仿真計算效率的案例
設計仿真 | Adams-Marc聯合仿真助力萊頓汽車集團提升仿真計算效率
最終聯合仿真和Marc單獨仿真的結果僅相差10%，這是意料之中的事，因為正常的Marc仿真將所有部件作為柔性體，而聯合仿真將大多數部件作為剛體。之前就發現Marc仿真模擬的結果與物理測量結果非常接近。關鍵值的聯合仿真結果是值得信賴的，如作為輸入扭矩函數的內部驅動角與Marc模擬的變化小于10%。“考慮到計算時間的大幅減少，這種微小的結果差異是可以接受的,”賈博士說。
“這項技術首次將先進的非線性有限元分析作為設計過程的一個組成部分,這與十年前在計算能力方面的進步意義相似。在設計過程的早期階段，使用Adams-Marc聯合仿真可以評估不同設計的備選方案，這將大大加快設計過程。一旦我們找到了一個看起來很有希望的設計，我們將運行更準確的Marc模擬來驗證其性能。”
——萊頓汽車集團總工程師 賈博士
展開 Adams-Marc聯合仿真助力萊頓汽車集團提升仿真計算效率
關鍵值的聯合仿真結果是值得信賴的，如作為輸入扭矩函數的內部驅動角與Marc模擬的變化小于10%。“考慮到計算時間的大幅減少，這種微小的結果差異是可以接受的”，賈博士說。
“這項技術首次將先進的非線性有限元分析作為設計過程的一個組成部分,這與十年前在計算能力方面的進步意義相似。在設計過程的早期階段，使用Adams-Marc聯合仿真可以評估不同設計的備選方案，這將大大加快設計過程。一旦我們找到了一個看起來很有希望的設計，我們將運行更準確的Marc模擬來驗證其性能。”
——萊頓汽車集團總工程師 賈博士
深圳市優飛迪科技有限公司成立于2010年，是一家專注于產品開發平臺解決方案與物聯網技術開發的國家級高新技術企業。
十多年來，優飛迪科技在數字孿生、工業軟件尤其仿真技術、物聯網技術開發等領域積累了豐富的經驗，并在這些領域擁有數十項獨立自主的知識產權。同時，優飛迪科技也與國際和國內的主要頭部工業軟件廠商建立了戰略合作關系，能夠為客戶提供完整的產品開發平臺解決方案。
優飛迪科技技術團隊實力雄厚，主要成員均來自于國內外頂尖學府、并在相關領域有豐富的工作經驗，能為客戶提供“全心U+端到端服務”。
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在這個仿真流程中，使用Adams-Marc聯合仿真分析扭矩調制器僅花費了兩個小時，這是Marc單獨仿真所需時間的1/15。
Marc仿真與Adams-Marc聯合仿真左側彈簧動態載荷的比較
“我們正在尋找一個解決方案，在很短的時間內可以允許我們仿真扭矩調制器的性能，包括材料和幾何的非線性，這樣我們就可以將現有的非線性分析集成到設計過程中。”賈博士說，“我們有一個系統級多體動力學仿真與非線性有限元分析相結合的思想。在部件級別，針對變形較大的組件，實現快速解決方案和準確結果。”MBD軟件以前已經與線性有限元分析軟件集成，但沒有與非線性有限元分析集成，后者可以為具有大變形和材料非線性的部件（例如扭矩調制器中的彈簧）提供準確的結果。
最終聯合仿真和Marc單獨仿真的結果僅相差10%，這是意料之中的事，因為正常的Marc仿真將所有部件作為柔性體，而聯合仿真將大多數部件作為剛體。之前就發現Marc仿真模擬的結果與物理測量結果非常接近。關鍵值的聯合仿真結果是值得信賴的，如作為輸入扭矩函數的內部驅動角與Marc模擬的變化小于10%。“考慮到計算時間的大幅減少，這種微小的結果差異是可以接受的,”賈博士說。
“這項技術首次將先進的非線性有限元分析作為設計過程的一個組成部分,這與十年前在計算能力方面的進步意義相似。
展開 ADAMS仿真過程中如何提高計算效率，縮短計算時間，相應其他軟件也可以類似操作。（原創）
大家再用軟件做仿真計算時，總是感覺很費時間，有時候一算幾十個小時還沒有正確結果。個人總結了一下ADAMS中設置仿真計算節約時間的一些小規律，請采納，其他的軟件類似也是如此。
1、ADAMS中 end time和steps設置
endtime是仿真時長,step是仿真步數
顧名思義，仿真時長就是運動終止時間，如果是周期運動，一般計算幾個周期就行了，周期重復得到的結果就是一樣的，得到的曲線在一個周期時候系統已經平衡，所以你的仿真時長不管改多大，曲線都會是同樣的。比如圓周運動和往復運動，計算兩三個周期的時間就夠了；
再說仿真步數，步數越多，仿真越詳細，計算量越大，但是精度也就越高，因為迭代的次數多，在你整個兒系統的驅動和約束已經確定的情況下，對你仿真的結果不會產生太明顯的影響，所以這里適當即可，幾百到小幾千已經很好了，別大幾千上萬，那就是浪費了。
2、默認算法設置
系統中默認的算法采用的采用的GSTIFF算法，雖然不太懂什么意思，但是改成HHT算法計算效率能提高30%以上的，結果并沒有什么影響的，本人已經通過算例驗算過。具體操作改正如下:
ADAMS view--settings--solver--dynamics--integrator--HHT
3、計算機多核設置
一般默認計算機只設置了單核計算，效率很低，大家都不會去修改，如果計算機是雙核，四核八核呢，是不是快很多。操作如下：
-ADAMS view--settings--solver--executable--左下角more--把1直接改成2、4、8
現在就這么多，后期發現還有再給補上吧。
展開 
柴油機后處理器DOC轉化效率+DPF吸附效率仿真模型 ￥30
無
【工程仿真效率革命】HyperMesh二次開發實用工具箱——讓CAE分析效率提升300%
專為一線工程師打造，解決仿真建模90%重復性工作 ￥80
?? 核心價值：從繁瑣操作到智能自動化
本工具箱深度集成于HyperMesh+Abaqus工作流，由一線仿真工程師基于近10年項目實戰經驗開發，直擊CAE前處理核心痛點：
? 通用工具：跨求解器兼容（Abaqus/LS-DYNA/Nastran等），解決80%重復操作
? 專用工具：9大分析工況一鍵生成，覆蓋汽車/電池/航空航天核心場景
? 效率實測：復雜模型處理時間從小時級壓縮至分鐘級
?? 通用工具——跨求解器的效率倍增器
（適用于主流FEA求解器，解決高頻痛點）
Comps to Props
?? 智能屬性生成：自動識別部件名稱中的厚度描述（如"Plate_2mm"→厚度2mm屬性），無需手動輸入
?? 無GUI設計：后臺靜默運行，批量處理千級部件
2.create_mat
?? 材料庫革命：支持Excel材料庫導入，一鍵調用標準材料（如鋁合金/復合材料）
?? 手動創建模式：內置常用材料模板，參數填寫效率提升5倍
3. lowfoam_ductile
?? 失效數據終結者：解決HyperMesh無法粘貼大量泡棉/ductile數據的行業痛點
?? 一鍵導入：支持1000+數據點自動填充，避免手動輸入誤差
4.replace_str
?? 批量重命名神器：智能正則表達式替換（如"A_2:5"→"A_T2P5"）
?? 應用場景：百級部件命名秒級完成
5.remove_inp
?? INP文件凈化器：自動移除Abaqus導入產生的冗余字符串（如"Part_1_1"）
?? 無GUI設計：后臺靜默清理，保持模型結構純凈
6.move_comps
?? 幾何整理專家：智能識別同類部件（如螺栓/支架）并合并至同一component
展開 一文讀懂Fluent并行計算，三大技術提升計算效率新境界！
作為流體仿真軟件的“頂流”，Fluent被學生、工程師及科研人員廣泛使用。隨著技術的不斷進步，Ansys工程師們致力于優化底層的并行算法，以提升其計算性能，使用戶體驗飛一般的計算速度。
在Ansys Fluent中，盡管工程師已經針對并行算法進行了充分優化，但在實際應用中，還有其他方法可以進一步提高計算性能。本文闡述了Fluent并行計算的基本原理，同時探討通過AVX2指令集加速、GPU加速以及超線程等技術手段來提高計算效率。
01 什么是Fluent并行計算
Fluent的并行求解器通過協同運作多個進程來計算大型問題，這些進程既可以在同一臺機器上運行，也可以在網絡中的不同設備上運行。
并行求解器將計算域分為多個區域（圖1），將各數據分區分配至不同的計算進程（稱為計算節點，圖2），每個計算節點都在其專屬數據集上同步執行同一程序。主進程（或稱為主機）不包含網格單元、面或節點（除非使用 DPM 共享內存模型），其主要職責是解析 Cortex（負責用戶界面和圖形相關功能的 Fluent 進程）發送的指令，并將這些指令（及數據）傳遞給某一計算進程，再由該計算進程將其分發至其他計算進程。
圖1:計算區域分區
圖2：分區網格邊界
計算節點負責存儲并執行部分網格的計算任務，而位于分區邊界的單層重疊單元格層則負責跨分區邊界的通信（圖2）。盡管單元格和面被分割，但網格中的所有域和線程在每個計算節點上均存在鏡像（圖3）。線程以鏈接列表的形式存儲，和串行求解器保持一致。計算節點可在大規模并行計算機、多CPU 工作站或具備相同或多工作站組成的網絡 上實現。
展開 『分享』MSC/Nastran有限元計算效率和計算精度分析
摘 要 本文通過一個簡單的計算例子說明在使用有限元分析軟件MSC/Nastran進行實際工程計算時，計算精度、計算機時與有限元規模之間的關系，通過比較，可以看出，在工程實際計算中，應合理地對計算問題進行有限元網格的劃分，以較高的計算效率獲得較高的計算精度。
LS-DYNA參與計算的CPU數目與求解效率詳解 ￥1.99
開始前幾個問題：
問題1：計算機上只有1個8核16線程的CPU，在計算LS-DYNA SMP版本的算例時，CPU數目分別使用4、8、16,求解的效率會是線性增長嗎？
問題2：計算機上只有1個32核64線程的CPU，在計算LS-DYNA SMP版本的算例時，CPU數目分別使用8、16、32、64, 求解的效率會是線性增長嗎？
問題3：計算機上只有1個8核16線程的CPU，在計算LS-DYNA MPP版本的算例時，CPU數目分別使用4、8、16,求解的效率會是線性增長嗎？
問題4：計算機上有2個32核64線程的CPU，在計算LS-DYNA MPP版本的算例時，CPU數目分別使用8、16、32、64、128, 求解的效率會是線性增長嗎？
問題5：是不是計算時CPU利用率越高，計算效率越高？
在Windows平臺上，可能這幾個問題的答案超出你的想象！
問題1答案：
計算機上只有1個8核16線程的CPU，在計算LS-DYNA SMP版本的算例時，CPU數目分別使用4、8、16,求解的效率會是線性增長嗎？
在單顆8核16線程的CPU計算機上，SMP求解器建議在2、4、8時效率會提升，但是不建議超過8（不要超過物理核數，建議關閉超線程），超過物理核數8后，效率沒有任何提升！
問題2答案：
計算機上只有1個32核64線程的CPU，在計算LS-DYNA SMP版本的算例時，CPU數目分別使用8、16、32、64, 求解的效率會是線性增長嗎？
在單顆32核64線程的CPU計算機上，SMP求解器使用CPU數目分別為8、16、32、64時效率會提升，但是不建議超過16（極限不超過單顆CPU物理核數32），超過物理核數16后，效率幾乎沒有任何提升！
展開 Ansys Workbench利用超單元子結構技術，提升大模型計算效率 ￥10
問題：
對于復雜模型進行仿真計算時，網格規模巨大、計算難度驟增。Ansys針對這類工程問題提供模態綜合法（CMS）利用超單元，將非關鍵部件進行縮減計算。
本文根據查閱到的網絡資料，對超單元縮減計算如何在Ansys Workbench 中實現，進行了介紹。
示例：
工業設計產品需要模擬工作環境進行振動試驗，產品本身結構已經很復雜，再加上工裝往往是一個更大的結構。因此這類仿真計算非常適合適用子結構技術，將工裝等大模型進行超單元縮減計算，可以顯著提升計算效率。
如下圖所示，產品+工裝進行振動模擬仿真，仿真產品結構模態和端點的振動響應加速度曲線。
結果展示：
使用超單元縮減計算，可以有效完成復雜模型的計算需求。且計算結果基本一致。
詳細步驟：
模型說明：
? 產品由PartA和PartB兩個部分構成，其中PartA兩端夾持部位做了共面處理（驗證連接關系，可以忽略）；
? 各個零件的連接面有一定間隙，使用Bonded MPC Radius 3mm 連接；
? 約束工裝底面 fix；
一：產品+工裝完整模型計算
產品+工裝一起進行模態和5-2000Hz的諧響應仿真，提取前6階模態和軸端點的加速度響應，作為驗證結果與子結構方法進行對比。
1、模態計算
模態計算結果如下所示。
2、模態疊加法，諧響應掃頻計算
諧響應掃頻提取端點加速度響應以及688Hz、1620Hz處的應力云圖如下所示。
二：子結構，超單元縮減工裝進行簡化計算
1、 工裝模型進行超單元縮減
? 首先，由工裝+產品的模態計算模塊，復制一個新的模態計算模塊；
? 在新模態計算模塊中只保留需要縮減為超單元的工裝模型，其余模型均做supress抑制。
展開 optistruct-結構動力學 提高計算效率設置
取經技術鄰公開課-os計算性能調優
模擬流體中的粒子運動時，選擇合適的公式以提升計算效率
數值粒子追蹤仿真
在上一節中，很幸運我們由方程4 得到一個精確的解析解。精確解僅可能在引入許多簡化假設時得到，尤其是各處的流體速度 u 均為零。但在大多數實際情況中，周圍流體的速度不僅不為零，而且在空間上是不均勻的，因此僅靠公式不可能找到精確解。
對于更一般的問題，我們可以通過數值仿真來獲得近似解。其主要思想是，在初始時間 t=0 時，給定初始粒子位置 q_0 和速度 v_0，我們可以使用數值時間長算法來計算一組離散的時步 t_1，t_2，t_3，……的解。為此，設計了各種各樣不同的時間步長算法，其中有許多是在 COMSOL Multiphysics? 軟件中可用的。
用數值方法求解一組微分方程會引入一定量的誤差,即實際粒子運動與計算得到的數值解之間的差異。雖然通常不能指望從數值仿真中獲得一個完美的解，但更現實的目標是，當時間間隔（t_1，t_2–t_1，t_3–t_2等）減小時，模擬的粒子運動應變得更加精確。
需要權衡的是，如果時間步較小，則需要花更多的時間步才能達到相同的輸出時間。最終，這可能會導致實際運行時間顯著增加，這是仿真完成的時間。進行數值仿真的工程師必須始終在解精度和執行時間之間尋求合理的平衡。
COMSOL Multiphysics?中的粒子追蹤模塊提供了一個流體流動顆粒跟蹤接口，該接口通過數值求解牛頓第二定律來模擬周圍流體中單個粒子的運動。基本上，此接口可求解方程1，同時允許我們向方程右側添加各種不同的力。它還包括用于設置初始粒子位置和速度以及檢測和處理粒子與周圍幾何中的表面的碰撞的各種選項。
處理小粒子和長時間尺度
在許多實際應用中，粒子追蹤模型的需要求解時間的范圍遠大于拉格朗日時間尺度 τ_p。
展開 考慮流動損失的螺桿壓縮機容積效率計算研究
阻力系數與吸氣流道結構有關，則通過良好的吸氣流道設計能有效降低阻力系數，從而提升螺桿壓縮機的容積效率。
５ 結論
本文對現有的容積流量近似計算公式進行了修正，考慮了流動損失對容積效率的影響。
考慮流動損失修正的容積效率計算公式能好好地吻合實測數據，證明該修正是正確的。流動損失修正在高馬赫數運行的螺桿壓縮機的容積效率計算中不能忽略。
通過良好的吸氣流道設計能有效降低流動損失，從而提高容積效率。
參考文獻：
［１］ 邢子文．螺桿壓縮機—理論、設計及應用［Ｍ］．北京：機械工業出版社，２０００．
［２］ 彭學院，邢子文，崔天生，等．噴油螺桿壓縮機工作過程的研究及應用［Ｊ］．流體機械，２００１，２９（１）：９－１３．
［３］ Ｎ．Ｓｔｏｓｉｃ，Ｉ．Ｓｍｉｔｈ，Ａ．Ｋｏｖａｃｅｖｉｃ，ＳｃｒｅｗＣｏｍｐｒｅｓｓｏｒｓＭａｔｈｅｍａｔｉｃａｌＭｏｄｅｌｌｉｎｇａｎｄＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅＣａｌｃｕｌａｔｉｏｎ［Ｍ］，ＮｅｗＹｏｒｋ，Ｓｐｒｉｎｇｅｒ，２００４．
［４］ 黃忠，丁勇，孫純武．螺桿式壓縮機容積效率計算方法的探討
［Ｊ］．重慶大學學報（自然科學版），２００２，２５（８）：１１８－１１９．
［５］ 李慶剛，王發忠，劉敬輝，周雷．基于實驗的螺桿式壓縮機容積效率計算方法［Ｊ］．制冷與空調，２０１４，１２（０１）：３３－３５．
［６］ 劉常峰，趙遠揚，楊啟超，等．關于無油工藝螺桿壓縮機實際吸氣量的研究［Ｊ］．壓縮機技術，２０１５，（５）：３４－３８．
［７］ 劉常峰，肖芳，陳金鋒．干式工藝螺桿壓縮機工作過程仿真研究
［Ｊ］．化工設備與管道，２０１７，５４（１）：５１－５６．
［８］ Ｌ．林德．螺桿壓縮機［Ｍ］．北京：機械工業出版設，１９８６．
展開 通過設置FDTD邊界條件提高三維結構計算效率
在平板薄膜或無線周期性平面結構的仿真計算中，往往不需要計算太大的區域就可以對整個模型進行等效計算。本篇以AZO-Ag-AZO三層平面薄膜為例，在計算該結構的透射率、吸收率或反射率等參數過程中，通過不同的邊界條件設置實現了計算時間和內存的縮減，提高仿真效率。
1. 結構布置
2. 模型三維示意圖：中間為Ag層，上下兩層為AZO層
3. 三維FDTD仿真區域設定
4. 最常見的構造二維周期無限大結構的方方法是設置兩對周期性邊界條件：x min，x max，y min，y max均為periodic。
5. 常見FDTD區域俯視圖
6. 特殊的，若結構在X或Y方向對稱分布，可選擇該方向上的symmetric條件
7. 結構在X方向對稱分布的FDTD區域，只計算其中一半區域的電磁場特征
8. 若結構平面在X和Y方向上均對稱分布，可選其中一組為Anti-symmetric條件
9. 在對稱-反對稱邊界條件的設置下，僅計算模型FDTD區域的1/4
10. 三種情況下分別對應的計算內存要求，依次遞減。
11. 上下AZO層厚度不同時在550 nm波長下的透射率譜
總結：周期性邊界條件的設定可為特殊結構制定合適的計算策略，可大大降低模型仿真對計算機內存的要求，縮減計算時間，提高計算效率，尤其是對需要大量參數化掃描結構計算的情形。
最后,有相關需求,歡迎通過公眾號聯系我.
公眾號:320科技工作室.
展開 OpTaliX | 使用單模和多模光纖計算耦合效率
OpTaliX使用單模和多模光纖計算耦合效率。在多模情況下，階躍折射率光纖或梯度折射率光纖支持的所有模式都在接收光纖中計算。在源光纖中，使用基本模式。
多模階躍折射率光纖：
瀏覽所有退出的模式
光纖參數為：n1 = 1.51,
n2 = 1.5, ra = 0.025mm, l = 1.55mm.
多模梯度折射率光纖：
瀏覽前36種模式
光纖參數為：n1 = 1.51,
n2 = 1.5, ra = 0.025mm, l = 1.55mm.
顯示的模式來自 (m,n) = (0,0) to (m,n) = (5,5).
聯合光學科技有限公司是一家專業的光學產品與軟件研發、銷售及技術咨詢服務的公司。涉及領域包括幾何光學，物理光學等方面的模擬和仿真，已蛻變為一家國際化的高科技專業技術服務公司。為廣大客戶提供全方位的光學軟件產品服務和專業化的軟件課程培訓。
聯合光學
技術交流
長按識別二維碼
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