ansys 聯(lián)合仿真接口的案例
AMESim 與MATLAB 聯(lián)合仿真simulink 接口模塊使用方法
操作步驟
1
首先確定amesim 與 matlab/Simulink 聯(lián)合仿真仿真設置成功。
2
從 amesim 的工具欄‘工具’下拉菜單點擊‘啟動MATLAB’。
3
在已啟動的 MATLAB/Simulink 的模塊庫中可以找到‘AMESim interfaces’庫，庫中的兩個模塊就是我們需要的兩種計算方式的模塊，分別是標準方式 (AME2SL) 和聯(lián)合仿真方式(AME2SLCosim)。
4
使用方法，選擇一個模塊拖入到 simulink 界面中。
5
雙擊模塊，在彈出的界面中，刪除system 文字，填入amesim 建立的聯(lián)合仿真模型的名稱，再點擊 Load model，當文字由紅色變?yōu)楹谏f明模型導入成功。然后就可以在設置里面修改接口的通信時間等參數(shù)。
展開 康謀分享 | 自動駕駛聯(lián)合仿真——功能模型接口FMI（四）
使用這一方式的原因：一是為了計算不同參數(shù)時清晰明了，此外更重要的是這和FMU中的modelDescription.xml文件所對應，modelDescription.xml規(guī)定了FMU的結構，其結構可以參考FMI系列的第二篇文章：
康謀分享 | 自動駕駛聯(lián)合仿真——功能模型接口FMI（二）
https://www.yqgqt.org.cn/post/1945643
2、關注參數(shù)
在XML文件中，需要關注的參數(shù)類型為name和valuReference，STEERING_ANGLE這一name對應的valuReference值為3，那么為了方便我們使用這些參數(shù)，可以把這些定義的宏寫入到value_reference_ids.h中，當然也可以寫入simple_car.h這一頭文件里。
3、Cmake 編譯
在完成simple_car.cpp、simple_car.h和FMU描述文件modelDescription.xml文件的構建，最后一步就是要將其編譯成為所需FMU文件并生成我們的動態(tài)庫文件(.so/.dll)。
我們采用Cmake來進行編譯，除了定義源文件、添加庫、指定目錄、鏈接庫（主要是glm和fmi2_interface）以外，我們還需要針對FMI平臺進行配置：
以上就是基于FMI2.0構建FMU的全部內(nèi)容，在下一期中我們將介紹在仿真軟件aiSim中通過車輛動力學API來實現(xiàn)和FMU的聯(lián)合仿真。
展開 康謀分享 | 自動駕駛聯(lián)合仿真——功能模型接口FMI（三）
在之前的兩篇文章中（文末往期回顧中可查看），我們主要介紹了功能模型接口FMI的主要組成部分和一些使用場景，今天就以康謀自動駕駛仿真軟件aiSim為例，來展示一下如何建立一個FMU并實現(xiàn)基于UDP和FMI聯(lián)合仿真（co-simulation）數(shù)據(jù)通信。
一、效果預覽
PC1 aiSim運行效果
PC2 讀取FMU和UDP通訊
一、相關配置
OS：Ubuntu22.05
仿真軟件：aiSim 5.2.0
首先是要構建所需要的FMU，在一些動力學仿真軟件上，如CarSim，可以直接導出動力學模型對應的FMU文件，但本次我們基于C++從零構建FMU文件。
需要編輯的6份文件分別是：
fmi_simple_car.cpp：根據(jù)FMI2.0標準實現(xiàn)一個車輛模型
simple_car.h：車輛模型的頭文件
simple_car.cpp：車輛模型的實現(xiàn)文件
value_reference_ids.h：定義值應用ID的頭文件
modelDescription.xml：定義FMU結構的根文件
simple_car_fmu.json文件：用于將構建的FMU文件映射到aiSim的車輛動力學中（非構建FMU所必須）
三、操作步驟
首先是fmi_simple_car.cpp文件主要包含了6個部分，最終實現(xiàn)為模擬控制一個簡單的車輛模型，包括了實例化、設置參數(shù)，執(zhí)行仿真步驟以及獲取和設置模型參數(shù)的功能。
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</li><li class="ql-align-justify">導入工具和模型之間的接口相對簡單。</li><li class="ql-align-justify">可以選擇不同的聯(lián)合仿真算法和通信步長來實現(xiàn)更穩(wěn)定精確的仿真方案。</li></ul><h2 class="ql-align-justify"><strong>三、聯(lián)合仿真的接口Interface</strong></h2><p class="ql-align-justify">通信時間步長可以和內(nèi)部步長不同，通信時間步長主要是不同F(xiàn)MU之間交換信息，而在各自的內(nèi)部可以時是不同的可變時間步長。</p><p class="ql-align-justify">在聯(lián)合仿真接口中，參數(shù)會根據(jù)FMI標準有著典型的調(diào)用順序：</p><ul><li class="ql-align-justify">得到輸出：fmiGetXXX(...)</li><li class="ql-align-justify">觸發(fā)計算直到下一個通信節(jié)點：fmidoStep(...)</li><li class="ql-align-justify">設置輸入值：fmi2SetXXX(...)
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康謀分享 | 自動駕駛聯(lián)合仿真——功能模型接口FMI（一）
功能模型接口FMI（Functional Mock-up Interface）是一個開放且與工具解耦的標準。FMI包含了一個C-API（接口），一個用于描述接口的XML文件以及可交換的功能模型單元FMU（Functional Mock-up Unit），通常會是“zip”文件。FMI實際上是提供了容器化形式的模型，能夠在不同的目標上輕松進行重復使用和部署，實現(xiàn)在不同的自動駕駛仿真工具之間動態(tài)交換仿真模型和聯(lián)合仿真。
一、FMI的使用
1、導出和導入工具
通常來說在使用FMI時會有包含導入和導出工具。
導出工具通常是開發(fā)模型的地方，能夠?qū)⒛Ｐ桶凑誇MI標準打包為FMU；導入工具通常獨立于導出工具，可以在外部設置由C-API定義的一個變量、一個值或是觸發(fā)一個計算步驟，在接收FMU后在，可以在導入工具中與其他模型結合并實現(xiàn)聯(lián)合仿真。
實際上FMI標準只定義了一個FMU的接口，在多個FMU進行耦合并實現(xiàn)聯(lián)合仿真時，F(xiàn)MI標準并不涉及到的聯(lián)合仿真算法或是FMU 的求解器。
2、FMU文件結構
FMU作為模型的容器能夠自由的進行分發(fā)，通常來說是一個以".fmu"結尾的zip文件。
在一個FMU文件中，至少包含了一個模型描述文件，其描述了模型變量、接口、能力以及模型架構擴展限制的元數(shù)據(jù)信息。
還至少包含了一個二進制的模型表示，在Linux系統(tǒng)下是.so文件，在window系統(tǒng)中是dll文件。也可以是C源碼，能夠讓使用者進行重新編譯創(chuàng)建一個新的二進制文件用于新的目標，這一部署機制可以方便的擴展到不同的系統(tǒng)平臺上。
除此以外，可能還包括額外的文件，比如模型文檔和相關的頭文件。
展開 康謀分享 | 自動駕駛聯(lián)合仿真——功能模型接口FMI（終）
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</figure>
</div><h3>3、效果展示</h3><p>在完成以上工作后，可以啟動整個進程，看一下分布式聯(lián)合仿真的效果。FMU和對應的腳本運行在PC1上，aiSim運行在PC2上。</p><p>以上就是關于功能模型接口FMI的聯(lián)合仿真的全部內(nèi)容，通過FMU我們可以快速的在不同工具之間進行集成，而不需要進行大規(guī)模的模型移植或是繁瑣的聯(lián)調(diào)。</p><p>如果涉及到聯(lián)合仿真，每個子系統(tǒng)都需要對應的仿真器進行求解，在通信時數(shù)據(jù)的交換頻率和吞吐量都會對延時造成影響，從而造成仿真的偏差，可以優(yōu)化不同的通信機制或是采用案例中主動觸發(fā)的方式來減少負面影響。</p>
展開 ANSYS Workbench 和 ANSYS 聯(lián)合仿真
這是 ANSYS 工程實戰(zhàn) 第 36 篇文章
問題描述：
雖然 ANSYS Workbench 在處理實際工藝問題時操作更方便、更快捷、更容易上手，但劃分網(wǎng)格的一致性、計算結果的一致性、結果顯示及快捷提取等還是有一些問題，個人還是跟愿意用 ANSYS 進行后處理，尤其是使用 ANSYS 的 APDL 進行結果批提取，這一章主要介紹 ANSYS Workbench 和 ANSYS 的聯(lián)合使用。
1. 用 ANSYS 讀取 ANSYS Wrokbench 結果
在 ANSYS Workbench 進行 Solve 運算前，應設置 Save MAPDL db 功能，才能用 ANSYS 打開結果文件。具體方法：在 Analysis settings 功能中找到 Analysis Data Management，設置 Save MAPDL_db 為 Yes，如圖 1。
圖 1 Save MAPDL db 功能設置
插入 Mechanical APDL：退出 ANSYS Workbench 的操作界面，右鍵 Solution 選擇 Transfer Data To New – Mechanical APDL 編輯環(huán)境，如圖 2 。
圖 2 插入 Mechanical APDL
更新 Mechanical APDL：右鍵 Solution 選擇 Update 進行結果更新，此時 Static Structural 各項都變成對勾，如圖 3。
展開 基于Adams與Ansys的噴漿機斷臂仿真分析 附ANSYS和ADAMS聯(lián)合仿真步驟--剛柔混合模型
后臂各鉸點x、y、z方向受力情況
基于Ansys的后臂有限元模型建模及仿真
1.基于HyperMesh有限元模型前處理
為了獲得精度較高的網(wǎng)格，也方便定義后臂材料屬性。本案例中使用HyperMesh對后臂幾何體進行網(wǎng)格劃分。
HyperMesh網(wǎng)格模型
為了方便在對應的鉸點上施加上面得到的Adams仿真分析得到的受力結果，在后臂的鉸座表面處均建立了點網(wǎng)格（MASS21）,并與鉸座表面節(jié)點建立起剛性連接。定義點網(wǎng)格質(zhì)量近似為0，這樣在點網(wǎng)格施加的力可以等效的傳遞到鉸座表面各節(jié)點處。
HyperMesh中建立的剛性連接
2.Ansys有限元模型
將HyperMesh建立的網(wǎng)格文件輸出為cdb格式并導入到Ansys中，在油缸鉸座位置設置約束，并在鉸點處分別添加x、y、z方向的作用力。（注意：此時坐標系需要與Adams中是否保持一致）
Ansys 仿真模型
進行上述設置后，進行慣性釋放（Inertia Relif）后進行求解，得到后臂應力仿真分析結果。
后臂應力仿真分析結果
后臂斷裂位置與有限元結果對比
通過對比該公司現(xiàn)場問題斷臂的位置和有限元仿真結果，后臂出現(xiàn)裂縫和斷開位置均位于后臂的T型角處，與仿真應力最大位置一致。
后臂斷裂位置與有限元結果對比
下載地址：ANSYS和ADAMS聯(lián)合仿真步驟--剛柔混合模型建立
展開 ANSYS經(jīng)典界面與ANSYS Workbench的聯(lián)合仿真
結論
所以，如果既想使用ANSYS Workbench的自動化操作，又不想犧牲底層功能，通過以上方法可以實現(xiàn)ANSYS經(jīng)典界面與Workbench的聯(lián)合仿真。
在把模型導入到經(jīng)典界面中以后，可以查看一下經(jīng)典界面中的一些設置，如單元類型，材料模型，實常數(shù)等，可以對ANSYS Workbench里面封裝部分的內(nèi)容進行了解，以便更好的理解有限元軟件的基本原理。
【免責聲明】 文章為轉載，版權歸原作者所有。如涉及作品版權問題，請告知，本人將即刻作出相應的處理！
ANSYS與ANSYS Workbench數(shù)據(jù)共享與聯(lián)合仿真教程
ANSYS自從12.0版本推出圖形化操作界面的ANSYS Workbench后，之后許多ANSYS學習者，可能就是直接學習ANSYS Workbench，畢竟簡單易學，容易上手，但是這在無形當中也為初學者埋下了隱患，因為我們學習ANSYS等有限元軟件，最重要的是掌握有限元基本理論以及力學理論，這樣才能更好的去建立更加真實可靠的數(shù)值模型，合理準確地評估仿真結果，而Workbench的使用和操作，幾乎沒有涉及到有限元基本理論，比如說單元的選擇，這些全被封裝，用戶無需去設置，導致很多Workbench用戶，一直不能獨立地去完全項目，只能去模仿案例，這也是學習Workbench時要注意的事情！
所以對于新手入門ANSYS時，個人還是建議先學點有限元基礎理論知識，先學習ANSYS APDL，掌握一定基礎后，在學習ANSYS Workbench，這樣學習效果更好，更有深度。而且，如果一味地去學習workbench，你會發(fā)現(xiàn)所有的操作你都不明白為什么要這樣做，你會遇到越來越多的瓶頸，最終會導致你放棄學習，這也是為什么不推薦直接入門Workbench的原因之一。
那么，言歸正傳，對于我們現(xiàn)在部分用戶，不僅會使用APDL和GUI操作，更是會使用ANSYS Workbench，我們怎樣將兩者結合起來，發(fā)揮APDL的底層操作以及Workbench的便捷操作優(yōu)勢，使得效率最大化呢?下面，我?guī)Т蠹乙黄鹂纯矗绾尾僮鳎瓿?em>ANSYS與ANSYS Workbench數(shù)據(jù)共享與聯(lián)合仿真。
1.ANSYS與ANSYS Workbench數(shù)據(jù)共享與聯(lián)合仿真
有限元模型共享：如何將Workbench建立的有限元模型，導入到ANSYS中進行底層操作？底層操作后，又如何導出到Workbench進行計算或者結果后處理？
展開 仿真應用 | Rocky DEM與ANSYS Fluent聯(lián)合仿真
包建業(yè)
南京安世亞太公司
近年來，作為RockyDEM（離散元仿真工具）母公司的ESSS公司，其與ANSYS公司的合作逐漸加深。一方面，在銷售途徑上，其可以借助ANSYS公司的銷售渠道；另一方面，Rocky DEM已經(jīng)實現(xiàn)了與ANSYS產(chǎn)品的技術聯(lián)合開發(fā)，其可以使用ANSYS的前后處理工具，并且能夠?qū)崿F(xiàn)與ANSYS產(chǎn)品的快速耦合計算，以及參數(shù)優(yōu)化等功能。
圖1-Rocky DEM可以集成在ANSYSWorkbench平臺下
DEM-CFD耦合方法對模擬顆粒-流體系統(tǒng)的作用非常巨大，能以數(shù)值仿真來擴大顆粒-流體耦合的模擬處理范圍。復雜的物理現(xiàn)象，如氣力輸送、顆粒干燥、研磨機內(nèi)漿液流動、甚至是顆粒與流體之間的化學反應，都可以借助這種方法來實現(xiàn)仿真和分析。
圖2-Rocky與ANSYS集成后，F(xiàn)LUENT的計算結果可通過接口傳遞給Rocky
Rocky DEM作為ANSYS Workbench的組件，能夠與ANSYS Fluent進行耦合計算，無需借助第三方工具。其耦合方式有兩種：單向和雙向耦合。
圖3-Rocky DEM與FLUENT耦合方式
圖4-Rocky DEM與FLUENT雙向流固耦合設定界面
在進行耦合計算時，流體-顆粒相互作用的納維斯托克斯方程中的耦合項，考慮了阻力、升力浮力、虛擬質(zhì)量、角動量和其他力。
展開 
ANSYS-SIMPACK 【車-橋耦合】 聯(lián)合仿真
0序
自2021-10-22預告《ANSYS-Simpack聯(lián)合仿真車-線-橋動力相互作用模型》以來，該課程遲遲未上架，很多小伙伴也是從學生時代等到了畢業(yè)也未等到。。。對此，僅代表本工作室對從事車橋研究的科研學子們真誠的說聲抱歉！ANSYS不同于ABAQUS，其接口并沒有想象中的那么順暢，這也是影響我們課程進度的一道技術壁壘之一。
當我們一致認為該課程已爛尾，或?qū)⒊蔀椤坝猩辍毕盗袝r，一次偶然的機會，讓我們重拾了信心，集中攻關，終不負眾望，打破瓶頸。因此，也給予我們一個重要啟示：念念不忘，必有回響！希望看到我們這封預告書的小伙伴們也在今后的生活工作中，有此堅韌不拔的意志，相信光！！！
1課程介紹——以CHN60鋼軌、32m簡支橋梁為例
此次【車-橋耦合】分為兩種方法，對應兩個課程。方法一為快速解決求解效率而設定的梁單元建模，方法二則是更為精細的實體單元建模。兩種方法所采用的耦合搭接方式也是不同的，并且通過學習后也可相互調(diào)換。本課程旨在方法的講述，而非針對特種，不具普遍性、一般性的橋梁的建模敘述。當然，學會方法后，將其用到各自領域里面是非常輕松的一件事，包括但不限于：大跨度斜拉，懸索橋的車橋耦合，地震，風等。
【車-橋耦合】方法一
鋼軌與橋梁均采用梁單元建模，扣件間距設置為0.6m，實際橋跨支撐距離設置為30m（為方便建模所設，不必學此，學方法即可），在SIMPACK中采用類魚骨法進行軌-橋耦合搭接。話不多說，上才藝：
橫向響應
垂向響應
視頻中，為何鋼軌看起來變形很大，那是為了讓大家看清楚而設置了變形放大系數(shù)所致。
展開 HyperMesh與ANSYS聯(lián)合仿真（一）
HyperMesh開放的架構提供了廣泛的CAD、CAE和CFD軟件接口，并且支持用戶自定義，從而可以和任何仿真環(huán)境無縫集成。
ANSYS功能強大，現(xiàn)在已成為國際最流行的有限元分析軟件，在歷年的FEA評比中都名列第一。目前，中國100多所理工院校采用ANSYS軟件進行有限元分析或者作為標準教學軟件（摘自百度百科）。同時ANSYS還是性能卓越的
多物理場耦合分析軟件。筆者之所以一直放不下對ANSYS的熱愛，一個原因是ANSYS擁有數(shù)量龐大的
單元庫，幾乎為所有的分析類型和要求都指定了特定的單元；另一個就是ANSYS的
參數(shù)化設計語言APDL，也就是平常大家所說的命令流。
既然兩款軟件都這么強大，那么聯(lián)合起來會怎么樣？下面筆者用一個簡單的
帶孔薄板拉伸（
平面應力問題）的例子來講解一下HyperMesh與ANSYS聯(lián)合仿真的關鍵步驟及注意事項。
本例仍然使用公眾號文章《ANSYS與材料力學之軸向拉伸和壓縮（六）》中使用
的模型、載荷及邊界條件。
Step1：設置求解器選項。
打開HyperWorks2020，在File中將Solver Interface設置為Ansys。
Step2：建立幾何模型。
在HyperWorks的Geometry模塊中建立帶孔薄板的平面模型如下圖所示。長為20mm，寬為10mm，孔徑為2mm。厚度設置為0.1mm（在平面單元屬性中定義）。
Step3：創(chuàng)建Sensor來存儲單元類型。
在Model模型樹下的空白處右擊選擇Create→Sensor，并將其命名為“PLANE”。單擊“PLANE”，將Element Type改為“PLANE182”，其他選項保持默認，從而創(chuàng)建出我們計算時需要的單元。
展開 hypermesh-ansys聯(lián)合仿真模型裝配1
圖1.4連接效果
需要說明，建立好連接后需要在新建的耦合節(jié)點上再建立一個質(zhì)量非常小的質(zhì)量單元，在《hypermesh-ansys聯(lián)合仿真之質(zhì)量單元》中已經(jīng)進行過說明。
2.建立螺栓梁單元
圖2.1
首先按照1中的方式分別在兩個孔建立耦合節(jié)點，如圖2.1和圖2.2.
圖2.2
然后以兩個新建的耦合節(jié)點為端點建立梁單元，如圖2.3紅色的梁單元。
圖2.3
3.建立實體單元
建立實體單元更接近實際結構，但是計算量也會增加不少。采用實體單元有兩中方式，一種是螺栓與被連接件采用綁定約束，這種可以應用于靜力學和線性動力學分析；另一種是螺栓與被連接件采用非線性接觸，此時不能應用與線性動力學，但是可以應用與非線性靜力學和動力學分析，當應用于線性動力學時要么報錯要么自動將非線性接觸自動轉化為綁定接觸。
4.總結
上面3中建模方式采用策略如何？對于線性動力分析中，包括但不限于運輸振動、諧響應等建議一般采用第1種和第2種建模方式，首先結構簡單特別是螺栓連接比較多的裝備中相對第3中建模可以明顯降低單元數(shù)量，如果同時關注螺栓應力可以采用第2種，如果螺栓應力是主要校核點還是采用第3種建模方式，特別是對一些比較重要的法蘭、壓力容器等強度校核時根據(jù)情況選擇實體建模并做非線性分析。
展開 2025大賽優(yōu)秀作品 | 基于 Ansys HFSS 與 Circuit 的 LPDDR4X 接口系統(tǒng)級 EMI 仿真
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</figure>
</figure><p>仿真是加速設計周期最有效的手段之一，它使我們能夠在開發(fā)早期識別并解決 PISI、EMI 以及熱管理等關鍵問題。隨著 LPDDR4X 成為主流內(nèi)存接口，廣泛應用于各類 SoC 平臺，尤其是在高性能 SoC 系統(tǒng)中，為防止芯片因過熱而損壞，通常會采用散熱器甚至風扇進行熱管理。然而，當散熱器與系統(tǒng)連接處理不當時，可能會引發(fā) EMI 問題，影響系統(tǒng)的電磁兼容性。本文基于 FCC 認證過程中遇到的 LPDDR4X 接口 EMI 問題，采用 Ansys HFSS 與 Circuit 工具進行聯(lián)合建模與仿真分析。通過系統(tǒng)級建模，成功定位了 EMI 問題的根源，并迅速提出了有效的解決方案，大幅節(jié)省了開發(fā)時間與人力成本。</p><p><strong>挑戰(zhàn)/需求</strong></p><p>在 FCC/CE 認證階段，硬件設計已基本定型，若此時出現(xiàn) EMI 問題，將可能帶來災難性的后果。因此，在系統(tǒng)開發(fā)與設計初期就應充分考慮 EMI 風險，以避免后期改版所導致的產(chǎn)品上市延遲，以及由此產(chǎn)生的人力與物力成本。
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