CAE前處理自動化
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2025-12-01
CAE前處理自動化的視頻教程
Hypermesh在CFD前處理流體網(wǎng)格劃分應(yīng)用CAE
課程簡介學(xué)習(xí)收獲： 還在為CFD網(wǎng)格前處理發(fā)愁嗎？目前市場上hypermesh教程主要針對結(jié)構(gòu)方面網(wǎng)格處理。本課程主要講解HyperMesh作為CFD仿真做前處理網(wǎng)格處理。掌握 HyperMesh為CFD做前處理的基本思路和方法，CFD網(wǎng)格問題的處理、邊界層網(wǎng)格的控制復(fù)雜幾何的CFD處理、外流場網(wǎng)格以及周期邊界網(wǎng)格等實際問題的處理方式。
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CAE前處理自動化的實例教程
在 CAE（計算機輔助工程）的工作場景中，前處理環(huán)節(jié)堪稱 “時間黑洞”，繁瑣且重復(fù)的任務(wù)占據(jù)了工程師大部分工作精力。從幾何模型的精細搭建、復(fù)雜的網(wǎng)格劃分，到邊界條件與材料屬性的精確設(shè)定，每一項都需要大量的手動操作。而多數(shù) CAE 工作者多來自力學(xué)、機械等專業(yè)背景，編程并非他們的強項，面對 CAE 軟件自帶腳本語言（如 Abaqus 的 Python 腳本、ANSYS 的 APDL 命令流）較高的學(xué)習(xí)門檻，常常望而卻步。幸運的是，AI 大模型的興起，為 CAE 前處理自動化帶來了新曙光，極大地降低了腳本編寫難度，助力工程師輕松應(yīng)對重復(fù)性工作。
利用Python和Lsprepost 生成隨機球體K文件
lsprepost 是一款功能強大的前后處理軟件，在 CAE 領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，利用它生成隨機球體可按以下步驟進行：
1. 手動生成球體，讀取生成命令，查看關(guān)鍵參數(shù)位置。
2. 修改原始生成命令，去除多余操作，生成2個球體。
3. 將前面生成球體命令發(fā)送給AI大模型，通過有邏輯的提問，得到自己所需要的多個隨機球體的生成命令。下圖以豆包為例。
4. 手動優(yōu)化代碼，提升通用性，完成測試
展開 Altair Process Manager是一個綜合性的流程自動化平臺工具，可以用來實現(xiàn)CAE仿真前后處理的自動化、試驗后處理的自動化、流程引導(dǎo)和流程集成。是一個可編程的個人工作流管理器，可以引導(dǎo)用戶完成整個標(biāo)準(zhǔn)的工作流程。Process Manager幫助企業(yè)實施各種標(biāo)準(zhǔn)化的流程，例如：模型載荷工況的自動設(shè)置，與CAD、PDM系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫或其他IT系統(tǒng)和應(yīng)用程序的集成等。
Altair Process Manager通過集成“最佳實踐”實現(xiàn)了CAE工作的流水線化，并在產(chǎn)品設(shè)計和驗證過程中實現(xiàn)快速的流程自動化應(yīng)用程序的開發(fā)和使用。是HyperWorks系列產(chǎn)品之一。其緊密的集成度能夠幫助用戶在熟悉的桌面環(huán)境中有效地創(chuàng)建和運行流程自動化程序。
展開 亟需建立一套全新的高效、精準(zhǔn)且經(jīng)濟的自動化仿真解決方案。
使用工具
Fluent, Ensight, Discovery
最終成果
RapidOctree生成網(wǎng)格展示
依托高效穩(wěn)定的LeakShield 與 RapidOctree網(wǎng)格技術(shù)，構(gòu)建了前處理到后處理的自動化仿真流程，將前處理效率提升超80%。研究確立了誤差低于3%的快速仿真標(biāo)準(zhǔn)與高精度驗證新思路。該方案顯著降低仿真總成本，為GPU大規(guī)模應(yīng)用奠定堅實的基礎(chǔ)，提供了高效、經(jīng)濟的數(shù)字化解決方案。
參賽作品一覽
對于相對復(fù)雜的裝配體，一般由質(zhì)量點，梁，殼，體等多種結(jié)構(gòu)單元組合而成，因此要對這類結(jié)構(gòu)進行有限元分析，首要就是掌握其中各個組成部分的處理方法。本系列文章主要就裝配體中框架模型的處理進行說明，使用前處理軟件為Hypermesh和Spaceclaim，求解器為Optistruct。
框架模型
如圖所示賽車車架，各結(jié)構(gòu)件通過焊接連接，如果想要通過有限元分析車架的剛度特性會發(fā)現(xiàn)：截面的最小尺寸只有2.3mm，而整體尺寸達到了2300mm，使用實體單元劃分網(wǎng)格貌似遇到了一定的困難。
但是仔細觀察會發(fā)現(xiàn)，每一根結(jié)構(gòu)件都具有典型的梁特征，因此可以使用經(jīng)典的梁模型對其進行簡化，這樣整體結(jié)構(gòu)只需要使用骨架及各部分截面類型和尺寸即可表述：
本文將這類由桿、梁等1D單元組成的骨架系統(tǒng)統(tǒng)稱為“框架模型”。需要注意的是，與一些行業(yè)里的分類不一樣，這里對“框架模型”的稱呼只是個人對于1D系統(tǒng)的習(xí)慣性叫法，希望大家不要誤解。
處理流程
對于框架模型的處理大體上可分為以下3步：
①獲取骨架是指以任何方式得到框架的線體模型，一般情況下是結(jié)構(gòu)的中線。
展開 提高這一步成功率的關(guān)鍵一方面我們剛剛是一根根抽取了核心骨架，沒有多余結(jié)構(gòu)參雜；另一方面需要設(shè)置合理的容差（圖中左下的最長距離，過小識別不到，過長連接過度）：
如果還有部分線段沒有連接到位，可以手動使用SCDM的剪切，延伸，分割或者拖拽進行處理。
當(dāng)整體骨架看起來沒問題之后，還需要進行最后一步：共享拓撲，也就是建立線段之間的連接關(guān)系，這樣整個骨架才能成為一個整體進行傳力：
至此我們就得到了完整的骨架模型。但是一個框架除了有骨架之外還需要有截面屬性等特征，關(guān)于這部分內(nèi)容在下一篇文章中進行說明。
來源于：仿真求知之路 作者：聰聰
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CAE前處理自動化的最新內(nèi)容
“Ansys 2025 全球仿真大會”仿真應(yīng)用大賽優(yōu)秀作品展示
本屆仿真應(yīng)用大賽最終評選出 30 篇 TOP 優(yōu)秀作品，分別榮獲一、二、三等獎及行業(yè)最佳實踐獎。近 200 位來自汽車、半導(dǎo)體、高科技、能源等行業(yè)的仿真精英參賽，他們以前沿思維與創(chuàng)新實踐，充分展現(xiàn)了仿真技術(shù)的無限潛能。我們將陸續(xù)為大家分享獲獎佳作，帶您一同領(lǐng)略仿真賦能創(chuàng)新的非凡力量，希望用戶能從中汲取靈感、啟迪思路。
記得剛?cè)胄凶龇抡娴臅r候，師父丟給我一個復(fù)雜的裝配體，問我：“這里面的幾種牌號的鋼材，參數(shù)都填對了嗎？”
我當(dāng)時心里發(fā)虛，因為我是百度隨便搜的。結(jié)果自然是被狠狠批了一頓：“垃圾輸入=垃圾輸出（Garbage In, Garbage Out），材料參數(shù)不準(zhǔn)，算得再花哨也是廢紙！”
從那時起，我就養(yǎng)成了一個習(xí)慣：收集整理權(quán)威的材料數(shù)據(jù)。
幾年過去了，我的私藏數(shù)據(jù)庫越來越豐富。前段時間，我花了好幾個通宵
<p> 前一篇講了長方體內(nèi)隨機球體的建模，本文介紹長方體內(nèi)隨機纖維的建模過程，同樣是通過詢問AI，生成lsprepost的腳本，在lsprepost中運行腳本生成纖維。生成纖維與生成球體網(wǎng)格有些不同，lsprepost無法通過坐標(biāo)直接生成梁單元，需要先繪制曲線，再畫網(wǎng)格。</p><p><strong style="color: rgb(51, 112,
幸運的是，AI 大模型的興起，為 CAE 前處理自動化帶來了新曙光，極大地降低了腳本編寫難度，助力工程師輕松應(yīng)對重復(fù)性工作。
利用Python和Lsprepost 生成隨機球體K文件
lsprepost 是一款功能強大的前后處理軟件，在 CAE 領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，利用它生成隨機球體可按以下步驟進行：
1. 手動生成球體，讀取生成命令，查看關(guān)鍵參數(shù)位置。
2.
SCDM軟件支持幾乎所有的主流CAD設(shè)計文件格式輸入，AutoCAD、CATIA、CREO、NX、SolidWorks等，一些第三方格式stp、igs、x_t也能夠完美支持。SCDM主要定位于CAE仿真專用幾何處理工具。
如何使用SCDM進行前處理呢？主要包含以下最少且必需的步驟，先把這些基本掌握了，后面遇到復(fù)雜的才能知道往哪個方向?qū)ふ掖鸢浮?1、導(dǎo)入并修復(fù)模型
導(dǎo)入準(zhǔn)備好的模型
0前言
通常情況下，CAE前處理時需要對幾何實體模型進行簡化處理，否則即便是最簡單的物理問題，也很難仿真出滿意的結(jié)果。
結(jié)合工程實戰(zhàn)經(jīng)驗，需要進行簡化處理的幾何特征大致有：
（1）對于桿、梁、棒、帶等長度尺寸遠大于截面尺寸的實體零件，經(jīng)常將它們處理成一維線單元。
（2）對于筋、板、殼、管、套、筒等具有明顯薄壁特征的實體零件，經(jīng)常將它們處理成二維面單元（片體）。
（3）對于無關(guān)緊要的細節(jié)特征
一般來說， CAE 分析工程師 80 ％的時間都花費在了有限元模型的建立和修改上。所以HyperMesh與ANSA作為世界上最優(yōu)秀的兩款有限元前處理軟件，在有限元分析領(lǐng)域已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用和認可，極大地提高了CAE工程師的工作效率及分析仿真精度，縮短了前處理所花費的時間。
但是對于一些剛剛?cè)腴T，或者不想花太多時間學(xué)太多前處理軟件的朋友，又或者與筆者有類似經(jīng)歷從CAD轉(zhuǎn)向CAE的小伙伴
01
前言
在文章【CAE前處理 | 高階單元在薄板網(wǎng)格劃分時的注意事項（1）】中，筆者對比了不同長厚比下，厚度方向網(wǎng)格數(shù)量對薄板結(jié)構(gòu)的剛度及強度影響
根據(jù)計算結(jié)果初步判斷，1層高階全積分單元是能夠滿足薄板結(jié)構(gòu)常規(guī)計算需求
這里可能有伙伴會想，“高階單元既然精度這么高，豈不是網(wǎng)格隨便劃分下就能進行計算？”
這里暫且不討論其它
趙樹炳
北京應(yīng)力分析科技技術(shù)負責(zé)人
有限元網(wǎng)格劃分是有限元分析前處理的重要環(huán)節(jié)，有限元單元類型的選擇、單元尺寸大小控制、網(wǎng)格劃分方式都對分析結(jié)果的準(zhǔn)確性有很大影響。不同的分析人員網(wǎng)格劃分的結(jié)果都不一樣，這也直接導(dǎo)致應(yīng)力分析的結(jié)果不唯一。
01 前言
前文我們對結(jié)構(gòu)剛度計算問題需要的實體單元數(shù)量進行了一個基本的探討，通過實例計算和對比大家會發(fā)現(xiàn)：高階單元和低階六面體單元，只要按照常規(guī)去劃分網(wǎng)格，單零件的靜剛度問題計算并不困難（薄壁問題需要特別注意）。
但好像平時分析大家總是擔(dān)心自己的網(wǎng)格精度不夠，并且強調(diào)網(wǎng)格無關(guān)性的重要性
