OMNIS/Hexpress
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2026-01-04
OMNIS/Hexpress的實例教程
這就是 AutoSeal 與 OMNIS/Hexpress相結(jié)合 可以發(fā)揮巨大作用的地方，本田是其早期采用者之一。
本田已經(jīng)是 OMNIS/Hexpress 的長期用戶，而 AutoSeal 技術(shù)是使他們的設(shè)計過程更加高效的合乎邏輯的下一步。他們首次選擇將其應(yīng)用于機艙內(nèi)飾設(shè)計，對結(jié)果非常滿意。Honda Automotive 的總工程師 Akio Takamura 先生報告說，以前熟練的工程師通常需要整整一周的時間來封閉機艙空間的所有孔洞，而現(xiàn)在使用 AutoSeal 后整個過程縮短到大約一小時。該技術(shù)的穩(wěn)健性得到了明確證明：他們在十種不同的車型上取得了 100% 的成功率。
“在過去的幾年里，我們觀察到每個版本的 OMNIS/Hexpress 都有加速改進，但這是一個重大突破。”
-先生。本田汽車總工程師 Akio Takamura
以下是它的工作原理：基于連續(xù)的八叉樹改進，AutoSeal 能夠檢測臟幾何體的哪些單元格實際上位于其內(nèi)部或外部。這允許系統(tǒng)在給定的用戶定義閾值下逐步識別缺失的表面。AutoSeal 隨后會自動封閉這些孔洞和空腔的表面。
該過程的另一個優(yōu)點是它可以由一個人在同一環(huán)境中完成：在 AutoSeal 運行后直接傳遞到網(wǎng)格設(shè)置，無需為此與設(shè)計部門來回走動。為了測試這些網(wǎng)格是否返回與 CAD 模型完全相同的結(jié)果，本田決定對空氣動力學(xué)性能計算進行比較。Takamura 先生說，他們研究了十多種不同型號的熱交換器的空氣動力系數(shù)和通過風(fēng)速，發(fā)現(xiàn)這些型號之間幾乎沒有差異。
為了在 CAD 準備就緒后進一步加快該過程，本田使用 OMNIS/Hexpress 的獨特功能在分布式內(nèi)存上進行并行網(wǎng)格劃分。該技術(shù)允許同時在多臺計算機或集群模式下并行生成網(wǎng)格。結(jié)果，可以在幾分鐘內(nèi)創(chuàng)建數(shù)千萬個細胞。
展開 Tim Conners，Boom Supersonic 首席推進工程師
為這項任務(wù)選擇了非結(jié)構(gòu)化六邊形網(wǎng)格劃分工具 OMNIS/Hexpress 和非結(jié)構(gòu)化流動求解器 OMNIS/Open-DBS with OpenLabs 。除了減少計算資源外，Boom 還能夠在大部分運行中利用 NUMECA 獨特的收斂加速技術(shù) CPUBooster。
優(yōu)化項目
在過去的一年里，一些設(shè)計研究將 NUMECA 解決方案用于 XB-1 和 Overture，包括：
入口排放室流出文丘里管尺寸和二次流路性能驗證。這些小案例最初在筆記本電腦上運行，后來作為工作流程的一些初步測試轉(zhuǎn)移到 Rescale 云計算平臺
用于求解器驗證的獨立噴射器噴嘴模擬，與之前的內(nèi)部方法相比，巡航時噴嘴總推力系數(shù)的百分比差異為 0.1%。在 Rescale 的 360 個內(nèi)核上運行了多達 1 億個單元的網(wǎng)格模擬
冷卻門尺寸研究。24 個案例的 1 億個單元的結(jié)果用于表征噴射器噴嘴的流動泵送特性，并幫助匹配入口和噴嘴的流動時間表
Overture 機翼/機身和機翼/機身/機艙模擬。為全跨度模型生成了 200-2.5 億個單元格的網(wǎng)格，并在巡航條件下進行了模擬，以將粘性結(jié)果與保真度較低的初步設(shè)計工具和非粘性模擬進行比較
跨越飛行包線的噴射器噴嘴分析（在旁邊開發(fā)）
噴射器噴嘴分析
該分析是 XB-1 演示器開發(fā)的一部分。目的是對跨越飛行包線的噴射器噴嘴進行分析。
嚙合
為了減少工程時間并簡化網(wǎng)格劃分過程，集成從 CAD 級別開始，通過命名幾何體的每個零件/表面。然后將 CAD 文件傳輸?shù)?OMNIS/Hexpress，后者根據(jù)每個零件/表面的名稱應(yīng)用特定的網(wǎng)格細化。
展開 而根據(jù)其官方油管宣傳視頻可見軟件標識還是OMNIS。
Omnis/Hexpress – Surface to volume meshing approach
Omnis/Hexpress extends its unstructured mesh generation tool set with the surface-to-volume module.
The surface-to-volume module allows generating 3D grids with high-quality surface meshes, aligned with the geometry and with smooth and thickness-controlled viscous layers when the geometry is clean and conformal.
Omnis/Autogrid - Meridional effects with autoblocking (beta)
Omnis/AutoGrid can now generate multi-block structured meshes of axisymmetric meridional effects (e.g. seal leakage, bleed or cavities) connected to the channel of the turbomachinery configuration.
展開 Omnis 的網(wǎng)格劃分策略有兩個方面：最大化所有網(wǎng)格劃分技術(shù)并結(jié)合計算域內(nèi)最合適的技術(shù)。非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格生成更適合復(fù)雜的幾何形狀。在靈活性方面，Omnis/Hexpress 用戶可以選擇帶有懸掛節(jié)點的全六面體網(wǎng)格，或混合元素共形網(wǎng)格，用于“不太干凈”幾何體的 V2S 方法，或 S2V 方法，inflation，你可以例如，選擇通過變形或擠壓插入邊界層。例如，本田工程師正在分析引擎蓋下的 CFD 空氣動力學(xué)和熱力儀表：散熱器風(fēng)扇、發(fā)動機艙和外圍設(shè)備周圍的氣流、排氣系統(tǒng)等。預(yù)處理階段過去既耗時又繁瑣。切換到 Omnis/Hexpress 后，我們能夠?qū)?CPU 使用率提高三倍，并將工程時間從數(shù)周縮短至 30 分鐘/網(wǎng)格。
“本田工程師正在對引擎蓋進行空氣動力學(xué)和熱力計算。他們的預(yù)處理階段過去既耗時又繁瑣。改用 Omnis/Hexpress 后 3 我們能夠?qū)⑵浞叮瑢⑽覀兊墓こ虝r間從數(shù)周減少到 30 分鐘/網(wǎng)。”
就出色的網(wǎng)格質(zhì)量和減少的單元數(shù)而言，全自動生成多塊結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格長期以來一直是一個目標。AutoGrid5 在推進、能源和發(fā)動機行業(yè)的這一領(lǐng)域得到全球認可。基于向?qū)А⑻囟ㄓ趹?yīng)用程序的工作流程使用戶能夠在幾分鐘內(nèi)生成超過 1 億個高質(zhì)量單元格，只需單擊幾下即可解決廣泛的渦輪機械應(yīng)用程序。
結(jié)合機翼中的高質(zhì)量結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格和蝸殼中的全六面體非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，Omnis 通常可以在 30 分鐘到每百萬節(jié)點每個核心 2 小時內(nèi)收斂流動求解器（圖 5）。福特證明，可以使用 12 個內(nèi)核在 2 小時內(nèi)在 3-4 種操作條件下對新設(shè)計進行空氣動力學(xué)分析。考慮到使用標準商業(yè)求解器完成此任務(wù)需要一整天，這是一個令人驚訝的結(jié)果。
“福特聲稱它可以在 2 小時內(nèi)使用 12 個內(nèi)核在 3-4 種操作條件下對新設(shè)計進行空氣動力學(xué)分析。與 Solver 相比，結(jié)果非常好。”
展開 Omnis 平臺的用戶利益
Cadence Omnis 是一個端到端平臺，可在一個環(huán)境中對渦輪機械應(yīng)用進行網(wǎng)格劃分、仿真和分析。Omnis 為渦輪機械應(yīng)用提供簡化的工作流程，包括行業(yè)最佳實踐。可以在同一個 Omnis 項目中生成和組合單個幾何體的結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格。如圖 4所示，對于水輪機，尾水管的非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格在 Omnis Hexpress 上執(zhí)行，而葉輪和導(dǎo)葉的結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格在 Omnis Auto Grid 上執(zhí)行。
圖 4. 使用 Omnis Auto Grid 的轉(zhuǎn)輪葉片、導(dǎo)流葉片和固定葉片的結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格（左側(cè)）和使用 Omnis Hexpress 的尾水管的非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格（右側(cè)）。
在處理不穩(wěn)定或偏離設(shè)計的模擬時，需要設(shè)置每次旋轉(zhuǎn)的時間步長。為了加速模擬，可以使用 Omnis OpenLabs 更改整個模擬的時間步長。Openlabs 中的 Omnis Open-Pressure-Based Solver (PBS) 是一種易于使用的多物理場求解器，可提供快速準確的結(jié)果；并完全集成到 Omnis 平臺中。Omnis 還提供了一個用于后處理的自定義界面，為同一項目啟用不同的視圖。如圖 5所示，用戶可以使用單一界面觀察葉片到葉片切口之間的靜壓、速度流線以及尾水管內(nèi)的 3-D 流場圖像。
圖 5. 單個界面上仿真的不同視圖（左側(cè)）以及功率和效率方面的性能是使用山圖（右側(cè)）計算和可視化的。
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OMNIS/Hexpress的最新內(nèi)容
“在豐田汽車歐洲公司，我們選擇 Cadence Omnis Autoseal 和 Omnis Hexpress（Omnis 軟件功能現(xiàn)已集成在Cadence Fidelity CFD 軟件平臺中）作為CFD 預(yù)處理的標準工作流程。這使我們的總交付周期和工時分別減少了 91% 和 97%，同時還提供了高質(zhì)量的網(wǎng)格和出色的圖層覆蓋率。”
在切換到 OMNIS/Hexpress 后，成功地將 CPU 時間縮減到過去的三分之一，工程時間縮短到每個網(wǎng)格 30 分鐘，取代原先的幾周時間。
使用 Omnis Auto Grid 的轉(zhuǎn)輪葉片、導(dǎo)流葉片和固定葉片的結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格（左側(cè)）和使用 Omnis Hexpress 的尾水管的非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格（右側(cè)）。
在處理不穩(wěn)定或偏離設(shè)計的模擬時，需要設(shè)置每次旋轉(zhuǎn)的時間步長。為了加速模擬，可以使用 Omnis OpenLabs 更改整個模擬的時間步長。
對于每組參數(shù)，我們在 FINE/Design3D 中創(chuàng)建了一個新的幾何圖形，并利用專用的 Python 腳本來節(jié)省在 OMNIS/Hexpress 中生成非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格的時間。參數(shù)化后，使用 Minamo 模塊在 FINE/Design3D 中生成實驗設(shè)計 (DOE) 數(shù)據(jù)庫。Minamo 數(shù)據(jù)挖掘工具的優(yōu)化基于進化算法，并采用替代模型以實現(xiàn)更好的收斂。
對于網(wǎng)格劃分，他們使用了Omnis Hexpress，特別關(guān)注非結(jié)構(gòu)化、共形、多塊網(wǎng)格劃分，為復(fù)雜、詳細的網(wǎng)格提供了令人印象深刻的周轉(zhuǎn)速度。
嚙合
模擬需要一個高質(zhì)量的網(wǎng)格，其中包含用于汽車所有部分的塊，這些塊可以充當散熱器或熱源，或者在熱傳導(dǎo)、對流或輻射中發(fā)揮重要作用。
相鄰網(wǎng)格塊和相應(yīng)界面的定義是自動完成的，顯著減少了設(shè)置工程時間。
在切換到 OMNIS/Hexpress 后，他們成功地將 CPU 時間縮減到過去的三分之一，工程時間縮短到每個網(wǎng)格 30 分鐘，取代原先的幾周時間。
多年來，業(yè)內(nèi)一直致力于實現(xiàn)完全自動化的多模塊結(jié)構(gòu)網(wǎng)格生成，因為它具有卓越的網(wǎng)格質(zhì)量，并且單元數(shù)量更少。在這一領(lǐng)域，AutoGrid5 是推進器、能源和發(fā)動機行業(yè)中無可爭議的全球標準。
OMNIS/Hexpress 自動捕獲修改后幾何體的細節(jié)并修復(fù)更改設(shè)計時可能出現(xiàn)的微小間隙。
具有平滑過渡的粘性層插入的最新發(fā)展用于近壁區(qū)域，粘性子層中第一個單元的壁距離指定用于低雷諾數(shù)湍流模型。
網(wǎng)格劃分過程與單個內(nèi)部工作站并行完成，在一個周末的過程中生成了 24 個網(wǎng)格，每個網(wǎng)格包含 1.5 億個單元。
切換到 Omnis/Hexpress 后，我們能夠?qū)?CPU 使用率提高三倍，并將工程時間從數(shù)周縮短至 30 分鐘/網(wǎng)格。
“本田工程師正在對引擎蓋進行空氣動力學(xué)和熱力計算。他們的預(yù)處理階段過去既耗時又繁瑣。改用 Omnis/Hexpress 后 3 我們能夠?qū)⑵浞叮瑢⑽覀兊墓こ虝r間從數(shù)周減少到 30 分鐘/網(wǎng)。”
ArianeGroup 將 NUMECA 的求解器 OMNIS/Turbo 和 OMNIS/Open-DBS 與帶有 OMNIS/Autogrid 和 OMNIS/Hexpress的 Openlabs的強大組合 用于網(wǎng)格生成。
傳統(tǒng)的 FINE 求解器（現(xiàn)為 OMNIS）是市場上最快的 CFD 求解器。
| 由 Masten Space Systems 提供
網(wǎng)格劃分任務(wù)使用Omnis Hexpress自動化 ，這是 Cadence 的新一代多核網(wǎng)格劃分工具。它旨在生成復(fù)雜幾何體的網(wǎng)格，而不管 CAD 格式和質(zhì)量如何（圖 4）。
圖 4. 標準網(wǎng)格劃分實踐與 Cadence 高效方法的比較。
