系統級流體仿真的案例
CFD專欄丨Altair Flow Simulator，來自航空工業的系統級流體仿真
01
流體系統級仿真的應用場景
工業設備存在著大量的流動管網：如飛機發動機的冷卻系統，燃燒系統，潤滑油系統；新能源車的電池冷卻模塊，空調管路；燃油車的動力艙冷卻系統；天然氣，氫氣的存儲和運輸系統；火電、核電站的熱力管路等等。
電廠熱力管路系統
汽車冷卻系統
由于這些設備尺寸龐大，部件數量較多，或運行周期相對很長，三維計算無法滿足要求。采用一維流動網絡，熱網絡的方法不僅建模效率高，而且通過實驗或三維仿真標定，同樣可以達到較高的精度。
觸手可得系統級電磁仿真
然而，隨著數據速率持續呈指數級增長，設計尺寸不斷變小、輸出越來越大，不連續性和多余信號耦合導致信號性能下降的概率增加。因此，盡管面臨重重市場壓力，但設計驗證絕不可松懈。
采用Ansys HFSS，只需34小時就能生成并求解這個復雜PCB封裝的3D模型
通常驗證端到端的系統級性能會涉及一系列組件級電磁（EM）仿真。例如，工程師開展仿真以確認單個球柵陣列（BGA）封裝（從焊接凸點到焊球）的信號完整性，或確認從集成電路（IC）封裝到走線，再到連接器封裝的信號完整性。
在完成系統各個部分的仿真和驗證后，再將其裝配成一個物理原型。但是這種級連方法存在一些問題。首先，該方法非常耗時，通常會拖延產品發布日期；其次，由部件集成和其他系統級問題引起的信號不連續性，只有在原型階段才能發現，從而導致由于返工所造成的高昂成本和不必要的延時。
在過去，這種順序方法對半導體制造商而言，是產品研發的一個重大障礙。然而，過時的仿真方法、計算資源、處理速度和工程方法使工程師只能使用這種級連的組件級方法。
利用現有工具充分發揮快速系統級
電磁仿真的作用
好消息是，Ansys HFSS仿真軟件已能夠支持PCB和芯片封裝的快速系統級虛擬原型設計。與當今彈性云計算資源、更快的處理核心、快速數據傳輸速度等創新技術相結合，HFSS正在加快電磁（EM）仿真的速度。
然而一些客戶暫時還不了解HFSS中的系統級仿真功能，但半導體行業的領導者已利用HFSS將復雜產品的電磁仿真運行速度提高10-12倍。
展開 觸手可得系統級電磁仿真
然而，隨著數據速率持續呈指數級增長，設計尺寸不斷變小、輸出越來越大，不連續性和多余信號耦合導致信號性能下降的概率增加。因此，盡管面臨重重市場壓力，但設計驗證絕不可松懈。
采用Ansys HFSS，只需34小時就能生成并求解這個復雜PCB封裝的3D模型
通常驗證端到端的系統級性能會涉及一系列組件級電磁（EM）仿真。例如，工程師開展仿真以確認單個球柵陣列（BGA）封裝（從焊接凸點到焊球）的信號完整性，或確認從集成電路（IC）封裝到走線，再到連接器封裝的信號完整性。
在完成系統各個部分的仿真和驗證后，再將其裝配成一個物理原型。但是這種級連方法存在一些問題。首先，該方法非常耗時，通常會拖延產品發布日期；其次，由部件集成和其他系統級問題引起的信號不連續性，只有在原型階段才能發現，從而導致由于返工所造成的高昂成本和不必要的延時。
在過去，這種順序方法對半導體制造商而言，是產品研發的一個重大障礙。然而，過時的仿真方法、計算資源、處理速度和工程方法使工程師只能使用這種級連的組件級方法。
利用現有工具充分發揮快速系統級
電磁仿真的作用
好消息是，Ansys HFSS仿真軟件已能夠支持PCB和芯片封裝的快速系統級虛擬原型設計。與當今彈性云計算資源、更快的處理核心、快速數據傳輸速度等創新技術相結合，HFSS正在加快電磁（EM）仿真的速度。
然而一些客戶暫時還不了解HFSS中的系統級仿真功能，但半導體行業的領導者已利用HFSS將復雜產品的電磁仿真運行速度提高10-12倍。
展開 Adams— 系統級多體動力學仿真平臺
Adams 是一款系統級多體動力學仿真平臺，被廣泛應用于汽車、能源、重型機械等多個行業。該工具凝聚了豐富行業應用經驗，能夠快速進行系統級的運動學、動力學仿真、系統級模態及振動分析、與控制系統集成的機電一體化分析、系統疲勞壽命分析等，包括基礎模塊、擴展模塊、車輛專用模塊、新能源專用模塊、實時仿真模塊等。
產品功能及特點
- 基礎模塊
采用 Adams 軟件基本模塊，可快速建立或導入參數化幾何模型，支持系統運動學、靜力學和非線性動力學分析。
- 擴展模塊
Adams 提供多學科軟件接口，包括與 CAD、FEA、控制及疲勞分析軟件之間的接口。
Adams/Control 支持將機械系統與控制系統聯合仿真，評估多學科系統整體性能
Adams/Flex 支持機械系統柔性化，評估機械系統部件彈性變形的影響
Adams/Durability 支持導出子系統或零部件載荷 - 時間歷程，評估系統內部件應力、應變、壽命，同時提供 MSC Fatigue 和 nCode DesignLife 接口，完成零部件的疲勞壽命預測
Adams/Vibration 支持系統振動特性分析，可進行減振、隔振等振動性能優化
- 車輛專用模塊
車輛仿真專用模塊 Adams/Car 支持用戶快速建立高精度的整車虛擬樣機，包括底盤（傳動系統、制動系統、轉向系統、懸架）、輪胎和路面、動力總成、車身、控制系統等。
- 新能源車專用模塊
新能源車專用模塊 Adams/Car EV 支持 FWD、RWD、AWD 多種動力總成布置，提供驅動、制動控制等相關模塊，支持 FMU 聯合仿真，能夠實現高保真度的機電控聯合仿真，對控制策略進行仿真驗證。
展開 
官方免費 | 系統級射頻干擾仿真方法與案例演示
直播簡介
隨著電子系統的發展日益復雜化，搭載在同一設備平臺上的通信系統數量持續增加，這導致在平臺上共址的各個射頻系統分布越來越密集，各系統間勢必會產生相互的電磁干擾，敏感的接收設備和系統鏈路受到干擾的幾率也隨之加大。特別是當多個射頻系統同時工作時，原本單一工作狀態下性能卓越的射頻接收系統很可能完全失效，如何保證復雜射頻系統的抗干擾能力成為通信設備射頻工程師面臨的一大挑戰。
ANSYS專業的多射頻系統抗干擾仿真軟件EMIT能夠幫助工程師快速解決系統級抗干擾難題，軟件自帶豐富的收發信機和射頻部件庫，支持多保真度的天線和射頻器件模型，極大地簡化了復雜射頻系統的建模難度，能夠計算高達上百萬信道的干擾情況，充分考慮所有潛在的干擾因素，自動診斷干擾路徑和產生機理，全面直觀的后處理界面為工程師提供詳盡的仿真結果，是業界功能強大的系統級射頻抗干擾仿真工具。
本直播將以功能講解結合案例演示的方式，介紹如何使用EMIT實現多射頻系統的抗干擾仿真。
主要內容如下：
1. 多射頻系統抗干擾仿真的必要性和難點
2. ANSYS EMIT核心功能和系統級射頻干擾仿真流程
3. 案例演示
4.
展開 Maple—多領域系統級建模仿真和科學計算軟件
MapleSim—基于多學科數字孿生的虛擬調試應用服務
MapleSim是一個多學科系統級建模仿真環境，從數字孿生實現虛擬調試到車輛實時仿真、重型機械仿真分析等，MapleSim幫助企業降低開發風險、支持創新。產品介紹如下：
建模
? 利用預制的建模元件庫建模，專業模型庫包括：信號庫、機械庫、多體庫、電氣庫、液壓庫、氣動庫、熱庫、電池庫、電磁庫、動力傳動庫、輪胎庫、熱傳導庫、滑輪繩索庫、卷料處理庫等
? 導入第三方工具生成的FMU模型
? CAD Toolbox導入，可以將各種CAD軟件生成的機械CAD模型導入到MapleSim軟件中，自動捕捉模型部件的運動學和動力學特性，以及模型之間的空間關系，方便在MapleSim快速創建系統級模型。
展開 系統級仿真 | Ansys聯合Onsemi推動車輛感知能力的未來發展
Ansys仿真工具在實現這一目標的過程中發揮了至關重要的作用，它采用基于物理的方法生成場景，提供了我們所需的準確性。”</p><p>— Shaheen Amanullah，onsemi智能傳感團隊成像系統總監</p><p><br></p><p><br></p><p><strong>仿真能夠準確預測和驗證各種駕駛環境中的傳感器功能性</strong></p><p><br></p><p>我們可能很難想象這樣一個世界：人類放棄駕駛控制權，讓車輛來自行駕駛。但事實上，我們現在就能瞥見這樣的未來。如今，道路上的許多車輛已經受益于高級駕駛輔助系統（ADAS），這些系統使用攝像頭、雷達和激光雷達等傳感器技術來避免與障礙物發生碰撞，幫助我們保持在車道內、進行平行泊車等。</p><p><br></p><p>所有這些系統都由人工智能（AI）傳感進行指導，例如計算機視覺，它是自動駕駛汽車（AV）感知堆棧的核心功能。AV技術堆棧由多個功能層組成，包含特定的功能模塊，負責自動駕駛所需的感知、連接、處理、分析和決策。與人類駕駛員非常相似，車輛的感知堆棧也會“環顧四周”，從車輛傳感器收集數據，然后對數據進行處理，以了解目前的駕駛環境并對其做出響應。</p><p><br></p><p>作為自動駕駛領域的兩大關鍵參與者，Ansys與onsemi合作提供獨特的解決方案，以推進感知領域的發展，該解決方案包含了雙方互補的技術，為原始設備制造商（OEM）和一級供應商提供了一個生態系統，以推動其開發和感知驗證目標。</p><p><br></p><p>作為電源和傳感技術領域的領導者，onsemi的目標是促進創新和開發智能技術，以解決復雜的客戶挑戰——包括車輛感知方面的挑戰，從而支持AV的開發。與Ansys的合作使onsemi能夠創建系統級仿真，以分析其開發決策的影響，并推動其技術進步。
展開 Ansys HFSS | 全新突破性網格融合功能實現系統級全耦合仿真
現在再來看下面的示例，其詳細的場分布要更加復雜，Matt將這個電子系統視為設計師試圖為這種類型的模型分析電磁行為的代表性示例。
Matt笑著說道：“當我在20多年前剛開始使用HFSS的時候，我們解決的系統可能有10K-40K矩陣未知數。而現在，我們通常會求解超過100M個矩陣單元的模型，電磁分析的持續進步已經大大豐富了可以仿真的設計類型。” Matt詳細講述了其中的一些進展。
計算電磁學
為更好的利用HPC資源，在HFSS中融合了多項算法增強功能。
跨分布系統進行矩陣劃分和求解
獨特的域分解算法對系統級模型進行劃分（無需在域接口處添加簡化的假設）
將云計算資源用于網格生成和矩陣求解器
跨CPU核心和分布式節點進行高效頻率掃描分析
寬帶頻率響應使用內插值掃描；在計算出的S參數響應快速改變的范圍內選擇額外采樣點
模型參數變化敏感度分析（“解析求導”）
最后一個特性值得特別強調。Matt指出：“HFSS支持虛擬的網格擾動方法開展變量分析，設計師可以在系統模型中識別一組參數，并且很容易查看電磁分析結果如何隨制造誤差的變化而改變，只需少許仿真時間，比在不同的參數樣本和具有小尺寸變化的獨特網格上運行完整仿真要高效得多。”
展開 ANSYS EMIT：系統級射頻干擾（RFI）仿真平臺功能介紹與實例演示
網絡培訓時間：
2016年4月7日
14:00 - 15:00
課程內容簡介：
ANSYS EMIT是ANSYS的另一款新產品，適用于預測復雜射頻（RF）環境中電磁干擾（EMI）的仿真。EMIT提供了一個整體框架，從RF系統性能數據管理，共址與共存EMI效應仿真，到EMI問題改善，能夠實現多RF系統平臺在整個生命周期內的完整模型仿真設計。EMIT采用獨特的多保真方法，能很好預測RF共址/共存干擾，從而實現對復雜RF環境中EMI問題的快速定位及“根源”分析。本次網絡培訓介紹ANSYS EMIT的功能，并展示系統級EMI分析的案例。
報名方式
點擊報名：http://www.ansys.com/zh-cn/About-ANSYS/Events
選擇您需要參加的網絡培訓即可
微信端一鍵報名：
微信已綁定微信的用戶一鍵報名：打開ANSYS公眾號，點擊下面的菜單：“最新活動“點擊“活動報名”，選擇活動參加報名即可。
未綁定微信用戶的報名方式：1).關注ANSYS官方微信2).點擊進入到ANSYS微信，點擊“咨詢反饋”-“注冊綁定”3).點擊”最新活動“-“網絡培訓”，選擇活動參加報名即可。
展開 LMS Virtual.Lab Motion_視頻教程33之系統級疲勞仿真分析
今天給大家帶來的是系統級疲勞仿真分析，希望對大家有幫助。
視頻下載地址：http://www.kuaipan.cn/file/id_75510756333846575.htm
二級齒輪減速器傳動系統的參數化建模及機構仿真
中國制造業信息化-2003年 10期-二級齒輪減速器傳動系統的參數化建模及機構仿真
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中國制造業信息化-2003年 10期-二級齒輪減速器傳動系統的參數化建模及機構仿真.pdf
【ANSYS線上直播回看】系統級射頻干擾仿真方法與案例演示
『點擊觀看直播回放』
隨著電子系統的發展日益復雜化，搭載在同一設備平臺上的通信系統數量持續增加，這導致在平臺上共址的各個射頻系統分布越來越密集，各系統間勢必會產生相互的電磁干擾，敏感的接收設備和系統鏈路受到干擾的幾率也隨之加大。ANSYS專業的多射頻系統抗干擾仿真軟件EMIT能夠幫助工程師快速解決系統級抗干擾難題，軟件自帶豐富的收發信機和射頻部件庫，支持多保真度的天線和射頻器件模型，極大地簡化了復雜射頻系統的建模難度，能夠計算高達上百萬信道的干擾情況，充分考慮所有潛在的干擾因素，自動診斷干擾路徑和產生機理，全面直觀的后處理界面為工程師提供詳盡的仿真結果，是業界功能強大的系統級射頻抗干擾仿真工具。
此次網絡直播吸引了眾多觀眾在線觀看，在會后我們也陸續收到在線觀眾以及其他用戶前來詢問，在此附上本場網絡直播錄屏內容，供大家回看學習。
越來越多的企業在整個產品生命周期中融入前沿的ANSYS仿真技術，加速企業創新與實現數字化轉型。近期發布的ANSYS 2020 R1帶來全新升級的功能，同時上線新一季為大家精心打造的“30天密集學習計劃”，進一步了解ANSYS前沿仿真技術和行業應用。
▼▼▼2020 ANSYS網絡研討會有獎反饋 - 參與者均可獲得千元培訓券及技術鄰金幣獎勵！
展開 Flowmaster 汽車熱流體系統仿真方面的應用
以此為基礎，可以仿真暖起、怠速、正常運轉以及加載等不同工況，精確預測壓力、流量、溫度和其它性能參數。
Flowmaster V7汽車版元件庫
V7汽車版在Flowmaster V7通用版標準流體及熱元件庫的基礎上，為用戶定制了種類豐富的汽車工業專用元件庫。汽車版系統模型可以進行穩態和瞬態，可壓縮和不可壓縮流體的計算，達到精確預知系統性能的目的。同時，它也可以用來優化元部件的尺寸，了解元部件改變對整個系統的影響。
汽車工業的前后處理工具
◆ 快捷的數據轉換
針對試驗獲得的數據，比如壓降隨流量的變化、換熱器相關數據等，內置了無量綱參數轉換功能，從而可直接應用于軟件模擬，無需采用第三方工具。
◆ 頻域分析
可獲得液壓系統的頻譜與能譜結果，方便工程師對設計進行分析、評價與優化。
成功應用案例及用戶
德國寶馬（BMW）汽車公司使用Flowmaster對燃油供給系統、柴油噴射系統、曲軸箱通風系統進行了設計與仿真。此外，對水套冷卻系統利用Flowmaster與Fluent進行了聯合計算。
康明斯（Cummins）使用Flowmaster設計工業柴油機冷卻系統，結果表明計算結果和實驗結果吻合良好。
Caterpillar Defence Products在Flowmaster的幫助下十分有競爭力的爭取到了數百萬英鎊的合同，為英國陸軍提供戰斗工程車方案。
國內具有領導地位的汽車企業與研究機構均選用Flowmaster作為流體系統設計工具，典型用戶包括：上汽、東風汽車、奇瑞、長安汽車、玉柴、北方車輛研究所、清華汽車研究所、長春一汽研究所、康明斯發動機研究中心、北方發動機研究所等。
展開 芯片PCB板級熱仿真怎么做？從小米環形冷泵散熱系統說起
樣件制作完成后，也需要做多輪的熱測試驗證，驗證表面處理、界面材料、功耗、環溫對芯片結溫的實際影響，將仿真與實驗數據做對比，review參數設置，并多做總結，形成一個閉環的設計思路，不斷提高熱設計水平。
三、Icepak板級熱仿真實操
熱設計當今常用的散熱軟件主要有Flotherm和Icepak，其中IcepaK可以求解異形的結構，而且它基于ANSYS FLUENT的求解器，有較好的精度，對于電子散熱仿真是一款非常專業的軟件。在汽車電子散熱仿真來說，由于車廠其他結構和電磁的仿真多使用ANSYS的其他軟件，為了統一習慣，也為了處理異形的CAD結構，icepak用于散熱仿真較為常見。但從易用性來說，Flotherm有一定的優勢，它需要更多繁瑣注意項，以及操作流程。
不光是汽車行業，這幾年芯片計算能力需求的飛速發展和對可靠性要求的日益提升，越來越需要高速PCB板以及大功率PCB板，這對前期的設計提出更高的要求，需要仿真加以驗證，甚至是需要熱電耦合仿真或者結構熱耦合仿真。對于PCB板級熱仿真，Icepak可以導入精確的布線，并通過metal fraction計算局部的導熱系數，這樣更好的得到一個貼合實際的結果。它還提供了各種熱阻模型，常用的雙熱阻模型，以及DELPHI模型，以及詳細模型。除此之外還包含各種宏命令，方便對于特定問題的求解，它也可與ANSYS workbench中其他模塊數據相關聯。
做板級熱仿真，首先第一步便是參數的收集。要知道所處的工作溫度（環溫），以及板子的尺寸大小、布置方向、器件的尺寸大小和在PCB板的相應的位置，是否有風或者其他外加散熱措施。除此之外，需要器件手冊的相關內容，RθJB和RθJC以及最大TjMax，前兩個熱阻參數是雙熱阻模型所必須的，最大結溫是為了驗證結果是否超溫。
展開 2025大賽優秀作品 | 基于 Ansys HFSS 與 Circuit 的 LPDDR4X 接口系統級 EMI 仿真
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</figure><p class="ql-align-center"><strong>作品名稱：基于 Ansys HFSS 與 Circuit 的 LPDDR4X 接口系統級 EMI 仿真</strong></p><p class="ql-align-center"><strong>作者： 程炳坤/江勇/張孝法/朱凱 | 恩智浦半導體蘇州分公司 系統工程師</strong></p><p class="ql-align-center"><strong><em>關鍵詞：</em></strong><em>LPDDR4X, Ansys HFSS, Circuit, SoC系統EMI仿真</em></p><p><strong>作者說</strong></p><p>Ansys HFSS + Circuit為EMI仿真提供了一個切實有效的解決方法，是理想可靠的仿真工具，幫助我們快速定位問題根源并通過仿真的方式找到最快最省錢的解決方案。同時，該工具也為我們在后續項目的開發與設計階段開展系統級 EMI 仿真與優化提供了可行且高效的支持。
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