OMNIS/Hexpress的案例
本田通過 NUMECA 的 AutoSeal 和 OMNIS/Hexpress 展示了網格速度的重大
這就是 AutoSeal 與 OMNIS/Hexpress相結合 可以發揮巨大作用的地方，本田是其早期采用者之一。
本田已經是 OMNIS/Hexpress 的長期用戶，而 AutoSeal 技術是使他們的設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用于機艙內飾設計，對結果非常滿意。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，而現在使用 AutoSeal 后整個過程縮短到大約一小時。該技術的穩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部或外部。這允許系統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。
該過程的另一個優點是它可以由一個人在同一環境中完成：在 AutoSeal 運行后直接傳遞到網格設置，無需為此與設計部門來回走動。為了測試這些網格是否返回與 CAD 模型完全相同的結果，本田決定對空氣動力學性能計算進行比較。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和通過風速，發現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存上進行并行網格劃分。該技術允許同時在多臺計算機或集群模式下并行生成網格。結果，可以在幾分鐘內創建數千萬個細胞。
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Tim Conners，Boom Supersonic 首席推進工程師
為這項任務選擇了非結構化六邊形網格劃分工具 OMNIS/Hexpress 和非結構化流動求解器 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 CPUBooster。
優化項目
在過去的一年里，一些設計研究將 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，與之前的內部方法相比，巡航時噴嘴總推力系數的百分比差異為 0.1%。在 Rescale 的 360 個內核上運行了多達 1 億個單元的網格模擬
冷卻門尺寸研究。24 個案例的 1 億個單元的結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 億個單元格的網格，并在巡航條件下進行了模擬，以將粘性結果與保真度較低的初步設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）
噴射器噴嘴分析
該分析是 XB-1 演示器開發的一部分。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 文件傳輸到 OMNIS/Hexpress，后者根據每個零件/表面的名稱應用特定的網格細化。
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而根據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.
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Omnis 的網格劃分策略有兩個方面：最大化所有網格劃分技術并結合計算域內最合適的技術。非結構化網格生成更適合復雜的幾何形狀。在靈活性方面，Omnis/Hexpress 用戶可以選擇帶有懸掛節點的全六面體網格，或混合元素共形網格，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 空氣動力學和熱力儀表：散熱器風扇、發動機艙和外圍設備周圍的氣流、排氣系統等。預處理階段過去既耗時又繁瑣。切換到 Omnis/Hexpress 后，我們能夠將 CPU 使用率提高三倍，并將工程時間從數周縮短至 30 分鐘/網格。
“本田工程師正在對引擎蓋進行空氣動力學和熱力計算。他們的預處理階段過去既耗時又繁瑣。改用 Omnis/Hexpress 后 3 我們能夠將其翻倍，將我們的工程時間從數周減少到 30 分鐘/網。”
就出色的網格質量和減少的單元數而言，全自動生成多塊結構化網格長期以來一直是一個目標。AutoGrid5 在推進、能源和發動機行業的這一領域得到全球認可。基于向導、特定于應用程序的工作流程使用戶能夠在幾分鐘內生成超過 1 億個高質量單元格，只需單擊幾下即可解決廣泛的渦輪機械應用程序。
結合機翼中的高質量結構化網格和蝸殼中的全六面體非結構化網格，Omnis 通常可以在 30 分鐘到每百萬節點每個核心 2 小時內收斂流動求解器（圖 5）。福特證明，可以使用 12 個內核在 2 小時內在 3-4 種操作條件下對新設計進行空氣動力學分析。考慮到使用標準商業求解器完成此任務需要一整天，這是一個令人驚訝的結果。
“福特聲稱它可以在 2 小時內使用 12 個內核在 3-4 種操作條件下對新設計進行空氣動力學分析。與 Solver 相比，結果非常好。”
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不要讓渦流繩束縛您的水輪機
Omnis 平臺的用戶利益
Cadence Omnis 是一個端到端平臺，可在一個環境中對渦輪機械應用進行網格劃分、仿真和分析。Omnis 為渦輪機械應用提供簡化的工作流程，包括行業最佳實踐。可以在同一個 Omnis 項目中生成和組合單個幾何體的結構化和非結構化網格。如圖 4所示，對于水輪機，尾水管的非結構化網格在 Omnis Hexpress 上執行，而葉輪和導葉的結構化網格在 Omnis Auto Grid 上執行。
圖 4. 使用 Omnis Auto Grid 的轉輪葉片、導流葉片和固定葉片的結構化網格（左側）和使用 Omnis Hexpress 的尾水管的非結構化網格（右側）。
在處理不穩定或偏離設計的模擬時，需要設置每次旋轉的時間步長。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的 3-D 流場圖像。
圖 5. 單個界面上仿真的不同視圖（左側）以及功率和效率方面的性能是使用山圖（右側）計算和可視化的。
展開 產品創新 I OMNIS – 如何在汽車領域應對當今和未來的多物理場仿真挑戰？
OMNIS 的網格生成策略有兩個方面：一是將所有的網格技術提升到最佳狀態，然后是在計算領域內結合使用最合適的技術。非結構化網格生成為處理幾何體的復雜性提供了更多的靈活性；同時，OMNIS/Hexpress 用戶可以選擇帶有懸掛節點的全六面體網格，或混合元素共形網格，“不太整潔”的幾何體容限體積到表面的方法，或表面到體積的方法，膨脹、變形或擠壓邊界層膨脹技術，等等。
例如，Honda的工程師負責執行和分析引擎蓋下的 CFD 氣動熱計算：散熱器風扇、發動機艙/外圍設備周圍的流體、排氣系統等——
“
我們的預處理階段曾經十分耗時且繁瑣。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格 30 分鐘，取代原先的幾周時間。
Honda（本田公司）
”
圖3：Honda工程師負責執行和分析引擎蓋下的 CFD 氣動熱計算，借助OMNIS/Hexpress，成功地將 CPU 時間縮減到過去的三分之一。
多年來，業內一直致力于實現完全自動化的多模塊結構網格生成，因為它具有卓越的網格質量，并且單元數量更少。在這一領域，AutoGrid5 是推進器、能源和發動機行業中無可爭議的全球標準。
展開 本田——為什么熱管理 CFD 需要全耦合共軛傳熱仿真
他們選擇了 Cadence Omnis，在下面描述的案例中，您可以了解他們是如何實現目標的。
項目介紹
對于本田 CR-V SUV 模型的設計，本田希望獲得詳細汽車幾何形狀的全耦合熱 3D-CFD RANS 模擬。模擬的主要目的是清楚了解汽車引擎蓋下的所有熱學方面。需要考慮所有相關的熱源：發動機、排氣系統、散熱器、冷凝器和風扇。
他們需要一種能夠處理大規模耦合仿真的求解器，同時在一個仿真中考慮外部流動、旋轉組件、多孔介質、共軛傳熱、熱交換器建模和輻射。Omnis Open-DBS 就是他們的答案。對于網格劃分，他們使用了Omnis Hexpress，特別關注非結構化、共形、多塊網格劃分，為復雜、詳細的網格提供了令人印象深刻的周轉速度。
嚙合
模擬需要一個高質量的網格，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、對流或輻射中發揮重要作用。
相鄰網格塊和相應界面的定義是自動完成的，顯著減少了設置工程時間。這也確保了所有塊之間的連接是共形和匹配的，消除了由插值引起的不準確。
使用 Omnis Hexpress，可以立即導入原始的、不完美的 CAD 數據，無需任何手動預處理或調整。這意味著可以進一步顯著節省工程時間。
圖 1：本田 CR-V 車型的幾何和網格組合視圖
圖 2：發動機缸體的剖切部分，排氣歧管內有空氣，網格完全共形的外部空氣
總的來說，由此產生的多塊網格包含 57 個不同的塊，所有這些塊都通過節點共形界面連接。對于可行性研究，第一次嘗試沒有插入粘性層。相反，壁函數用于模擬邊界層中的流動。這種方法導致了 4.2 億個單元的網格大小，涵蓋流體和固體域，在 32 個核心上在不到 9 小時的時間內創建。
展開 OMNIS – 如何在汽車領域應對當今和未來的多物理場仿真挑戰？
OMNIS 的網格生成策略有兩個方面：一是將所有的網格技術提升到最佳狀態，然后是在計算領域內結合使用最合適的技術。非結構化網格生成為處理幾何體的復雜性提供了更多的靈活性；同時，OMNIS/Hexpress 用戶可以選擇帶有懸掛節點的全六面體網格，或混合元素共形網格，“不太整潔”的幾何體容限體積到表面的方法，或表面到體積的方法，膨脹、變形或擠壓邊界層膨脹技術，等等。
例如，Honda的工程師負責執行和分析引擎蓋下的 CFD 氣動熱計算：散熱器風扇、發動機艙/外圍設備周圍的流體、排氣系統等。他們的預處理階段曾經十分耗時且繁瑣。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格 30 分鐘，取代原先的幾周時間。
多年來，業內一直致力于實現完全自動化的多模塊結構網格生成，因為它具有卓越的網格質量，并且單元數量更少。在這一領域，AutoGrid5 是推進器、能源和發動機行業中無可爭議的全球標準。通過其基于向導的專用工作流程，它可以指導用戶在幾分鐘內為廣泛的渦輪機械應用生成 100M 以上的高質量單元。
OMNIS 將葉片部分的高質量結構化網格與渦流部分的全六面體非結構化網格相結合，使流體求解器以每百萬節點、每個內核 30 分鐘至 2 小時的速度完成收斂（圖 2）。Ford（福特公司）證明，使用十幾個內核，在 3-4 個工作條件下新設計的氣動分析可以在 2 小時內完成！與標準的商業求解器相比，這個結果令人印象深刻，因為后者需要一整天的時間才能完成。
廣泛的求解器技術
現在，人們會使用多個求解器來解決復雜的工程仿真任務。這種方法被廣泛用于多物理學仿真，其中為特定物理學特性而設計的求解器被結合起來，用于分析不同物理現象對所分析幾何體整體行為的影響以及它們的相互作用。
展開 ArianeGroup：Vulcain 火箭發動機液氫渦輪泵的優化
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 用于網格生成。
傳統的 FINE 求解器（現為 OMNIS）是市場上最快的 CFD 求解器。使用 CPUBooster 模塊，典型的收斂時間低于 1CPUh/Mpoints/core。對于像這樣必須執行許多運行的復雜優化案例，這是一個關鍵優勢。
ArianeGroup 對下一版本發動機（Vulcain?2.1 的后續版本）的主要目標是在保持 iso 性能的同時將渦輪機的成本降低 50%。他們計劃主要通過使用 OMNIS/Turbo 解算器優化葉輪的液壓脈絡以及通過更深入地了解機器的物理特性來實現這一目標，這樣我們就可以限制試驗次數。
NUMECA 和 NUMFLO 已準備好進入下一個階段，支持 ArianeGroup 以更少的能源消耗更快地進入太空！
展開 Cadence CFD系統加速汽車多物理場仿真和優化方案【10月31日直播】
“在豐田汽車歐洲公司，我們選擇 Cadence Omnis Autoseal 和 Omnis Hexpress（Omnis 軟件功能現已集成在Cadence Fidelity CFD 軟件平臺中）作為CFD 預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%，同時還提供了高質量的網格和出色的圖層覆蓋率。”
——豐田汽車歐洲公司 NV/SA 車輛性能工程研發經理Antoine Delacroix
Cadence? Fidelity? CFD 軟件平臺【原Numeca軟件】，則為多物理場仿真的性能和準確度開創新時代。它突破了傳統 CFD 求解器技術的局限，引入了新一代流體求解器。該求解器可提供高階數值格式、尺度解析仿真和大規模硬件加速功能，助力提高仿真性能，在確保準確度的同時縮短研發周期。
Cadence? Fidelity? CFD 可對流體湍流進行先進仿真，其預測汽車空氣動力阻力的精確度可比傳統 CFD 求解器高 10 倍。此外，這種高準確度的仿真分析周期可以從數周縮短到一天或更短，實現整車僅需數小時而非數天的前處理、從耦合式PBS到WMLES高精度求解，以及有AI加持的優化技術系統加速方案。
直播推薦
基于此，想要繼續了解Cadence? Fidelity? CFD軟件在汽車多物理場中的應用，歡迎各位小伙伴報名【Cadence CFD系統加速汽車多物理場仿真和優化方案】直播獲取更多詳情。
展開 Illinois Blower 通過流體模擬將風扇性能提高 44%
圖 1：要優化的工業風扇螺旋槳和蝸殼以及使用 Hexpress 創建的表面網格
方法
首先，我們使用 FINE /Open 進行了一系列的阻風門到失速模擬，FINE /Open 是一個包含 NUMECA 非結構化網格器的 CFD 求解器包，并將結果與實驗數據進行比較，以證明對 CFD 和設置的信心，
快速網格生成
Hexpress用于捕獲蝸殼和葉輪的細節，并生成具有邊界層的 7.5M 節點網格。要執行性能曲線的穩態計算，只需對葉輪的一個流動路徑進行網格劃分即可。每次計算使用 96 個核，并在一個小時內達到完全收斂。
圖 2 : 所有數據庫和優化樣本相對于目標值的散點圖（星號表示的最佳樣本）（左上）通過自組織圖（右上）每個輸入的參數之間的相關性和反相關性通過方差分析顯示參數對結果的貢獻（下）使用留一法 (LOO) 圖顯示模型可靠性（右下）
優化 #1：確定影響性能的參數
首先，我們確定了對離心風機性能的主要影響，以便有效地進行優化。因此，我們選擇了 20 個參數來定義輪轂和護罩的幾何形狀、機翼金屬角度以及機翼彎度和傾斜度。這些參數是項目成功的關鍵。對于每組參數，我們在 FINE/Design3D 中創建了一個新的幾何圖形，并利用專用的 Python 腳本來節省在 OMNIS/Hexpress 中生成非結構化網格的時間。參數化后，使用 Minamo 模塊在 FINE/Design3D 中生成實驗設計 (DOE) 數據庫。Minamo 數據挖掘工具的優化基于進化算法，并采用替代模型以實現更好的收斂。構建了一個包含 70 個樣本的數據庫，覆蓋設計空間，在三個流速（失速、近設計點和節流）下總共有 210 個 CFD 結果。通過應用網格到網格的插值來改進每個 CFD 的初始化，我們能夠將迭代次數（CPU 時間）減少 25%。
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Masten Space Systems：使用 Cadence CFD 軟件進行可重復使用的航天器創
| 由 Masten Space Systems 提供
網格劃分任務使用Omnis Hexpress自動化 ，這是 Cadence 的新一代多核網格劃分工具。它旨在生成復雜幾何體的網格，而不管 CAD 格式和質量如何（圖 4）。
圖 4. 標準網格劃分實踐與 Cadence 高效方法的比較。
該工具以完全并行和批處理模式生成完整的六面體和六面體主網格，非常適合應對 Masten 的挑戰。Masten Space Systems 選擇使用生成純六邊形網格的選項。
圖 5. Colonial Viper 模型的 CFD 網格視圖。| 由 Masten Space Systems 提供
CFD 模擬全部使用 Cadence 的Omnis Open-DBS CFD 求解器執行 ，然后通過以全自動方式批量運行的腳本進行后處理。完整 3D 解決方案的數據挖掘為優化過程提供了支持。
以下動畫是基準飛行器與新設計在再入性能和穩定性方面的比較。
圖 6. 再入矩陣結果比較：基線（左）與修改（右）設計
圖 7. 性能和穩定性圖顯示優化設計如何顯著優于基線模型。| 由 Masten Space Systems 提供
有關 Cadence 軟件產品和咨詢服務的更多信息，請訪問我們的網站或致電 +1(415)558-8483。
本文中提到
Masten Space Systems 降低進入太空的障礙。他們的使命有助于實現將人類存在擴展到整個太陽系的共同戰略目標。他們的方法：可重用性。他們的技術開發以進入、下降和著陸技術 (EDL) 為核心，以確保在行星和其他天體上的精確和安全著陸。
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