaking ICFD-2D）
本視頻詳細(xì)講解了大壩崩潰過程(Dam breaking)二維仿真模型的建立步驟。 本教程最大的亮點(diǎn)在于采用LS-Dyna ICFD對液體的流動過程進(jìn)行仿真。流體仿真模型需要的最基本的關(guān)鍵字在該模型中都已經(jīng)包含，在熟悉該仿真模型的建立過程后，大家可以利用教程中用到的關(guān)鍵字建立自己的流體仿真模型。希望該視頻對于想分析流體運(yùn)動狀態(tài)的朋友能有所幫助和啟發(fā)。
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基于VOF多相流模型的水滴落水過程仿真
fluent多項(xiàng)流VOF模型仿真基本通用流程，VOF模型介紹，參數(shù)介紹，局部初始化方法； 多項(xiàng)流參數(shù)設(shè)置注意事項(xiàng)，常見報(bào)錯(cuò)問題分析解決； meshing網(wǎng)格劃分過程； CFD-POST后處理過程； 提供源文件與答疑過程；
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JMAG永磁同步電機(jī)模型仿真培訓(xùn)
如需進(jìn)一步學(xué)習(xí)JAMG仿真培訓(xùn)，推薦參加： 點(diǎn)擊了解【上海&北京】JAMG應(yīng)用系列培訓(xùn) JMAG永磁同步電機(jī)模型仿真培訓(xùn) 適用人群：主要面向新能源汽車、壓縮機(jī)等電機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、電磁工程師。
￥99 1小時(shí)42分鐘 1212播放
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模型仿真的實(shí)例教程
基于EDC模型的噴射擴(kuò)散火焰Fluent仿真帖子中利用edc模型仿真計(jì)算了火焰D。
本算例將基于FLUENT中PDF模型再次仿真火焰D。主噴嘴直徑為7.2 mm，被外徑為18.2 mm的燃燒過的先導(dǎo)環(huán)空包圍。引火器用于延遲火焰吹滅。主要的噴射成分是25%的CH4和75%的空氣(按體積計(jì)算)，化學(xué)計(jì)量值混合比例為0.351，火焰長度(定義為混合比例在軸上的化學(xué)計(jì)量點(diǎn))約為47倍噴嘴直徑。PDF傳輸解決方案則分為兩步，首先利用FLUENT中部分預(yù)混合模型獲得穩(wěn)態(tài)的燃燒初始流場，然后利用復(fù)合的PDF傳輸模型仿真獲得更加精細(xì)的瞬態(tài)燃料流程。
部分預(yù)混燃燒模型仿真溫度分布
PDF傳輸模型仿真計(jì)算得到的co質(zhì)量分布
PDF傳輸模型仿真的精細(xì)燃料流場，溫度分布收費(fèi)文件列表
展開 如何提高模型的運(yùn)行效率并不簡單，下面就讓我們聊一聊仿真速度慢的常見原因，以及如何使用模型降階來加快仿真速度。
原因分析
仿真模型調(diào)試過程中，令人失望的運(yùn)行時(shí)效性通常可以追溯到如下兩個(gè)原因：
1.不適合的模型
首先，仿真模型是真實(shí)物理系統(tǒng)的抽象表達(dá)而不是精確表達(dá)，因此不能產(chǎn)生完全代表真實(shí)物理系統(tǒng)特性的結(jié)果。盡管如此，建模仿真的目標(biāo)還是希望通過模型盡可能精確地預(yù)測物理系統(tǒng)的全部特性。如果建模仿真過程中一味地要求模型過于詳細(xì)，那么它的運(yùn)行時(shí)間可能會很長，甚至在仿真過程中“卡死”。對于這種情況，我們應(yīng)該考慮在明確分析目的的基礎(chǔ)上適當(dāng)調(diào)整模型，以適應(yīng)我們需要完成的分析任務(wù)。
2.外部條件的限制
如果模型沒有相對分析目的進(jìn)行過度表達(dá)，但由于計(jì)算資源的限制，仿真工程師需要在準(zhǔn)確性和運(yùn)行效率之間進(jìn)行權(quán)衡。另外，對于需要用于實(shí)時(shí)仿真的模型，由于需要以固定的時(shí)間步長進(jìn)行模擬，也對模型的仿真時(shí)效性提出了嚴(yán)格的要求。
在這些情況下，模型降階（ROM）技術(shù)可以用于簡化這些模型，保留其行為和響應(yīng)，以減少模擬時(shí)間。
展開 FloEFD熱仿真分析之模型準(zhǔn)備
By CAE白堤
1、仿真模型打開與簡化
雙擊安裝好的FloEFD啟動快捷鍵，軟件自動打開已經(jīng)連接上的三維設(shè)計(jì)軟件CREO，直接在CREO中打開需要仿真的模型。能直接在熟悉的三維設(shè)計(jì)軟件操作是把雙刃劍，一方面，可以避免不同軟件之間模型轉(zhuǎn)化的問題，但另一方面如果不恰當(dāng)?shù)氖褂?em>模型，會增加網(wǎng)格數(shù)量，從而增加計(jì)算機(jī)的負(fù)擔(dān)，降低仿真效率。仿真優(yōu)化不像結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)越詳細(xì)越好，反而是在不影響仿真結(jié)果的基礎(chǔ)上，越簡單越好。當(dāng)然，將一個(gè)詳細(xì)模型簡化為適合熱仿真分析模型的工作需要一定的經(jīng)驗(yàn)技巧，比如，去除一些倒角、孔位、定位等結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)，去除一些無關(guān)緊要的模型組件等。
2、仿真模型的準(zhǔn)備
雖然仿真模型得到了簡化，但不一定萬事大吉。在某些情況下，F(xiàn)loEFD不一定能識別出仿真分析的所有的固體模型和流體區(qū)域。這時(shí)可充分利用【檢查模型】功能，不僅能檢查出無法充分求解的某些模型組件，也可以檢查是否存在可能導(dǎo)致軟件創(chuàng)建不適當(dāng)網(wǎng)格的模型問題（FloEFD不允許組件之間為點(diǎn)接觸或者線接觸，如下）。
操作：點(diǎn)擊【檢查模型】，在跳出的檢查模型窗口，點(diǎn)擊“檢查”，在跳出檢查結(jié)果窗口查看檢查結(jié)果。
狀態(tài)一：點(diǎn)擊“檢查”，檢查結(jié)果顯示狀態(tài)成功，模型正常，那么模型準(zhǔn)備大功告成；
狀態(tài)二：點(diǎn)擊【檢查模型】后，跳出“以下組件不能用于分析”，點(diǎn)擊“確認(rèn)”后，在檢查模型窗口模型樹組件的圖標(biāo)標(biāo)有紅叉或紅箭頭，檢查結(jié)果顯示狀態(tài)成功，但有零件準(zhǔn)備失敗。
展開 背景介紹
無論什么學(xué)科，什么類型的仿真模型，都會設(shè)置各種參數(shù)的數(shù)值。由于種種原因，部分參數(shù)的預(yù)估和猜測是不可避免的。但是參數(shù)的預(yù)估和猜測會導(dǎo)致仿真模型準(zhǔn)確性不足，和實(shí)際物理場景不一致。由此，仿真模型得到的結(jié)果可信度會大打折扣。
兩者有多接近？
為此，提出了模型校準(zhǔn)的概念。所謂模型校準(zhǔn)，是通過對仿真模型的參數(shù)進(jìn)行不斷調(diào)整，以使仿真模型的參數(shù)和物理實(shí)際充分接近的迭代過程。
在電子熱仿真中，通常涉及模型校準(zhǔn)的是元器件級和板級的仿真。
元器件級熱仿真
板級熱仿真
通過模型校準(zhǔn)，不僅可以提高仿真模型的可信度，也可以提高仿真模型針對不同物理場景下的可重復(fù)利用能力，得到的某些參數(shù)可以在整機(jī)和環(huán)境級分析中提供元器件相關(guān)的更準(zhǔn)確參數(shù)。
模型是否進(jìn)行過校準(zhǔn)，其仿真結(jié)果可能會有較大差異。
某型號芯片熱仿真模型校準(zhǔn)前后的節(jié)溫比較
模型校準(zhǔn)前后，在第一個(gè)脈沖結(jié)束時(shí)溫度分布對比
Flotherm軟件可以和T3ster熱阻測試儀聯(lián)合應(yīng)用，對模型進(jìn)行校準(zhǔn)。其校準(zhǔn)流程如圖所示。
展開 在使用Simulink時(shí)，不需較強(qiáng)的數(shù)學(xué)知識，但需要研究人員能夠通過自己的專業(yè)知識靈活調(diào)用不同模塊并合理地賦值參數(shù)以仿真一個(gè)連續(xù)的動態(tài)過程，即使教師沒有Matlab基礎(chǔ)也可根據(jù)該方案所提供的模型復(fù)現(xiàn)該教學(xué)過程。藥物在體內(nèi)的動態(tài)變化過程符合一級或零級代謝動力學(xué)過程，與Simulink特點(diǎn)完美契合，通過調(diào)用積分函數(shù)模塊1/s以及賦值一些消除動力學(xué)參數(shù)k0、k10、k12、k21,完成注射給藥一室模型、口服給藥一室模型、注射給藥二室模型、口服給藥二室模型等的曲線仿真任務(wù)，以取代原始教科書中較為抽象的圖解說明教學(xué)方式，教改方案中的仿真模型可通過訪問https: //github.com/Mark1988NK/Pharmacokinetics免費(fèi)下載使用。同時(shí)，為了使學(xué)生更加容易理解多次給藥下的劑量優(yōu)化設(shè)計(jì)、穩(wěn)態(tài)血藥濃度等概念，仿真模型采用最簡單的一室模型、靜脈給藥方案，模擬多次給藥場景。教師不僅可以指導(dǎo)學(xué)生獲得實(shí)時(shí)動態(tài)仿真藥時(shí)曲線，而且可以通過改變給藥劑量、給藥頻率等參數(shù)，觀察藥時(shí)曲線的實(shí)時(shí)變化，并對各個(gè)曲線圖的變化進(jìn)行理論分析，以解決教學(xué)中學(xué)生對藥動學(xué)學(xué)習(xí)的各種疑點(diǎn)。下面對仿真模型所提供的五大模塊進(jìn)行簡要說明。
1.1 一室模型靜脈注射給藥模塊
為了使學(xué)生快速理解Simulink仿真與房室模型概念，考慮到醫(yī)學(xué)院校學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，房室模型概念建議從最簡單的注射給藥開始。因?yàn)樽⑸浣o藥，藥物直接入血不經(jīng)過胃腸道吸收，動態(tài)過程最為簡單，并且在引入房室模型時(shí)也最好從最簡單的一室模型開始，因?yàn)橐皇?em>模型不涉及藥物入血的再分布。這樣，藥物直接入血后立即經(jīng)過肝臟、腎臟、大腸的代謝，只涉及k10消除速率常數(shù)。該方案所設(shè)計(jì)的一室模型靜脈注射給藥下的Simulink仿真模型如圖1所示，教師和學(xué)生無須理解Simulink模塊，僅須調(diào)用已經(jīng)設(shè)計(jì)好的模塊并修改k10參數(shù)即可完成仿真。
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模型仿真的最新內(nèi)容
這種條理清晰的準(zhǔn)備工作可確保模型精確符合仿真要求，并顯著提高整個(gè)工作流程的速度和準(zhǔn)確性。
實(shí)施方法：在Ansys Mechanical結(jié)構(gòu)有限元分析軟件中初始化Joint Finder后，在SDC Verifier中運(yùn)行Beam Member Finder，以按方向?qū)α哼M(jìn)行分段，并且運(yùn)行Weld Finder，以識別模型中的焊縫。
1.【2024年二等獎】鄺男男 | 中汽研(天津)汽車工程研究院有限公司，碰撞工況下動力電池系統(tǒng)多物理場耦合仿真研究：使用LS-DYNA所構(gòu)建的電池系統(tǒng)多物理場耦合仿真模型，與傳統(tǒng)的電池系統(tǒng)力學(xué)模型相比，能夠模擬電池系統(tǒng)受到擠壓碰撞后的溫度、電壓變化趨勢，可從多角度評估電池系統(tǒng)安全特征，屬于國內(nèi)首次具有較為完整的將多物理場電池?cái)D壓用在整車碰撞級別的應(yīng)用。
· AI 賦能迭代：2025 版本引入AI 輔助建模與優(yōu)化，自動生成約束方案、優(yōu)化設(shè)計(jì)參數(shù)，求解效率提升60%；未來將融合生成式 AI，實(shí)現(xiàn) “概念草圖 - 仿真模型” 一鍵生成，進(jìn)一步降低使用門檻。
3. 未來發(fā)展趨勢
· 多物理場深度融合：強(qiáng)化機(jī)械 - 電 - 液 - 熱 - 控制全耦合仿真，適配新能源汽車、智能裝備等復(fù)雜系統(tǒng)需求。
方案的核心在于利用 OAS 軟件的非序列光線追跡技術(shù)，建立從光源到探測器的全鏈路仿真模型，精準(zhǔn)鎖定冷反射的主要貢獻(xiàn)面，進(jìn)而對相關(guān)光學(xué)表面進(jìn)行針對性優(yōu)化。
03冷反射現(xiàn)象的形成機(jī)理
冷反射效應(yīng)源于制冷型紅外系統(tǒng)中探測器與外殼之間的巨大溫差。在紅外熱成像系統(tǒng)中，制冷探測器通過前面光學(xué)表面的反射，使探測器探測到自身的像，形成邊緣亮而中心暗的黑斑現(xiàn)象，被稱為“冷反射”現(xiàn)象。
3、導(dǎo)入O型圈幾何模型。該仿真基于二維方案進(jìn)行，然后通過旋轉(zhuǎn)得到三維結(jié)果。O型圈與設(shè)備的橫截面如圖1所示。
圖 1. O型圈軸對稱橫截面示意圖
4、將材料賦予幾何模型。
5、對幾何模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，采用多區(qū)域法。
6、定義分析設(shè)置并指定邊界條件。固定底部部件，并將頂部部件向下移動2毫米（圖2）。在O型圈與其他兩個(gè)部件之間定義接觸。
<p>隨著底盤開發(fā)對舒適性和NVH要求不斷提升，高保真的虛擬調(diào)校已成為縮短研發(fā)周期的關(guān)鍵。工程師不僅需要建立精確的減振器模型，更需要實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)可調(diào)的沉浸式調(diào)校體驗(yàn)。</p><p>本次網(wǎng)絡(luò)研討會將介紹Astemo如何將AI-MBD（基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的減振器模型）與全頻譜仿真相結(jié)合以優(yōu)化底盤開發(fā)流程，并展示VI-grade緊湊型FSS模擬器的實(shí)時(shí)演示、Astemo實(shí)驗(yàn)室獨(dú)家視頻（呈現(xiàn)模擬器集成硬件在環(huán)如何提供實(shí)時(shí)反饋
</p><p>因此，“車輛自定義3D模型 + 仿真器聯(lián)動”或成為自動駕駛開發(fā)流程中的關(guān)鍵一環(huán)。</p><h1>二、從FBX到aiSim的工程化路徑</h1><p>以康謀aiSim為例，要讓一個(gè)普通的 .fbx 車輛模型真正在仿真器中“跑起來”，核心在于兩步：規(guī)范建模（Blender）+ 仿真集成（Unreal Editor + aiSim）。
這意味著，代理模型的競爭本質(zhì)上是"高保真仿真算力"的競爭——誰能在更短時(shí)間內(nèi)生成更多、更均勻、更覆蓋邊界的設(shè)計(jì)點(diǎn)數(shù)據(jù)，誰就能構(gòu)建出更可靠的代理模型，誰的仿真App和數(shù)字孿生就更具工程價(jià)值。
材料詳細(xì)參數(shù)可參考模型文件；本次仿真僅用于演示操作流程，非精密工程設(shè)計(jì)，因此所有材料參數(shù)均為假設(shè)取值。
3、導(dǎo)入幾何模型。
圖1 GoPro相機(jī)的幾何結(jié)構(gòu)
4、搭建模型，為幾何體賦予材料屬性，定義綁定接觸與關(guān)節(jié)。如圖 2 所示，創(chuàng)建兩個(gè)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)；設(shè)置扭轉(zhuǎn)剛度為 2000 N?mm/rad，并將其賦予兩處關(guān)節(jié)。
在CAE行業(yè)，一個(gè)殘酷的現(xiàn)實(shí)是：沒有經(jīng)過驗(yàn)證的仿真模型，沒有任何價(jià)值。本文系統(tǒng)拆解仿真驗(yàn)證與確認(rèn)（Verification & Validation）的核心算法、計(jì)算特征、工具鏈，并給出支撐V&V全流程的高性能工作站配置方案。
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？
