地質(zhì)與地球物理仿真的案例
我國基本建成地球科學(xué)“一張圖”大數(shù)據(jù)體系 地質(zhì)調(diào)查傳統(tǒng)模式徹底改變
5月26日，自然資源部中國地質(zhì)調(diào)查局宣布，國家地球大數(shù)據(jù)共享服務(wù)平臺“地質(zhì)云3.0”正式上線服務(wù)，我國基本建成了地球科學(xué)“一張圖”大數(shù)據(jù)體系。
此次發(fā)布的“地質(zhì)云3.0” 大數(shù)據(jù)共享服務(wù)平臺實現(xiàn)了12顆國產(chǎn)遙感衛(wèi)星、2萬余個地下水監(jiān)測點以及地質(zhì)災(zāi)害、海岸帶地質(zhì)環(huán)境、土壤質(zhì)量地球化學(xué)、地面沉降等動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)的實時云上服務(wù)，徹底改變了我國地質(zhì)調(diào)查的傳統(tǒng)模式。
自然資源部中國地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)大數(shù)據(jù)與信息服務(wù)工程首席專家 高振記：你走到哪里，你周邊的地質(zhì)資料地質(zhì)信息就跟隨你推送到哪里，我們在野外拿著手機(jī)終端就可以調(diào)查采集數(shù)據(jù)，實時地傳回到我們的云上，我們的云端就可以進(jìn)行處理和分析，這個是再造了我們整個地質(zhì)調(diào)查的流程。
除此之外，“地質(zhì)云3.0” 大數(shù)據(jù)共享服務(wù)平臺內(nèi)容包括基礎(chǔ)地質(zhì)、能源礦產(chǎn)、水資源、土地資源等11大類98個核心數(shù)據(jù)庫，新增了山水林田湖草等自然資源調(diào)查數(shù)據(jù)，增加了地球化學(xué)、地球物理、鉆孔等重要的原始數(shù)據(jù)，整合構(gòu)建了地球科學(xué)“一張圖”大數(shù)據(jù)。
自然資源部中國地質(zhì)調(diào)查局總工程師室信息處處長 屈紅剛：實現(xiàn)了我們國家層面歷史的成果地質(zhì)資料數(shù)據(jù)、重要原始地質(zhì)資料數(shù)據(jù)、山水林田湖草等自然資源調(diào)查數(shù)據(jù)、地質(zhì)環(huán)境等這種實時監(jiān)測數(shù)據(jù)的一體化集成和深度整合，為我們整個國家戰(zhàn)略和社會的廣泛需求提供了一個權(quán)威的信息服務(wù)。
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授人以魚不如授人以漁
知識學(xué)習(xí)，知其然，更要知其所以然
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展開 地球物理流體動力學(xué)中的絕對和相對渦度
在地球物理流體動力學(xué)中，相對渦度是由氣流通過彎曲路徑和風(fēng)切變產(chǎn)生的。
三維旋轉(zhuǎn)，也稱為渦度，描述了海洋環(huán)流和天氣系統(tǒng)的行為
在地球表面，能量、動量和水分通過大規(guī)模的流體波動重新分配。在大氣中觀察到的三維旋轉(zhuǎn)負(fù)責(zé)將能量、動量和水分從一個點轉(zhuǎn)移到另一個點。三維旋轉(zhuǎn)，也稱為渦量，描述了海洋環(huán)流和天氣系統(tǒng)的行為。在描述大氣中的渦度時，絕對渦度和相對渦度是兩個需要理解和解釋清楚的術(shù)語。
什么是渦度？
渦度是一種顯微測量值，指示流體的自旋和旋轉(zhuǎn)。渦度描述了流體中局部旋轉(zhuǎn)的矢量表示。在地球系統(tǒng)中，渦度表示為風(fēng)分量變化的凈幅值。
通常，渦量定義為速度的旋度。沿正交笛卡爾軸 x、y 和 z 使用 u、v 和 w 表示的風(fēng)分量將流體包裹經(jīng)歷的完整旋轉(zhuǎn)或自旋描述為：
x、y、z 坐標(biāo)中的單位向量分別由 i、j 和 k 給出。
使用渦度分量表示大氣的旋轉(zhuǎn)動力學(xué)
在討論大氣或氣象模型時，渦度是一個不可避免的量。使用參數(shù)渦度描述與水圈、對流層和大氣相關(guān)的旋轉(zhuǎn)動力學(xué)。
渦度是一個具有水平和垂直分量的量。水平渦度矢量的方向連同水平速度矢量會影響上升氣流的旋轉(zhuǎn)，尤其是在雷暴期間。同樣，在關(guān)注大氣環(huán)流研究的同時，考慮了渦量的垂直分量，因為它與散度、大氣中的垂直運動和水平渦量有關(guān)。
地球物理流體動力學(xué)和渦度
在地球物理流體動力學(xué)中，渦量的垂直和水平分量非常重要。為了描述大氣的低層，使用了水平分量，而當(dāng)風(fēng)的速度或方向發(fā)生變化時，垂直分量起著重要作用。
渦度可以使用術(shù)語絕對渦度在慣性參考系中表示：
相對于地球的自轉(zhuǎn)，渦量使用以下等式描述：
在討論地球系統(tǒng)中流體的運動時，絕對渦度和相對渦度是交替使用的兩個術(shù)語。
絕對渦度
渦量的垂直分量在大尺度動力學(xué)中非常重要。
展開 從"流浪地球"到ChatGPT，頂流機(jī)器人設(shè)計需要哪些仿真技術(shù)？
遠(yuǎn)有《星球大戰(zhàn)》系列中的R2-D2、足球上長腦袋的BB-8，近有《流浪地球2》里面的“軍犬”笨笨，以及“你動它就動“的門框機(jī)器人。不一定類人的外觀、能夠自主活動的關(guān)節(jié)，配上一定的人工智能控制算法，大概就是人們幻想中未來機(jī)器人的樣子。
在現(xiàn)實生活中，機(jī)器人不是什么未來技術(shù)。它已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)、服務(wù)業(yè)、教育娛樂和軍事等行業(yè)中幾十年，并且隨著相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步在不斷迭代。應(yīng)該說，機(jī)器人是綜合了當(dāng)代機(jī)械、電子、控制等許多學(xué)科知識的一類集大成的產(chǎn)品。隨著人工智能的蓬勃發(fā)展，這個領(lǐng)域也正在變得更加”性感“。
當(dāng)然，作為一種機(jī)械設(shè)備，它也離不開機(jī)械設(shè)計和仿真。在各類機(jī)器人的設(shè)計流程中，都需要用到哪些仿真相關(guān)技術(shù)呢？
——先讓我們來看看神奇的chatGPT怎么說：
1、在機(jī)器人仿真設(shè)計過程中，有哪些重點技術(shù)？
2、在機(jī)器人的設(shè)計流程中，要用到哪些仿真技術(shù)
在這里，”仿真“一詞并不僅僅指對三維模型的力學(xué)、熱學(xué)等有限元仿真，也包含更廣義的，電路仿真、控制系統(tǒng)的仿真等等。
以多體動力學(xué)分析為例。機(jī)器人一般都包含多個可動的關(guān)節(jié)。為了讓機(jī)器人的工作表現(xiàn)達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，在設(shè)計階段就需要建立機(jī)器人的多體動力學(xué)數(shù)字樣機(jī)，來評估機(jī)器人的動力學(xué)、運動學(xué)特性。對于機(jī)器人整體，可以評估不同的控制策略；對于關(guān)鍵的承力部件，可以結(jié)合有限元仿真軟件完成剛-柔耦合分析。甚至還可以做一些拓?fù)鋬?yōu)化，讓機(jī)器手臂的樣子更具未來感。
3、多體動力學(xué)仿真在機(jī)器人設(shè)計中起什么作用？
展開 
【CAE案例】受地質(zhì)運動影響的大壩非線性仿真
20世紀(jì)70年代開始，大壩出現(xiàn)壩體開裂和閘門卡住的現(xiàn)象，初步判斷閘門卡住現(xiàn)象由地質(zhì)運動引起。1990年起，運維單位對壩址處的地質(zhì)運動進(jìn)行監(jiān)測，顯示地質(zhì)運動導(dǎo)致的位移量約為每年3mm。2010年后閘門卡住現(xiàn)象出現(xiàn)頻次顯著增加。因此，目前考慮通過完全重建或者部分改造，將大壩壽命延長幾年或幾十年。考慮到經(jīng)濟(jì)因素，優(yōu)先選擇論證部分改造這一解決方案的可行性，再對壩進(jìn)行部分改造。
圖1：工作視圖
圖2：監(jiān)測結(jié)構(gòu)位移圖
02 解決方案
根據(jù)大壩和閘門尺寸,在固體力學(xué)仿真軟件上建立物理模型，研究不同力學(xué)行為對壩體及閘門的位移應(yīng)力影響。圖3是大壩的有限元模型和計算施加的邊界條件。
圖3：使用的網(wǎng)格和施加的邊界條件
在固體力學(xué)仿真軟件計算中，施加荷載與邊界條件時除了要考慮力載荷(重力、靜水壓力)外，還通過模型邊界的強(qiáng)制位移來模擬地質(zhì)運動現(xiàn)象。結(jié)果顯示僅用材料的線彈性行為無法準(zhǔn)確描述大壩的位移情況，這是由于邊界上存在非線性接觸問題，因此需要在模型建立時用到單元JOINT_MECA_FROT，來模擬支座底部發(fā)生的剪切觸變形(如圖4所示)。
圖4：樁底的剪切面
JOINT-MECA-FROT是固體力學(xué)仿真軟件中的一種基于摩爾-庫倫準(zhǔn)則專門模擬大壩-基礎(chǔ)接觸面的單元類型。在這個模型中，混凝土的損傷機(jī)制可以通過彈性模量變化來體現(xiàn)。但應(yīng)力分析表明，在混凝土的強(qiáng)度之外，仍有很大的受應(yīng)力輻射區(qū)域。考慮到該區(qū)域的損傷可能會改變閘門的計算結(jié)果，CIH(法國水力大壩工程中心)和圖盧茲材料和建筑耐久性實驗室(LMDC)聯(lián)合開發(fā)了新的損傷模型ENDO_PORO_BETON，以精確描述混凝土的非線性彈性-塑性損傷行為。該模型實現(xiàn)了各向異性拉伸損傷(Rankine準(zhǔn)則)的評估，并考慮了多軸約束的壓縮剪切損傷(Drucker-Prager準(zhǔn)則)。
展開 Simdroid功能 多物理場仿真APP軟件 衡祖仿真
Simdroid是“仿真平臺+仿真APP”模式的通用多物理場仿真軟件，擁有單一物理場及多物理場耦合仿真內(nèi)核，覆蓋仿真全流程的建模仿真工具，無代碼化的仿真APP開發(fā)、編譯工具。下面我們一起來了解下Simdroid功能吧。
一、仿真開發(fā)環(huán)境
二、CAD建模功能
三、支持標(biāo)準(zhǔn)CAD格式文件的導(dǎo)入
四、完善的2D、3D全參數(shù)化建模功能
五、求解分析功能
1、流體力學(xué)模塊支持穩(wěn)態(tài)單相流、瞬態(tài)單相流、瞬態(tài)多相流和凝固過程分析，具備多重坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)流場模擬功能；
2、固體力學(xué)模塊支持通用靜力、模態(tài)和屈曲分析，支持接觸非線性、幾何非線性和材料非線性計算；
3、電動力學(xué)模塊支持靜電場、靜磁場、時諧磁場、瞬態(tài)磁場和場路耦合分析；
4、熱力學(xué)模塊包含傳導(dǎo)、對流兩種熱傳遞方式，支持穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)場分析。
六、網(wǎng)格剖分功能
1、具備梁單元、三角形單元、四邊形單元、四面體單元以及任意多面體單元的剖分功能；
2、完善的網(wǎng)格控制功能，支持網(wǎng)格自適應(yīng)和局部加密。
七、后處理功能
1、支持顯示動畫、切片等；
2、數(shù)據(jù)提取和統(tǒng)計功能；
3、具備云圖、矢量圖、等值線圖和流線圖等可視化功能；
4、支持繪制曲線圖、直方圖等；
5、具備報告輸出功能。
八、APP開發(fā)功能
1、采用圖形交互式開發(fā)環(huán)境，內(nèi)置豐富的界面控件；
2、開發(fā)者通過簡單的鼠標(biāo)拖拽即可便捷開發(fā)仿真APP。
九、本地APP
1、本地APP管理器具備仿真APP的管理和調(diào)用功能；
2、用戶可在其中查看仿真APP的詳細(xì)信息，添加、刪除和運行仿真APP。
展開 仿真筆記——Comsol 多物理場仿真軟件操作技巧
文章來源：CAE仿真學(xué)社
設(shè)計仿真 | 基于VTD的多物理傳感器自動駕駛系統(tǒng)仿真方案
而在對多種類，多數(shù)量的傳感器進(jìn)行物理模型仿真時，會占用大量的計算資源和網(wǎng)絡(luò)通訊資源，同時仿真的效果還受到PCIe總線帶寬及顯卡的接口數(shù)量限制。
基于VTD的多物理傳感器自動駕駛系統(tǒng)仿真方案，采用VTD的主從機(jī)布置方式，將VTD軟件安裝在主機(jī)Master上，從機(jī)slave上只安裝運行VTD所需要的依賴，主機(jī)以mount的方式將仿真軟件映射在從機(jī)Slave相應(yīng)的位置。在主機(jī)中配置各類型傳感器運行的顯卡平臺，仿真開始時，主機(jī)以ssh的方式將傳感器的計算任務(wù)下發(fā)到從機(jī)Slave的顯卡，以調(diào)用從機(jī)Slave的計算資源，達(dá)到仿真對速度的要求。各個計算機(jī)的顯卡將計算完成的數(shù)據(jù)，分別通過HDMI和以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)，發(fā)送到視頻注入板(FPGA)或直接發(fā)送給被測系統(tǒng)SUT。從而在感知層實現(xiàn)全鏈路仿真。該系統(tǒng)可以滿足用戶：
01
同時進(jìn)行多路視頻數(shù)據(jù)的感知算法驗證；
02
同時進(jìn)行多路激光雷達(dá)點云數(shù)據(jù)的仿真驗證；
03
同時進(jìn)行多路毫米波雷達(dá)點云數(shù)據(jù)的仿真驗證；
04
可進(jìn)行多V多R和多L的物理模型仿真驗證；
05
可進(jìn)行行泊一體的算法仿真驗證。
VTD方案優(yōu)勢
支持主從機(jī)的布置方式，合理分配計算資源；
主從機(jī)采用同一套仿真軟件，降低軟件成本；
根據(jù)顯卡的種類(圖形卡/計算卡)合理分配計算任務(wù)；
從機(jī)數(shù)量可擴(kuò)展。
展開 多物理場仿真對新能源汽車用電機(jī)優(yōu)化分析 衡祖仿真
然而電機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜參數(shù)之間耦合性高，需要借用仿真軟件在已有設(shè)計方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行仿真和優(yōu)化分析，得到特定性能下的理想設(shè)計，以減少開發(fā)成本和時間。
2、如何解決
國內(nèi)某車企的系列電機(jī)轉(zhuǎn)速400-1000rpm，適用于新能源車的剎車系統(tǒng)、電氣機(jī)械系統(tǒng)以及轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)等。針對該企業(yè)提升電機(jī)運行效率的需求，基于通用仿真平臺Simdroid，開發(fā)了專屬電機(jī)軟件，可便捷優(yōu)化電機(jī)參數(shù)。
在通用多物理場仿真PaaS平臺Simdroid?（伏圖?）中，通過“二維建模”功能，對電機(jī)的定轉(zhuǎn)子內(nèi)外徑、定轉(zhuǎn)子槽型等主要部件進(jìn)行參數(shù)化建模；對模型整體進(jìn)行網(wǎng)格剖分、邊界設(shè)置、磁場分析，可以得到電壓、電流曲線，以及等值線和云圖。
參數(shù)定義
磁場分布云圖
完成電機(jī)磁場分析流程后，使用Simdroid?內(nèi)置的APP開發(fā)器，用戶能夠非常方便地進(jìn)行APP開發(fā)。在三相感應(yīng)電機(jī)仿真計算APP中，通過對關(guān)鍵尺寸的調(diào)節(jié)，可以得到不同的設(shè)計方案，用戶可根據(jù)分析結(jié)果選擇方案。
電機(jī)仿真APP開發(fā)界面
3、前景介紹
三相感應(yīng)電機(jī)仿真計算APP可用于同類電機(jī)產(chǎn)品的設(shè)計中，覆蓋通信設(shè)備、電子產(chǎn)品、汽車、航空航天等工業(yè)領(lǐng)域。建模、網(wǎng)格劃分等復(fù)雜過程已封裝完好，可大幅降低設(shè)計工程師的使用門檻。該仿真APP具有輕量化、易操作等優(yōu)勢，可幫助企業(yè)快速迭代產(chǎn)品，降低開發(fā)成本，縮短開發(fā)周期。
展開 專為高校教學(xué)提供專業(yè)仿真工具——COMSOL多物理場仿真軟件
COMSOL是一款基于多物理場的仿真模擬軟件，在全球各著名高校，COMSOL Multiphysic已經(jīng)成為教授有限元方法以及多物理場耦合分析的標(biāo)準(zhǔn)工具，在全球500強(qiáng)企業(yè)中，COMSOL Multiphysic被視作提升核心競爭力，增強(qiáng)創(chuàng)新能力，加速研發(fā)的重要工具。COMSOL包含了結(jié)構(gòu)力學(xué)模塊、化學(xué)工程模塊、熱傳遞模塊、CAD導(dǎo)入模塊、地球科學(xué)模塊、射頻模塊等。如果您對COMSOL Multiphysics® 感興趣,或是希望購買軟件,歡迎隨時聯(lián)系我們。
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功能特色
求解多場問題—求解方程組，用戶只需選擇或者自定義不同專業(yè)的偏微分方程進(jìn)行任意組合便可輕松實現(xiàn)多物理場的直接耦合分析。
完全開放的架構(gòu)，用戶可在圖形界面中輕松自由定義所需的專業(yè)偏微分方程。
任意獨立函數(shù)控制的求解參數(shù)，材料屬性、邊界條件、載荷均支持參數(shù)控制。
專業(yè)的計算模型庫，內(nèi)置各種常用的物理模型，用戶可輕松選擇并進(jìn)行必要的修改。
內(nèi)嵌豐富的 CAD 建模工具，用戶可直接在軟件中進(jìn)行二維和三維建模。
全面的第三方 CAD 導(dǎo)入功能，支持當(dāng)前主流CAD軟件格式文件的導(dǎo)入。
強(qiáng)大的網(wǎng)格剖分能力，支持多種網(wǎng)格剖分，支持移動網(wǎng)格功能。
大規(guī)模計算能力，具備Linux、Unix 和Windows 系統(tǒng)下64 位處理能力和并行計算功能。
展開 Comsol多物理場仿真軟件在滑坡數(shù)值模擬中的運用
摘 要：滑坡地質(zhì)災(zāi)害由于其成因機(jī)制特殊，涉及水與巖土體之間作用，有關(guān)能模擬流-固耦合的軟件相對較少。而Comsol作為一款多物理場仿真軟件，其“多孔彈性”接口很好的做到了達(dá)西定律與固體力學(xué)的耦合，對于評估流體導(dǎo)致巖土體的變形有很大的優(yōu)勢。基于此，文中以某實際滑坡案例為基礎(chǔ)，利用Comsol多物理場數(shù)值模擬軟件對滑坡進(jìn)行了流-固耦合計算，獲取了滑坡的變形破壞機(jī)理及特征。
關(guān)鍵詞：Comsol多物理場仿真軟件;流-固耦合;滑坡;
引言
Comsol多物理場仿真軟件，涉及電氣、結(jié)構(gòu)、聲學(xué)、流體、傳熱等各個學(xué)科領(lǐng)域，對流-固耦合計算有天然的優(yōu)勢。對于針對滑坡問題中流-固耦合計算他有專門的計算接口“多孔彈性”接口，該接口主要對達(dá)西定律與固體力學(xué)進(jìn)行了耦合。多孔塌陷模型主要描述了多孔介質(zhì)中流體與基體變形之間的相互作用，基體中流體的變化將產(chǎn)生流體壓力或同等水頭。因此在模擬水對巖土體作用時，其所采用的本構(gòu)方程具有極大的優(yōu)勢。
西南某滑坡處于淺層變質(zhì)巖區(qū)域，該區(qū)域年降雨充沛，基巖裂隙十分發(fā)育。因此，地下水較為發(fā)育，滑坡區(qū)內(nèi)可見多出下降泉。研究區(qū)內(nèi)主要分布巖性較為單一，為粉砂質(zhì)泥巖，是地下水主要賦存介質(zhì)。經(jīng)實地調(diào)查，該滑受地下水影響明顯，因此有必要進(jìn)行流-固耦合計算。基于此，文中選用Comsol多物理場仿真軟件對該滑坡進(jìn)行了流固耦合計算，分析了地下水對滑坡的作用特征與機(jī)理[1]。
一、軟件介紹
COMSOL Multiphysics是一款通用的多物理場耦合仿真軟件，內(nèi)部提供完全耦合的多物理場和單物理場建模功能、仿真數(shù)據(jù)管理，可用于工程、制造和科學(xué)研究的絕大多數(shù)領(lǐng)域。
展開 
coms多物理場仿真
各位大神，comsol如何對mems氫氣傳感器進(jìn)行仿真
COMSOL多物理場仿真：蜘蛛會飛嗎
研究反重力蜘蛛的行為
Bristol大學(xué)的研究人員 Erica Morley 和 Daniel Robert 在多物理場實驗和仿真的幫助下，對這一現(xiàn)象進(jìn)行了研究，并在2018 年發(fā)表在Current Biology上的一篇論文中分享了他們的研究成果。
“我們驗證了這樣一種假設(shè)：蜘蛛可以探測到與[大氣電勢梯度]（APG）相關(guān)的電場分布（e-fields），并以此帶動它們飛行。”
–Erica Morley 和Daniel Rober，Current Biology，2018年
位于地球和電離層之間的大氣電勢梯度，是大氣中持續(xù)存在的電場。它的強(qiáng)度和極性會因當(dāng)?shù)靥鞖鈼l件的變化而變化，并且在雷暴天氣中強(qiáng)度最大。大氣電勢梯度是帶負(fù)電的地球表面與帶正電的電離層相互作用的結(jié)果。眾所周知，大黃蜂和蜜蜂等昆蟲可以探測并利用電場。但在 Morley 和 Robert 研究之前，蜘蛛是否具有相同的電場探測能力仍是一個謎。
地球的大氣層和電離層。通過 Wikimedia Commons 在公共領(lǐng)域中的圖像。
在討論他們的實驗和仿真工作之前，Morley 和 Robert 首先談到了圍繞風(fēng)力單獨作用于蛛形綱動物飛行的理論解釋。
“許多蜘蛛是使用多股展開的扇形絲線飛行的。每條絲線都是分開的，而不是在微風(fēng)中纏結(jié)和蜿蜒，這說明蛛絲上存在靜電斥力。”–Erica Morley 和Daniel Robert，Current Biology，2018年
飛行時的蜘蛛絲示意圖。
Morley 和 Robert 還指出，蜘蛛在僅存在非常輕的風(fēng)（低于 3 ms-1）的情況下就可以飛行，但是模型顯示，這種風(fēng)況的強(qiáng)度不足以使大型蜘蛛飛行。
展開 OOFELIE::Multiphysics 多物理場仿真分析軟件 [ 一 ]
OOFELIE::Multiphysics軟件介紹：Open Engineering 是一家在多物理領(lǐng)域提供計算機(jī)輔助工程(CAE)軟件工具和服務(wù)的技術(shù)公司。基于 OOFELIE::Multiphysics 平臺，為大型工業(yè) 3D 設(shè)計工作的進(jìn)行分析優(yōu)化。越來越多的高精度應(yīng)用必須在苛刻的條件下運行，在仿真中可以綜合考慮多物理的影響因素，并利用多種算法快速求解，OOFELIE::Multiphysics 多物理場仿真提供的數(shù)值結(jié)果貼近實際，大大節(jié)省了研發(fā)時間，也有助于提高設(shè)計創(chuàng)新，成功的技術(shù)創(chuàng)新是基于穩(wěn)健的設(shè)計。工業(yè)仿真問題不同于理論研究，往往要求實物建模、真實多場分析并快速求解。仿真設(shè)計通常涉及結(jié)構(gòu)、熱傳、機(jī)械、聲學(xué)與振動、壓電、熱阻、電流、流體、光學(xué)、微機(jī)電、電磁場等問題，這些物理場往往同時存在，相互影響。例如執(zhí)行器、傳感器、微機(jī)電系統(tǒng)。集成了有限元、邊界元、快速多級子算法的 OOFELIE::Multiphysics 仿真平臺能夠快速收斂和精確計算超大型多物理場耦合問題，減少設(shè)計周期，提高創(chuàng)新能力，是一款 3D 多物理 FEA 解決方案軟件。
OOFELIE::Multiphysics 軟件特點：
高效省時的用戶界面
高效處理超大規(guī)模的復(fù)雜問題
易于定制和集成您的設(shè)計流
旨在整合、共享和保護(hù)您的專業(yè)知識產(chǎn)權(quán)。
通過能夠從大多數(shù)供應(yīng)商導(dǎo)入、修復(fù)和優(yōu)化復(fù)雜的 CAD 模型，并在所有的物理仿真領(lǐng)域重用相同的模型，可以節(jié)省建模時間
多物理仿真領(lǐng)域是完全強(qiáng)耦合和集成的
OOFELIE::Multiphysics 穩(wěn)健的微系統(tǒng)設(shè)計
MEMS 和 MOEMS 在非常小的元件尺寸、產(chǎn)品可靠性和降低生產(chǎn)成本方面徹底改變了傳感器行業(yè)。不斷減小的尺寸使得強(qiáng)耦合多物理仿真方法成為獲得準(zhǔn)確、快速結(jié)果的必要手段。
展開 多物理場仿真降低了汽車噪音
為了解決這個問題，工程師使用多物理場仿真軟件來分析如何降低汽車噪音。
其實，行駛中車內(nèi)的噪音并不是單一的某種噪音，而是多種噪音疊在一起形成的。主要噪音來自發(fā)動機(jī)噪音、路噪、胎噪、風(fēng)噪、空調(diào)噪音、其他噪音等。這幾種噪音在不同車速、路面情況下此消彼長，構(gòu)成車輛整體噪音。
有以下幾種情況會產(chǎn)生汽車噪音。當(dāng)風(fēng)吹到外表面時，噪音通過汽車的部件傳遞到機(jī)艙內(nèi)部。這被稱為側(cè)翼噪音，是高速公路上汽車噪音的主要原因。在車輛周圍流動的湍流空氣導(dǎo)致?lián)躏L(fēng)玻璃和車窗振動，并且接觸道路的輪胎和與汽車操作相關(guān)的其他機(jī)械噪聲（例如發(fā)動機(jī)）也會增加汽車的整體噪音。
如何實現(xiàn)更安靜的行駛
上文說道擋風(fēng)玻璃會引起噪音，因此確定哪種玻璃表面引起的汽車噪音最小是至關(guān)重要的。工程師們進(jìn)行空氣動力學(xué)和振動聲學(xué)仿真，以不同的速度分析汽車前部玻璃傳聲的效果。
他們利用多物理場仿真分析測試，修改了前擋風(fēng)玻璃和前側(cè)窗的設(shè)計，以及玻璃的類型，并成功降低了噪音水平。而這個過程中，工程師希望將其設(shè)計和測試效率提高30％至50％。
汽車噪音降低了，會直接提高客戶滿意度和安全感。康寧正在使用多物理場仿真技術(shù)改進(jìn)其設(shè)計流程，從而具有了一定的競爭優(yōu)勢和縮短上市時間。
利用仿真進(jìn)行振動聲學(xué)研究
振動聲學(xué)的工作包括工程師對源數(shù)據(jù)的后期處理。CFD表面壓力被檢測到指定區(qū)域。數(shù)據(jù)被導(dǎo)入、處理和可視化成噪聲結(jié)果。
工程師可以將其壓力分布時間歷程轉(zhuǎn)換為波動的表面壓力負(fù)載或輸入到頻域的功率。然后將波數(shù)光譜直接應(yīng)用于模型。
然后在車架中的結(jié)構(gòu)和流體上測試這些對流和聲學(xué)載荷，以評估機(jī)艙內(nèi)的噪音。工程師可以通過最小化汽車內(nèi)的噪音來使用這些數(shù)據(jù)來優(yōu)化汽車的設(shè)計。
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