土壤-車輛交互仿真的案例
自動駕駛車輛仿真模擬軟件盤點 附車輛工程仿真下載
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自動駕駛車輛仿真-MSC 軟件總裁兼首席執(zhí)行官 Dominic Gallello 對自動駕駛車輛仿真構(gòu)架模塊的思考
我們需要重點關(guān)注哪些因素，才能讓無人駕駛車輛像當(dāng)今的手機那樣實現(xiàn)“預(yù)期”技術(shù)？MSC 軟件花費了大量的時間來完善軟件工具，以幫助工程師通過計算機仿真來設(shè)計更快速、更輕便且更安全的車輛。但是，要從仿真由人駕駛的汽車過渡到仿真由車輛控制中樞駕駛的汽車，還需要彌補當(dāng)今車輛設(shè)計過程中的巨大空
白。
由于無人駕駛車輛既新穎又復(fù)雜，因此需要對無數(shù)不同汽車品牌之間的車輛間通信進行規(guī)范。例如，福特貨車與豐田轎車之間的通信。同時還必須處理仍與其他道路基礎(chǔ)設(shè)施（例如路燈、道路標(biāo)志等）進行互動的各種外部傳感器輸入的數(shù)據(jù)。
為預(yù)測無人駕駛車輛的性能可信度并確保安全，汽車公司已擴大了其仿真技術(shù)的使用范圍并采用了新技術(shù)。
MSC 軟件預(yù)測，以下五種構(gòu)架模塊將成為無人駕駛車輛整體仿真成功的關(guān)鍵。
由脫機到實時
當(dāng)涉及到對日益復(fù)雜的汽車系統(tǒng)進行真實性驗證時，實時仿真絕對是關(guān)鍵所在。盡管脫機解決方案仍能夠繼續(xù)解算擁有極高復(fù)雜度的精密模型，但以下兩個主要原因使得對實時仿真的需求不斷增加。
首先，將虛擬模型與物理硬件（例如傳感器、控制器、駕駛模擬器等）相連的要求，即所謂的硬件在環(huán)。這些實物資產(chǎn)有著限定的通信速度，并且相關(guān)的仿真模型必須能跟得上這一通信速度。實物與仿真世界之間的連接是實時模型的定義。
其次，車輛開發(fā)（包括動力學(xué)）的傳統(tǒng)目標(biāo)是對設(shè)備進行驗證。而人類駕駛員，無論是對測試指令按部就班還是對各種情況當(dāng)機立斷，都不會被視為一個需要進行驗證的“系統(tǒng)”（除進行駕照考試之外）。
自動駕駛車輛概念從一開始就徹底推翻了這種模式。現(xiàn)在，“駕駛員”無疑是車輛中最為復(fù)雜的系統(tǒng)，同樣必須對其進行驗證。不妨試想一下，自動駕駛的校車“司機”需要經(jīng)歷多少個場景的仿真測試才能被認(rèn)為是安全可靠。
展開 交互仿真技術(shù)及其應(yīng)用(一)
借助多個軟件獨特的優(yōu)勢來解決一項復(fù)雜的仿真分析過程是有意義的，這里提出了一種交互仿真技術(shù)的理念，這種理念在工程實踐中早已應(yīng)用，只是沒有明確提出，在此做個規(guī)范表述，供大家參考。
LS-DYNA土壤切削仿真
研究土壤切削一段時間了，做下個人小結(jié)：
1、常用的土壤模型MAT-5 MAT-16 MAT-147
2、常用的方法FEM ALE SPH
3、FEM法做起來難度最大，但個人認(rèn)為效果和可靠性較高。值得注意的FEM法盡量不要去使用全積分單元，應(yīng)盡可能采用單點積分和沙漏控制，MAT_147的作者和LSTC都不建議在大變形和剪切條件下使用全積分單元。
4、ALE方法可以很好的模擬軟土的變形，尤其是在模擬水下切削時優(yōu)勢更明顯（空材料可以使用水來模擬），但對于硬質(zhì)土ALE方法依舊表現(xiàn)出不合實際的流動性。如果希望得到切削時的破碎和裂紋效果ALE就顯得不合適了。另外，MAT_147似乎不適用于ALE方法（結(jié)果受網(wǎng)格敏感度參數(shù)的直接影響），可以考慮選用MAT5或MAT16或其他材料。
5、SPH方法最近用的人越來越多，應(yīng)該是一個研究的方向，但我個人研究的比較少。
6、MAT-147是一個很好，但挺難掌握的材料本構(gòu)，相比網(wǎng)上的論文，材料手冊是最好的資料，熟悉每一個參數(shù)的意義并結(jié)合試驗數(shù)據(jù)輸入是仿真的關(guān)鍵。
展開 
【流體仿真】具有空氣動力學(xué)反饋的2D汽車輪廓的交互設(shè)計
交互式系統(tǒng)可幫助設(shè)計師創(chuàng)建空氣動力學(xué)汽車輪廓。
系統(tǒng)依賴于一個神經(jīng)代理模型來預(yù)測汽車形狀周圍的流體流動，一旦設(shè)計師繪制出汽車輪廓，就為他們提供流體可視化和形狀優(yōu)化反 饋。與之前專注于時間平均流體流動的工作相比，描述了如何在從多個預(yù)計算模擬中提取的瞬時、同步觀測數(shù)據(jù)上訓(xùn)練我們的模型，這樣我們就可以對動態(tài)流動特征(如渦流)進行可視化和優(yōu)化。
01
/ 介 紹/
系統(tǒng)將汽車的外形(a)作為輸入，并預(yù)測汽車周圍的流場(b)。在汽車的潛在空間中進行形狀優(yōu)化，以建議如何改善外形的氣動性能(c)，這里通過減少11%的阻力，流體流動可視化和形狀優(yōu)化的計算都在毫秒內(nèi)完成，從而實現(xiàn)了交互式工作流程，設(shè)計師可以在繪制汽車輪廓和評估其性能之間進行迭代。
展開 ls-dyna旋耕刀切削土壤仿真。
ls-dyna土壤切削仿真，SPH法和FEM法。歡迎合作交流，郵箱：513484528@qq.com
設(shè)計仿真 | 基于測試車輛聲學(xué)警報系統(tǒng)仿真
這進一步證明了我們必須在車輛開發(fā)的 AVAS 揚聲器設(shè)計過程中正確對待聲源指向性這一因素。”
04 結(jié)論和未來工作
借助仿真，Yang 和通用汽車團隊成功開發(fā)出一種方法，考慮了AVAS 揚聲器的聲學(xué)指向性，并在過程中研究了其物理測試設(shè)置的穩(wěn)健性。
這促使他們開發(fā)出一個合適的測試設(shè)備，幫助他們創(chuàng)建一個幾何形狀更簡單，但具有實際揚聲器所有基本聲音特性的虛擬揚聲器。虛擬揚聲器作為整車模型的一部分經(jīng)過獨立驗證。
未來，通用汽車將利用在此間獲得的所有知識，將虛擬揚聲器應(yīng)用于車內(nèi)噪音預(yù)測，并評估揚聲器對于車輛聲學(xué)包的影響。
他們將把這一概念擴展到其他具有獨特聲學(xué)指向性且難以精確測量表面振動的車輛部件上。
展開 仿真創(chuàng)新：從系統(tǒng)仿真到自主車輛到數(shù)字孿生
仿真創(chuàng)新：從系統(tǒng)仿真到自主車輛到數(shù)字孿生：http://www.ansys-blog.com/paris-systems-simulation/
案例分享 | 用Adams-Marc協(xié)同仿真對車輛極端負(fù)載狀況進行仿真
圖7.接觸力比較：
實物試驗與協(xié)同仿真結(jié)果對比
在工程師調(diào)整了仿真模型中的 Y 坐標(biāo)并進行了另一次協(xié)同仿真之后，所生成的黑色曲線就非常接近實物試驗的結(jié)果了。在進行這次嘗試時，只將螺釘作為一種假設(shè)添加到 Marc 模型中，而不是對螺釘本身進行精細(xì)建模，這樣就可以解釋協(xié)同仿真結(jié)果與試驗結(jié)果之間余下的差異。
經(jīng)進一步分析，在協(xié)同仿真結(jié)果與試驗結(jié)果之間呈現(xiàn)出更好的相關(guān)性，出于保密原因，本文無法給出這些圖表。此外，將 Adams 和 Marc 結(jié)果文件讀入 CEI Ensight 中，還可以制作協(xié)同動畫（圖 8）。
圖8.采用Adams和Marc的數(shù)據(jù)、在CEIEnsight中實現(xiàn)的可視化的寶馬汽車凸起碾壓協(xié)同動畫圖片
總之，采用 Adams-Marc 協(xié)同仿真方法，汽車 OEM 工程師和 MSC 在一天之內(nèi)就能找到實物試驗結(jié)果與仿真結(jié)果之間良好的相關(guān)性，這表明即使在極端負(fù)載狀況下，也可以利用這種協(xié)同仿真技術(shù)準(zhǔn)確而有效地預(yù)測車輛的動力學(xué)負(fù)載。
參考文獻
1.Adams Marc 協(xié)同仿真特別興趣小組聯(lián)合運用多物理場仿真（MKS）和非線性有限元法（FEM），C. Kopp、H. Krings、R. Bosbach（MSC 軟件公司），德國柏林，2017 年 11 月
2.采用非線性有限元分析（FEA）和多體動力學(xué)（MBD）的協(xié)同仿真
3.“2018 德國國際工程分析學(xué)會計算與仿真年會——應(yīng)用、發(fā)展與趨勢”，C. Kopp、H.
展開 3/4 新的仿真維度：使用LS-DYNA ISPH進行車輛涉水仿真介紹
內(nèi)容簡介：
LS-DYNA中的顯式SPH求解功能非常適合求解涉及超高速撞擊、爆炸和其他瞬態(tài)事件等問題，但在涉及諸如涉水等較慢的流體流動仿真時仍需優(yōu)化。在此基礎(chǔ)之上，不可壓縮SPH (ISPH)功能是專門為處理諸如涉水、電機冷卻、齒輪潤滑等大型不可壓縮流體仿真而開發(fā)，它允許比通常的顯式SPH仿真更大的時間步長，同時避免了對流體不可壓縮性的妥協(xié)。與顯式SPH和其他FVM方法相比，ISPH方法具有更少的仿真時間。
車輛涉水能力是指車輛在水中行駛時功能部件的完整性。深水行駛條件會給汽車帶來許多潛在的問題。它對車輛的外部部件施加額外的力，這是在正常駕駛過程中不存在的。它可能會阻礙發(fā)動機所需的持續(xù)空氣供應(yīng)，甚至可能會導(dǎo)致發(fā)動機進水。它使傳感器的可見度變的模糊，并使擋風(fēng)玻璃上充滿水漬或者泥漬，從而影響駕駛員的可見度。ISPH已被證明是一種可靠的仿真方法，能夠預(yù)測水濺形態(tài)、水夾帶、車輛濕度以及部件受力。
主要內(nèi)容包括：
不可壓縮SPH的背景及其應(yīng)用于車輛涉水適用性；
通用ISPH關(guān)鍵字；
如何從顯式的碰撞模型切換到涉水模型；
涉水模擬相關(guān)輸出；
該方法與其他方法相比的優(yōu)勢；
時間：
2022年3月4日（周五）16:00-18:00
主辦：
Ansys 中國
講師簡介：
Hemanth Kumar Gopalakrishnan，Ansys 高級應(yīng)用工程師
Hemanth Kumar Gopalakrishnan是Ansys的高級應(yīng)用工程師，擁有馬德拉斯印度理工學(xué)院機械工程技術(shù)碩士學(xué)位。
展開 車輛自動駕駛CAE仿真技術(shù)研究
而Prescan是一款開發(fā)ADAS和智能汽車系統(tǒng)的CAE仿真平臺，其具有強大的場景構(gòu)建能力，可與simulink聯(lián)合仿真控制車輛動力學(xué)模型進行實時仿真。以下圖1為Prescan智能駕駛平臺的Work flowchart，具體開發(fā)工作流程為首先建立自動駕駛場景；其次建立車輛動力學(xué)模型、雷達傳感器、攝像頭特性參數(shù)；然后再結(jié)合控制系統(tǒng)模型、算法、最終實現(xiàn)CAE虛擬仿真或硬件在環(huán)的實時仿真；圖2為Prescan仿真平臺模擬再現(xiàn)真實事故場景，左圖為真實事故發(fā)生的道路狀況（未有主動控制系統(tǒng)），右圖為仿真模擬事故場景（有前向碰撞預(yù)警（FCW）/防撞自動剎車（CMB）主動控制系統(tǒng)）。
圖1 Work flowchart
圖2 真實事故與仿真再現(xiàn)
自動駕駛技術(shù)，SAE將自動駕駛分為5級，即L1~L5級。以下圖3數(shù)據(jù)來源億歐智庫：
圖3 SAE自動駕駛定義和分級標(biāo)準(zhǔn)
以下本人基于Prescan仿真平臺進行L2級別ACC自適應(yīng)巡航自動駕駛CAE仿真研究工作。
首先建立3輛車（Host車、1號lead車、2號lead車）在三車道的道路上的初始位置場景，車輛在同一車道以120 Km/h、60 Km/h、40 Km/h不同的車速下行駛（未考慮設(shè)置車輛發(fā)生碰撞后的細(xì)節(jié)狀態(tài)）；分別設(shè)定車輛及雷達傳感器相關(guān)參數(shù)，圖4為車輛動力學(xué)參數(shù)示例，圖5為2D車輛安裝多個雷達傳感器與道路顯示界面，圖6為3D車輛場景。
圖4 車輛動力學(xué)參數(shù)示例
圖5 2D雷達傳感器與道路顯示界面
圖6 3D車輛場景
以下圖7為車輛雷達實時監(jiān)控及ACC主動控制界面。
展開 
MSC Adams 2017.2? —— 提供精確車輛仿真，擴大實時仿真能力
通過仿真技術(shù)及服務(wù)幫助工業(yè)企業(yè)提高工程水平的領(lǐng)軍者MSC Software公司，于7月19日宣布推出MSC Adams最新版本MSC
Adams 2017.2。一直以來，MSC Adams因其多體動力學(xué)仿真的準(zhǔn)確性和魯棒性享有盛名。新版MSC Adams
2017.2重點提高了Adams Solver和Adams
Car的易用性和仿真速度，并進一步擴展Adams實時仿真功能。該版本已在2017年7月推出。
新版本亮點：
? 更快的并行Adams Solver
針對應(yīng)用Adams Solver Shared Memory Parallel（SMP）多線程運行的情況，對Adams Solver進行了性能改進。據(jù)測試，仿真速度提高了30％。
? Adams Car模型管理
在以前的版本中，一個Adams Car組件代表一個單一的模型配置。在Adams 2017.2中，多個模型配置可以保存在一個組件中，使得管理不同子系統(tǒng)設(shè)置的組件模型更加容易。
? 模型保真度調(diào)整
高保真的組件模型在計算時間上可能會比較昂貴，在進行硬件在環(huán)實時仿真時尤為如此。在許多情況下，可以通過更有效的建模方法獲得足夠精確的結(jié)果。在Adams
2017.2中，引入了一套自動化實用程序來降低輪胎和防側(cè)傾桿的建模保真度。這在許多情況下，能在獲得相似的精確結(jié)果的同時，節(jié)省高達90％的整車仿真時間。現(xiàn)在Adams
Real Time的用戶可以進行更多種類的車輛分析。
? 空氣動力和側(cè)風(fēng)事件
在Adams 2017.2中，新的空氣動力組件允許對應(yīng)用于物體上一個或兩個點上的氣動載荷建模，這樣可以更準(zhǔn)確地預(yù)測空氣動力的影響。新的側(cè)風(fēng)事件利用新的空氣動力組件將風(fēng)力應(yīng)用到車輛上，這能更容易地將空氣動力集成到各種車型中。
展開 戴西CAxWorks.VPG車輛工程仿真軟件｜假人+座椅雙調(diào)整 汽車仿真效率直接拉滿
?
在整車被動安全仿真中，一個被低估卻至關(guān)重要的環(huán)節(jié)是：碰撞開始之前，假人究竟坐得對不對？
假人的初始姿態(tài)直接影響約束系統(tǒng)載荷路徑、氣囊展開時序以及損傷預(yù)測結(jié)果。傳統(tǒng)手工擺姿方式耗時長、一致性差、難以批量復(fù)現(xiàn)。戴西CAxWorks.VPG（Virtual Proving Ground）車輛工程仿真軟件作為業(yè)界領(lǐng)先的預(yù)處理工程軟件，通過幾何調(diào)整、動態(tài)求解、發(fā)泡預(yù)壓和機構(gòu)自動識別四大技術(shù)模塊，將這一工作從"玄學(xué)"變?yōu)榭闪炕⒖勺詣踊墓こ塘鞒獭??
編輯
PART/1
假人幾何姿態(tài)調(diào)整
幾何調(diào)整是假人入座的第一步，也是整個姿態(tài)流程的基礎(chǔ)。VPG 提供了完整的多關(guān)節(jié)聯(lián)動旋轉(zhuǎn)體系，工程師可在三維環(huán)境中直觀地操控假人各關(guān)節(jié)角度，同時系統(tǒng)在后臺實時檢測各部位與車內(nèi)結(jié)構(gòu)（座椅、方向盤、儀表板、門板等）之間的穿透情況。
1全空間平移定位
可通過 H 點坐標(biāo)、參考點選取或拉伸操作調(diào)整，支持假人多位置保存與快速切換，高效完成假人空間位置與初始姿態(tài)調(diào)試。
2多部位靈活調(diào)整
調(diào)通過鼠標(biāo)三鍵或輸入角度可精準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)，自帶止停角限制，支持對稱 / 反向旋轉(zhuǎn)與一鍵重置初始姿態(tài)。
3多關(guān)節(jié)聯(lián)動旋轉(zhuǎn)
調(diào)整骨盆傾角時，脊柱、頭頸、上肢自動跟隨重新定向，保持整體姿態(tài)的生物力學(xué)一致性。
4實時穿透檢測
調(diào)整過程中自動檢測假人與周邊結(jié)構(gòu)的干涉區(qū)域，配合自動修正算法調(diào)整不合理干涉。
幾何調(diào)整核心優(yōu)勢
1.兼容 OEM / 供應(yīng)商假人初始位姿文件直接導(dǎo)入，無需重復(fù)建模，縮減前處理工作量；
2.假人軀干、四肢全維度靈活調(diào)控，可視化操作界面直觀便捷，大幅降低上手門檻；
3.生物力學(xué)多關(guān)節(jié)聯(lián)動調(diào)整，全程保障姿態(tài)合理性，完美貼合真實人體運動邏輯；
4.實時檢測穿透，有效降低仿真系統(tǒng)誤差，全面提升結(jié)果可信度與合規(guī)性。
展開 戴西CAxWorks.VPG車輛工程仿真軟件｜假人+座椅雙調(diào)整 汽車仿真效率直接拉滿
??在整車被動安全仿真中，一個被低估卻至關(guān)重要的環(huán)節(jié)是：碰撞開始之前，假人究竟坐得對不對？
假人的初始姿態(tài)直接影響約束系統(tǒng)載荷路徑、氣囊展開時序以及損傷預(yù)測結(jié)果。傳統(tǒng)手工擺姿方式耗時長、一致性差、難以批量復(fù)現(xiàn)。戴西CAxWorks.VPG（Virtual Proving Ground）車輛工程仿真軟件作為業(yè)界領(lǐng)先的預(yù)處理工程軟件，通過幾何調(diào)整、動態(tài)求解、發(fā)泡預(yù)壓和機構(gòu)自動識別四大技術(shù)模塊，將這一工作從"玄學(xué)"變?yōu)榭闪炕⒖勺詣踊墓こ塘鞒獭??
編輯
PART/1
假人幾何姿態(tài)調(diào)整
幾何調(diào)整是假人入座的第一步，也是整個姿態(tài)流程的基礎(chǔ)。VPG 提供了完整的多關(guān)節(jié)聯(lián)動旋轉(zhuǎn)體系，工程師可在三維環(huán)境中直觀地操控假人各關(guān)節(jié)角度，同時系統(tǒng)在后臺實時檢測各部位與車內(nèi)結(jié)構(gòu)（座椅、方向盤、儀表板、門板等）之間的穿透情況。
1全空間平移定位
可通過 H 點坐標(biāo)、參考點選取或拉伸操作調(diào)整，支持假人多位置保存與快速切換，高效完成假人空間位置與初始姿態(tài)調(diào)試。
2多部位靈活調(diào)整
調(diào)通過鼠標(biāo)三鍵或輸入角度可精準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)，自帶止停角限制，支持對稱 / 反向旋轉(zhuǎn)與一鍵重置初始姿態(tài)。
3多關(guān)節(jié)聯(lián)動旋轉(zhuǎn)
調(diào)整骨盆傾角時，脊柱、頭頸、上肢自動跟隨重新定向，保持整體姿態(tài)的生物力學(xué)一致性。
4實時穿透檢測
調(diào)整過程中自動檢測假人與周邊結(jié)構(gòu)的干涉區(qū)域，配合自動修正算法調(diào)整不合理干涉。
幾何調(diào)整核心優(yōu)勢
1.兼容 OEM / 供應(yīng)商假人初始位姿文件直接導(dǎo)入，無需重復(fù)建模，縮減前處理工作量；
2.假人軀干、四肢全維度靈活調(diào)控，可視化操作界面直觀便捷，大幅降低上手門檻；
3.生物力學(xué)多關(guān)節(jié)聯(lián)動調(diào)整，全程保障姿態(tài)合理性，完美貼合真實人體運動邏輯；
4.實時檢測穿透，有效降低仿真系統(tǒng)誤差，全面提升結(jié)果可信度與合規(guī)性。
展開 車輛OTA仿真測試解決方案
圖2 車輛OTA仿真測試系統(tǒng)流程圖
功能描述
?? 支持自動化測試，基于自研工具接口豐富且開放的特性，可通過自動化測試軟件TAE對云端、T-Box、車機、ECU等相關(guān)軟硬件進行調(diào)用，以應(yīng)對不同測試場景需求。可實現(xiàn)自動化執(zhí)行云端任務(wù)觸發(fā)、車機邏輯交互、ECU數(shù)據(jù)抓取、ECU診斷應(yīng)答模擬和測試結(jié)果斷定等不同測試步驟。
?? 支持三大測試場景：正向流程測試、功能交互測試、特殊場景測試
正向流程測試包含車云連接測試、更新推送測試、更新下載測試、升級預(yù)處理測試等
功能交互測試是在正向流程驗證的基礎(chǔ)上，結(jié)合整車各項功能點，在升級包推送、下載、安裝流程中設(shè)計整車功能交叉操作測試，來模擬、測試OTA功能在多功能交互場景下的穩(wěn)定性，其包含車身域、動力域、娛樂主機及TBOX的功能交互測試等
特殊場景測試從用戶在實際用車過程中可能出現(xiàn)的特殊場景角度考慮，以確保OTA功能在全場景下的穩(wěn)定性，其包含如網(wǎng)絡(luò)異常工況測試、供電異常工況測試、并發(fā)任務(wù)場景測試等
圖3 車輛OTA仿真測試功能
功能特點
?? ECU仿真，模擬真實車輛環(huán)境
本方案中，車載總線監(jiān)控仿真工具VBA主要實現(xiàn)對真實車輛上的ECU功能邏輯仿真，建立真實車輛環(huán)境。
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