模塊化仿真的案例
ansys模塊化仿真系列文章（一）梁單元截面特性標準生成
模塊化讀入截面命令流
SECTYPE,1,BEAM,MESH,se1
SECOFFSET,CENT,,,
SECREAD,str1,'SECT',' ',MESH
secplot,1
基于Ansys APDL及二次開發的模塊化仿真系列文章
DeepSeek等這些生成式AI助手出來之后，看似老舊的Ansys APDL因其具有可純命令流操作全仿真流程的優勢，在某些領域又重獲新生。某些簡要分析可以一鍵生成，但筆者試驗后，發現當前用deepseek生成的命令流事實上不能完全直接用于工業仿真，經常生成一段不能直接用來分析的命令流，除非僅僅用來生成極為簡單的算例（可能是網上樣本不足的緣故吧）。大大影響使用者的工作效率，以及其對deepseek的信心。因此筆者打算總結之前用ansys apdl做仿真的8年間的經驗，分享一些模塊化的命令流塊，與大家交流討論，為迎接后續deepseek等AI工具更進一步精準升級做好準備。
愿景
讓即使是入門者也能通過模塊化命令流快速組拼出一套能夠準確仿真的全套命令流，服務用戶，提高效率。
目標
開箱即用，模塊組裝，像做樂高一樣仿真。
分享的內容
1，ansys的模塊化命令流，一個小模塊盡量獨立，解決一類問題。例如截面生成、文件讀寫、結果后處理等等。
2，基于python對ansys的二次開發，例如如何封裝命令流為模塊化函數。
簡要介紹
APDL二次開發的技術定位與優勢
1， 技術背景
ANSYS APDL（參數化設計語言）作為有限元分析的核心腳本工具，通過命令流實現從建模、求解到后處理的全程自動化。其模塊化開發能力可顯著提升復雜工程問題的仿真效率，尤其在參數化設計、多物理場耦合及批處理優化中表現突出。
2， 開發優勢
靈活性與復用性：支持宏命令（Macro）封裝常用操作，如材料定義、網格劃分等，實現“一次開發，多次調用”。
展開 基于達索平臺BIOVIA、Abaqus模塊實操講解，新電池產業鏈PLM產品開發及碳管理&電池仿真設計一體化【10月15直播】
Part 2：電池設計仿真一體化
隨著電池技術應用場景的拓展和新能源產品的普及，電池行業的發展及其消費市場均對新產品的開發、新技術的引入提出了更高的要求，廣泛地應用建模仿真技術加速研發迭代已成為行業共識，也涌現出豐富的解決方案；然而，由于電池產品自身屬性及開發流程的復雜性，如何將設計與仿真高度融合并且指導產品正向研發仍然是業界關注的核心領域。
如何基于工程實踐，高度集成設計、建模、多學科跨尺度仿真技術、研發管理、數據科學等核心工程能力？
如何打破電池產品設計與仿真流程間的壁壘，簡化研發流程數據管理？
如何引入前沿AI技術，賦能企業加速轉型、正向研發，實現可持續創新？
講師介紹
彭剛柔
達索系統大中華區汽車和電池新能源行業咨詢顧問，多年電池領域工程經驗，從事負責電池產品開發、建模仿真、新技術預研等工作。對于汽車行業、電池及新能源行業的解決方案、產品管理、研發CAD/CAE等，有較深入的研究和實踐。
達索系統憑借動力電池和新能源方面的專業知識及強大虛擬孿生技術，耕耘新能源行業，在電池技術的發展和應用解決方案的數字化提供諸多方案，賦能多樣化的能源應用場景。
更多精彩，直播將啟，誠待君至
10月15日，掃描海報預約！
END
技術鄰簡介:
技術鄰專注于工科技術社區，從最早的CAE技術社區（中國CAE聯盟）發展而來，在CAE領域有20年的教學和咨詢服務經驗。
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往期推薦
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展開 模塊化：無人化武器裝備發展新選擇
打仗要消耗大量武器裝備，尤其是在高烈度作戰環境下，哪一方的無人化武器裝備大量消耗后重新補入速度快、效費比高，哪一方就有更大可能取得勝利。這種情況下，無人化武器裝備模塊化，幾乎成為一種必然選擇。
一些國家在這方面的研究已經取得成效。以無人戰車為例，他們盡量使用通用化底盤，借助工業化生產的優勢有效降低成本。采用模塊化設計的上裝，可以像拼搭積木一樣迅速調換。這不僅縮短了戰車制造周期，還可以在戰時縮短維修時間。一些可實施“蜂群攻擊”的無人機也采用類似模塊化設計，單機看上去外形幾乎沒有太大差別，但加載不同任務模塊后，就能擔負起不同任務。
可以預見，隨著人工智能技術在軍事領域的深入運用，軍事指揮員在今后很可能將越來越多的中間過程指揮權、決策權交給無人化武器裝備。在不久的將來，與人類戰士聯合實施作戰的，很可能是更多模塊化發展的無人化武器裝備和機器人。
來源：中國軍網
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展開 
電動汽車動力系統集成化、模塊化下的芯片演化
圖2 通用汽車“8合1”的高集成電驅單元
我們可以看到，隨著競爭的日趨激烈，想要在規模上達到一定的高度，車企就需要在原有的模塊化基礎上做深入的簡化，把這些部件進行集成化形成一個整體部件，這樣可以帶來很多的好處：
優化三電和電動汽車架構的特性和效率，可以通過減少需要總裝的零件數量，提高總裝的可制造性；
通過結構系統，可以減少高壓連接的線束，合并結構并減少支架，達到整體減重的目的，最重要的是降低整車層面管理的復雜度
面向未來考慮，把每個部件進行標準化和模塊化，這樣在集成過程中，盡可能復用
優化成本，整合的過程，使得成本上有很大的空間
這里我們看到兩個方向，一個是從芯片和電路方向方面的不同集成化階段，如之前所說的，從不同電氣、結構和
控制的層級來看，集成化有不同的階段，我們以車載充電機和
DCDC這個集成為例，這兩個部件是完全獨立的。
我們最終的目的，是要通過功能合并，盡可能讓兩個高度集成的部件在元器件層面上能實現一定程度的復用，通過細節設計改變電路的一定結構實現簡化成本的目的。
備注：這個原理框圖出自TI的官方網站TI.COM.CN，上面有關于這些器件的選型列表。其中，TI超低延遲的 C2000?MCU有助于實現更高的開關頻率（最多提高 1 到 2 MHz），以及，由 GaN 等材料制成的寬帶隙開關與經過優化的高速柵極驅動器，可大幅度減小元器件尺寸，提高系統效率。
展開 大陸商用車系統架構、平臺化、模塊化方案
來源 |
電動新視界
PLC模塊化編程和結構化編程，看完這些不會那么難了
概述
模塊化編程中OB1起著主程序的作用，FC或FB控制著不同的過程任務，相當于主循環程序的子程序。模塊化編程中被調用塊不向調用塊返回數據。
模塊化程序的執行
模塊化編程中OB1起著主程序的作用，FC或FB控制著不同的過程任務，相當于主循環程序的子程序。模塊化編程中被調用塊不向調用塊返回數據。
模塊化編程實例
1.模塊化編程實例1 - 液位監視
? 監視一個慢變得過程不需要每次掃描都進行。如果過程每隔一定時間或根據需要進行處理，程序將更有效。? 在OB1循環掃描處理時，可以按照一定的周期對液位進行監視。
設計方法：
? 確定液位監視的組成部分和它們的關系；
? 設計完成所要求控制任務的功能；
? 規劃從OB中調用塊完成功能的程序執行
過程；
? 對程序塊的每個段加上文字注釋和標題。
解決方案：
? 建立一個功能FC，可以監視和控制任務；
? 建立一個OB，其中每隔一定時間調用塊
（功能）。
2.模塊化編程實例2
有兩臺電動機，控制模式是相同的，按下啟動按鈕（電動機1為I0.0，電動機2為I1.0），電動機起動運行（電動機1為Q4.0，電動機2為Q4.1）；按下停止按鈕（電動機1為I0.1，電動機2為I1.1），電動機停止運行。
展開 高級OpenModelica模塊化系統建模 ￥15
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## 課程簡介
歡迎來到《OpenModelica 進階：模塊化系統建模》，這是一門實操型課程，旨在提升你在能源與電力領域的系統建模能力。你將學習在 OMEdit 中使用結構化、模塊化、可擴展的工作流，搭建多單體、多堆疊模型，運行仿真并分析結果。
本課程基于 OpenModelica 基礎知識展開，教你設計簡潔專業的模型、系統化管理參數、實現參數化模塊，并為模塊化系統創建圖標與交互界面——這些技能可直接應用于工程、科研與工業項目。
### 你將學到
- 設計模塊化、可擴展的系統模型
- 將組件模型擴展為多組件模型
- 高效定義與管理參數
- 使用數組、擴展機制與模塊簡化建模流程
- 在 OMEdit 中搭建可視化與文本化模型
- 為模塊化模型實例創建圖標與交互界面
- 運行仿真并分析系統特性（包括并聯電流）
- 將結果導出為 CSV 格式用于深度分析
- 掌握可維護、可擴展模型的最佳實踐
### 課程亮點
- 以項目為驅動，結合真實能源與電力系統進行實操教學
- 高級 OMEdit 工作流分步教學
- 模塊化系統設計與項目結構化組織
- 多單體、多堆疊建模實戰練習
- 仿真、分析與 CSV 導出技巧
- 側重可擴展、專業且易于維護的建模方法
### 課程初衷
本課程彌補了復雜系統建模領域缺乏結構化、實戰化教學的空白。多數高階資料要么過于理論化，要么缺少專業工作流講解。本課程通過項目式實操學習，幫你掌握可擴展、可分析的建模能力。
展開 SOLIDWORKS模塊化設計
SOLIDWORKS模塊化設計的核心思想是將產品分成不同的模塊，以模塊作為基本單元來進行產品的設計和生產。新產品的研發也可以通過對模塊的改進、變更來進行。產品模塊化現已成為當今產品設計非常流行的設計思路,工程師能夠通過模塊的設計、選擇、組合來生成不同規格、不同功能的產品，不僅能夠在短時間內完善其產品體系,并壓縮革新周期,還能減少制造工序,有效的減少成本，提高生產效率。
要做模塊化，必須要對產品的結構非常熟悉，只有這樣才能夠合理的將其進行模塊劃分。比如傳送帶模型，我們就可以把輥筒作為一個獨立模塊來進行設計。同時為了適應不同產品的變化，我們還應該結合參數化設計思想，通過對參數的修改，實現模塊樣式的多樣化。最后再將完成的模塊組合起來，就能夠實現產品的多樣性。
下面給大家分享一款參數化設計軟件-SOLIDWORKS自動化參數設計插件，可大幅提升設計效率，減少錯誤、降低對人工經驗的要求和用人成本。
SW自動化參數設計插件（SolidKits.AutoWorks ）是一款無縫集成到SW軟件的參數自動化設計工具。通過一鍵點擊實現自動化產品再設計，如智能選型、自動化修改產品屬性、產品參數、產品狀態、圖紙更新、重命名、并自動打包生成交付物。
現在很多企業在努力提高3D設計效率，在探索提升效率的同時，也希望嘗試自動設計方法。SolidKits在自動設計、自動裝配方面已經有了很多成功的實際應用案例，并且采用的是通用而非定制的軟件工具和方法。這一設計方式，完全顛覆了傳統的手工畫圖、電腦畫圖2D、3D設計思路。
展開 什么是“模塊化設計”？
ONE - PIECE音箱設計
從用戶角度看——模塊化設計能夠滿足用戶對于產品的多樣化需求，對于產品本身而言，則體現了另外一個不同的優勢。
▽
原本作為整單個呈現的音箱，重新以模塊化方式呈現出來，擴大了音箱的傳播范圍，也提升了音箱的使用體驗（立體音效）。
總結
▽
通過以上三個案例的解析，我們能夠發現模塊化設計的具備兩個特點和優勢：
①滿足多樣化的用戶需求
②強化單一產品的功能屬性
因此，所謂模塊化設計并非僅僅是部件與部件之間簡單的組合+拆分的關系，要思考其背后的邏輯和原理，才能達到運用的目的。
— END —
展開 PLC模塊、結構化編程到底強在哪里？
模塊化編程中OB1起著主程序的作用，FC或FB控制著不同的過程任務，相當于主循環程序的子程序。模塊化編程中被調用塊不向調用塊返回數據。
模塊化程序的執行
模塊化編程中OB1起著主程序的作用，FC或FB控制著不同的過程任務，相當于主循環程序的子程序。模塊化編程中被調用塊不向調用塊返回數據。
模塊化編程實例
1.模塊化編程實例1 - 液位監視
? 監視一個慢變得過程不需要每次掃描都進行。如果過程每隔一定時間或根據需要進行處理，程序將更有效。? 在OB1循環掃描處理時，可以按照一定的周期對液位進行監視。
設計方法：
? 確定液位監視的組成部分和它們的關系；
? 設計完成所要求控制任務的功能；
? 規劃從OB中調用塊完成功能的程序執行
過程；
? 對程序塊的每個段加上文字注釋和標題。
解決方案：
? 建立一個功能FC，可以監視和控制任務；
? 建立一個OB，其中每隔一定時間調用塊
（功能）。
2.模塊化編程實例2
有兩臺電動機，控制模式是相同的，按下啟動按鈕（電動機1為I0.0，電動機2為I1.0），電動機起動運行（電動機1為Q4.0，電動機2為Q4.1）；按下停止按鈕（電動機1為I0.1，電動機2為I1.1），電動機停止運行。
分析：
這是典型的起保停電路，采用模塊化編程的思想，分別在FC1和FC2中編寫電機的控制程序，在主程序OB1中進行FC1和FC2的調用。
展開 
一套模塊化數據中心機房技術方案書
2.2.3模塊化數據中心機房設計依據
模塊化數據中心機房系統設計需要遵從以下依據：
國家和行業規范：
模塊化數據中心機房采用冷通道密閉，結構支架單元式框架在現場進行拼裝，通道支架現場可實現快速組裝，供應商確保支架作為整體的穩定性供應商在確保結構件穩定下，通道密閉支架方案設計應盡量減少現場安裝工程量。
2.3模塊化數據中心機房方案配置
參考設計要求，針對以上需求情況，我們為貴公司設計了專業的一體化數據中心微模塊系統。針對本此模塊化數據中心機房招標范圍，本方案包含如下子系統：
1】封閉通道子系統（含天窗控制及消防聯動系統）
2】機柜子系統
3】供配電子系統
4】空調子系統
2.3.1模塊化數據中心機房設計及布置
布置采用整體機房解決方案，布置一套經過針對性設計的一體化數據中心微模塊。每個模塊包括機柜子系統，列間風冷空調子系統，配電子系統，冷通道封閉子系統，及配套消防組件。
模塊化數據中心機房采用多種設計和技術來提高數據中心的能效水平，節能效果明顯。采用冷通道的封閉和隔離使空調系統，使空調冷量被機架服務器利用的效率大大提高至接近100%，可有效降低PUE。
2.3.1.1模塊化數據中心機房設計及布置
l制冷量需求計算：
Qt=Q1室內設備負荷+Q2環境冷負荷
=3kW*20*70%（同時使用系數）+178m2*0.15kW/m2
=42kW+26.7kW=68.7kW
推薦采用4套和機柜尺寸一致的水冷型27.2kW列間機房專用空調，共可提供108.8kW制冷量，可提供3主1備制冷系統，空調尺寸為600mm寬*1200mm深*2000mm高，和機柜尺寸完全一致，美觀大方，比市面尺寸1100mm深空調機組布局起來更加協調統一。
展開 模塊化設計已經成了一種流行
NO.6 Imeuble模塊化置物架
NO.7 模塊化的括號沙發
NO.8 模塊化收納桌
設計師帶來的這款概念臺桌是模塊化的系統設計，提供了大量的存儲模塊來收納電線、辦公用具和各類雜物，使用者可以各自根據功能與審美的要求來隨意組合，有志于幫助人們跟雜亂的桌面說再見。
NO.9 可堆疊的蜂窩式露宿帳篷
NO.10 模塊化掛鉤書架
NO.11 多功能沙發「Herb」
NO.12 Citybook模塊化書柜
Citybook是年輕的意大利產品和室內設計師安東內拉·迪·盧卡（Antonella Di Luca）帶來的一款可自由DIY、配置組合的模塊化書柜。它由一個個簡潔的房屋形狀的模塊單元組成，各個模塊間通過強力磁鐵連接，因此Citybook的配置方式極為靈活，幾乎可以組合成你喜歡的任何形式。放上書本、雜物、又或者鮮花擺飾日用品，Citybook可謂是一款既實用又簡單漂亮的裝飾家具。
NO.13 模塊化照明組合
由西班牙設計師Santiago Sevillano帶來的一款模塊化組合燈具，通過組合、分離這些曲線組件可以產生不同類型和不同造型的燈具，幾乎有著無數種配置方法。
NO.14 告別扳手，可用組裝的辦公家具
對辦公室而言，靈活的模塊化家具允許員工快速修改或隨時擴展自己的辦公環境，但大部分模塊化家具的組裝與拆卸仍然無法避免與繁瑣、費時的螺絲打交道。因此 ，日本Nendo設計工作室對組裝元件進行革新，帶來了簡便的「ofon」辦公家具。
展開 車載高壓連接器模塊化設計思路
，來降低成本，同時需要兼顧滿足不同的高壓部件對高壓安全的要求，這是一種從R&D角度的cost down的思路；整車的趨勢都在“模塊化”，作者在這個地方想強調的是，HVC的設計也可以是模塊化的思路，這種思路如果發散開來，你甚至可以結合整車的高壓方案和安全要求設計很多的零件，把這些零件進行不同的組合能夠適應不同的高壓模塊，作者在下文中也表達了這個設計思路；甚至可以考慮把高壓和低壓也進行模塊整合，這個地方從小編的經驗來看，如果能夠做到的企業的確會大幅度的降本，當然這個至少是HVC生產企業的第3代的產品RM迭代了，因為考慮的因素比較多；但是這種方式很講究“火候和拿捏”搞不好你的產品就會很笨重，這個和整車的輕量化、小型化又相悖，會得不償失；
在項目過程中，在整個連接器版本中保持相同部件的數量很難
圖2說明了螺釘固定的開發版本，例如，例如，只有一種類型的中心螺釘用于固定2Pin和3 pin連接器以及直頭和彎頭，如果可能，讓螺釘集中在每個連接器的中間，先導接觸室-HVIL（深灰色部分，中心螺釘左側）位于殼體的單獨圓頂中，其在在所有連接器中位置也是相同的。
展開 ANSYS：模塊化井口設計
為了實現上述目標，他們在仿真開始時移動鎖環，使其能夠徑向膨脹。鎖環完全膨脹后，則徑向位移結束，此時即可記錄鎖環膨脹所需的最大力。然后采用另一個位移邊界條件使鎖環上移。當反作用力達到井口的壓力等級時，停止仿真，然后評估鎖環的應力與撓曲。
通過施加位移邊界條件使鎖環膨脹，即可獲得最大鎖環膨脹力。
加快市場部署
首次設計迭代提供了可承受的膨脹力，但是應力值超出了設計目標。工程師通過改變鎖環厚度值以及鎖環接觸井口時其外徑橫截面的角度，創建了另外的設計迭代。通過連續10次迭代，他們把應力值降低到設計規范以下，同時減少了鎖環的膨脹力和重量。
然后工程師構建并測試了一個原型。測試結果滿足了全部設計規范而且與仿真結果非常匹配。利用仿真，工程師只用兩周時間就完成了鎖環設計，又用兩個月時間構建并測試了原型。采用ANSYS技術能夠在10周時間內完成設計，這大約只有過去所需時間的40%。根據鉆井條件、鉆井設計和套管程序，WEFIC 模塊化井口通過縮短安裝時間能夠大幅節約每口井的鉆井成本。
ANSYS工具幫助 WEFIC 工程師實現了更簡化的產品研發流程，并為公司客戶提供經過優化的低成本解決方案，這些案例眾多，不勝枚舉，本文所介紹的只是其中之一。
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