多物理場優(yōu)化
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2026-01-05
多物理場優(yōu)化的視頻教程
Altair 電驅(qū)動總成多物理場仿真與優(yōu)化系列網(wǎng)絡(luò)研討會
，擁有15年工程電磁場數(shù)值仿真及應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，先后承擔(dān)多個電機(jī)、變壓器、電氣開關(guān)、感應(yīng)加熱、船舶消磁等電磁場及多物理場仿真與優(yōu)化項(xiàng)目。
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Cadence CFD系統(tǒng)加速汽車多物理場仿真和優(yōu)化方案
由于整車幾何龐大而復(fù)雜，如何從前處理、仿真到優(yōu)化實(shí)現(xiàn)高精度系統(tǒng)加速，是每個主機(jī)廠關(guān)注的問題。 本期直播將帶您了解Cadence CFD如何實(shí)現(xiàn)整車僅需數(shù)小時而非數(shù)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(yōu)化技術(shù)系統(tǒng)加速方案。 適用人群： 數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)、運(yùn)維、平臺開發(fā)等相關(guān)從業(yè)人員， CFD模擬從業(yè)者，高校教師及學(xué)生。
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網(wǎng)絡(luò)研討會丨多物理場系統(tǒng)的數(shù)字孿生：如何驗(yàn)證和優(yōu)化整體產(chǎn)品的性能
網(wǎng)絡(luò)研討會丨多物理場系統(tǒng)的數(shù)字孿生：如何驗(yàn)證和優(yōu)化整體產(chǎn)品的性能 1.優(yōu)化系統(tǒng)級性能； 2.聯(lián)合仿真模型，受益于可切換的、目的驅(qū)動的建模保真度（3D+1D+0D）； 3.結(jié)合多個領(lǐng)域，創(chuàng)建集成的系統(tǒng)級表示法。
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多物理場優(yōu)化的實(shí)例教程
將數(shù)據(jù)集導(dǎo)入 COMSOL Desktop? 后，我們可以使用優(yōu)化結(jié)果創(chuàng)建網(wǎng)格文件和 CAD 文件。幾何對象可用于進(jìn)一步分析，也可導(dǎo)出用于 3D 打印。
使用 COMSOL Desktop? 重現(xiàn)拓?fù)?em>優(yōu)化問題
這篇博客深入探討了使用 COMSOL API 和 LiveLink? for MATLAB? 進(jìn)行多物理場拓?fù)?em>優(yōu)化，并概述了其他相關(guān)的主題，包括有限元和設(shè)計(jì)靈敏度分析以及后處理。COMSOL API 和 LiveLink ? for MATLAB? 使初學(xué)者能夠使用最少的編程實(shí)現(xiàn)高級拓?fù)?em>優(yōu)化。由于設(shè)計(jì)變量場的離散化和靈敏度分析方法不限于特定問題，因此本博客中涵蓋的通用框架，能夠解決其他類型的拓?fù)?em>優(yōu)化問題，而無需大量修改。此外，引入的框架提供了與高級語言相同的開發(fā)自由，這并不限制我們研究需要訪問優(yōu)化參數(shù)以及數(shù)值計(jì)算中的一些矩陣和向量的新拓?fù)?em>優(yōu)化技術(shù)和方法。它還提供了一種有效的方法來解決和修復(fù)優(yōu)化過程中可能出現(xiàn)的問題。
注意：要獲得使用 LiveLink ? for MATLAB? 進(jìn)行優(yōu)化的詳細(xì)描述和代碼，請查看參考文獻(xiàn) 1。
此外，COMSOL Multiphysics 提供了對用戶友好的優(yōu)化模塊插件，使我們能夠通過其多物理場和用戶定義的偏微分方程求解器來求解拓?fù)?em>優(yōu)化問題。使用 COMSOL Desktop ? 進(jìn)行拓?fù)?em>優(yōu)化，我們可以僅使用內(nèi)置功能重現(xiàn)相同的多物理場拓?fù)?em>優(yōu)化問題(見圖 6)。該模型使用固體力學(xué)(用于優(yōu)化域)的混合公式選項(xiàng)和壓力聲學(xué) (用于純聲學(xué)域)，并結(jié)合了優(yōu)化模塊中的最新優(yōu)化方法和過濾方案。
圖 6. 僅使用內(nèi)置 COMSOL Desktop? 功能重現(xiàn)相同的多物理場拓?fù)?em>優(yōu)化問題。
參考文獻(xiàn)
J. Kook and J.H.
展開 如何快速的完成 CFD 仿真分析優(yōu)化成為業(yè)內(nèi)關(guān)注的焦點(diǎn)，市場需要更精準(zhǔn)、更快捷、更易于使用的CFD 工具。
“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(biāo)準(zhǔn)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。”
——豐田汽車歐洲公司 NV/SA 車輛性能工程研發(fā)經(jīng)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(zhǔn)確度開創(chuàng)新時代。它突破了傳統(tǒng) CFD 求解器技術(shù)的局限，引入了新一代流體求解器。該求解器可提供高階數(shù)值格式、尺度解析仿真和大規(guī)模硬件加速功能，助力提高仿真性能，在確保準(zhǔn)確度的同時縮短研發(fā)周期。
Cadence? Fidelity? CFD 可對流體湍流進(jìn)行先進(jìn)仿真，其預(yù)測汽車空氣動力阻力的精確度可比傳統(tǒng) CFD 求解器高 10 倍。此外，這種高準(zhǔn)確度的仿真分析周期可以從數(shù)周縮短到一天或更短，實(shí)現(xiàn)整車僅需數(shù)小時而非數(shù)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(yōu)化技術(shù)系統(tǒng)加速方案。
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基于此，想要繼續(xù)了解Cadence? Fidelity? CFD軟件在汽車多物理場中的應(yīng)用，歡迎各位小伙伴報名【Cadence CFD系統(tǒng)加速汽車多物理場仿真和優(yōu)化方案】直播獲取更多詳情。
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本文將帶您了解一款僅需數(shù)小時實(shí)現(xiàn)整車前處理，輕松完成耦合式PBS到WMLES高精度求解，以及有AI加持的CFD軟件，下滑了解，還可免費(fèi)參與專場直播，感興趣提前預(yù)約~
01 Cadence CFD
2021年1月，Cadence宣布收購了 NUMECA International；同年4月，Cadence又宣布完成了對Pointwise公司的收購，Cadence Fidelity就是整合了Numeca和Pointwise這兩塊CFD軟件之后推出的全新的Cadence公司的CFD平臺，憑借從收購NUMECA和Pointwise獲得的專業(yè)知識和技術(shù)，F(xiàn)idelity CFD結(jié)合了CFD工程師在簡化工作流程中模擬多物理場系統(tǒng)性能所需的所有先進(jìn)技術(shù)。
Cadence（楷登）產(chǎn)品群總監(jiān) Yannick Baux表示，Cadence Fidelity CFD（計(jì)算流體力學(xué)）是新一代高性能、高精度、多物理場仿真軟件平臺，適用于渦輪機(jī)械、航空航天、汽車、船舶等多個垂直領(lǐng)域。
統(tǒng)一用戶界面
Cadence Fidelity 軟件平臺中所有的工具都采用統(tǒng)一的用戶界面，使用 Python API 實(shí)現(xiàn)從葉片設(shè)計(jì)到網(wǎng)格劃分再到仿真和優(yōu)化的全流程方案，有助于提高生產(chǎn)力。高性能計(jì)算體現(xiàn)在 HPC 分布式網(wǎng)格劃分/求解、GPU 加速和 Cadence OnCloud 可擴(kuò)展仿真三個方面。求解器包括 RANS、DES、LES，實(shí)現(xiàn)從低速到高超聲速流動仿真。
展開 由此可以總結(jié)，如果你以特定的帶隙位置為目標(biāo)，或者想要使帶隙寬度最大化，那么使用晶胞是一種高效的優(yōu)化手段。
執(zhí)行優(yōu)化研究
為了清晰闡釋這類應(yīng)用，我們對上圖的周期性結(jié)構(gòu)進(jìn)行了模擬，晶胞尺寸為 1 cm × 1 cm，內(nèi)核材料為 4 mm × 4 mm；基體材料的模量為 2 GPa，密度為 1000 kg/m3；內(nèi)核材料的模量則為 200 GPa，密度為 8000 kg/m3。下圖顯示 60 kHz和 72 kHz 之間禁止波傳播的頻率范圍。
選定晶胞參數(shù)的頻帶示意圖。
為了演示如何利用帶隙概念實(shí)現(xiàn)隔振，我們將模擬上述周期性結(jié)構(gòu)中的晶胞組成的“11 × 11”的晶格結(jié)構(gòu)。這些晶胞承受的激勵頻率為 67.5 kHz（帶隙中）。
該結(jié)構(gòu)用于演示帶隙中針對施加頻率的隔振。
下方動畫重點(diǎn)演示了晶胞結(jié)構(gòu)的振動響應(yīng)。通過結(jié)果，我們可以了解到周期性結(jié)構(gòu)能夠十分有效地將施加的振動與剩余結(jié)構(gòu)隔離開。即使減少周期性晶胞的使用數(shù)量，仍然可以很有效地隔振。
率為 67.5 kHz 時,振動響應(yīng)的動畫。
請注意，當(dāng)頻率在帶隙之外時，周期性結(jié)構(gòu)不會隔振。此時的響應(yīng)情況請參考下圖。
帶隙之外頻率的振動響應(yīng)。左圖：27 kHz。右圖：88 kHz。
想要學(xué)習(xí)更多關(guān)于二維帶隙模型的知識，請前往 “COMSOL 模型交流”下載模型。
本文內(nèi)容來自 COMSOL 博客
展開 在本次會議中，您將了解由物理感知降階模型驅(qū)動的多物理場仿真、從芯片到系統(tǒng)的建模以及多保真數(shù)字孿生，如何在整個生命周期內(nèi)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)、高性能的數(shù)據(jù)中心。誠邀您報名參與，深入理解從芯片到系統(tǒng)環(huán)境的仿真如何幫助構(gòu)建面向未來的高性能數(shù)據(jù)中心。
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多物理場優(yōu)化的最新內(nèi)容
在AI算力、高速互聯(lián)與高功率密度電子系統(tǒng)快速發(fā)展的推動下，PCB正從傳統(tǒng)載體升級為決定整機(jī)性能與可靠性的關(guān)鍵，不斷迭代信號速率，大規(guī)模的高密度互聯(lián)，正在將傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制造經(jīng)驗(yàn)推向極限。傳統(tǒng)的 “試錯法” 設(shè)計(jì)周期長、成本高，已無法滿足快速迭代的市場需求，面對多物理場耦合的復(fù)雜挑戰(zhàn)，Ansys 提供了業(yè)界最完整的仿真解決方案，在設(shè)計(jì)早期就精準(zhǔn)預(yù)測并解決潛在問題，提升良率降低成本。
6月10
作者： Aliyah Mallak | Ansys市場傳播經(jīng)理
編輯整理：張旭 | Ansys 高級應(yīng)用工程師
為滿足全球人工智能（AI）發(fā)展需求而建立的數(shù)據(jù)中心，催生了前所未有的電力需求。2018年，美國數(shù)據(jù)中心耗電量為76 TWh，占美國總能耗的1.9%。而到2028年，美國數(shù)據(jù)中心的電力需求預(yù)計(jì)將達(dá)到325至580 TWh，約占美國總能耗的12%。
上述情況對AI數(shù)據(jù)中心的各個環(huán)節(jié)都提出了巨大挑戰(zhàn)
它打破傳統(tǒng) CAE 軟件 “碎片化” 痛點(diǎn)，整合高性能前處理、多物理場求解、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、結(jié)果可視化等一站式工具，核心模塊涵蓋：
· HyperMesh：全球公認(rèn)的行業(yè)標(biāo)桿級前后處理器，幾何處理與網(wǎng)格劃分能力無人能及；
· OptiStruct：頂尖結(jié)構(gòu)優(yōu)化求解器，拓?fù)洹⑿蚊病⒊叽鐑?yōu)化技術(shù)引領(lǐng)行業(yè)，輕量化設(shè)計(jì)核心引擎；
· MotionView/MotionSolve：專業(yè)多體動力學(xué)仿真工具
“Ansys 2025 全球仿真大會”仿真應(yīng)用大賽優(yōu)秀作品展示
本屆仿真應(yīng)用大賽最終評選出 30 篇 TOP 優(yōu)秀作品，分別榮獲一、二、三等獎及行業(yè)最佳實(shí)踐獎。近 200 位來自汽車、半導(dǎo)體、高科技、能源等行業(yè)的仿真精英參賽，他們以前沿思維與創(chuàng)新實(shí)踐，充分展現(xiàn)了仿真技術(shù)的無限潛能。我們將陸續(xù)為大家分享獲獎佳作，帶您一同領(lǐng)略仿真賦能創(chuàng)新的非凡力量，希望用戶能從中汲取靈感
設(shè)計(jì)人員需要綜合考慮這些多物理場效應(yīng)，才能優(yōu)化系統(tǒng)的電源完整性。
仿真工具：應(yīng)對挑戰(zhàn)的關(guān)鍵
面對上述多物理場挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法已力不從心，必須借助先進(jìn)的仿真工具進(jìn)行預(yù)測和驗(yàn)證。
Ansys RedHawk-SC Electrothermal提供了針對3D-IC（含硅中介）的熱仿真能力。
隨著 CoWos、2.5D/3D 集成等先進(jìn)封裝技術(shù)的快速發(fā)展，Multi-Die設(shè)計(jì)已成為業(yè)界的核心解決方案。但異構(gòu)芯片集成與復(fù)雜互連架構(gòu)，催生了電源完整性（PI）、信號完整性（SI）、熱學(xué)、力學(xué)應(yīng)力等多物理場的強(qiáng)耦合效應(yīng)，傳統(tǒng)單物理域仿真方法已難以滿足多芯片系統(tǒng)驗(yàn)證的精度與效率要求。隨著新思科技完成對Ansys的整合，其提供的多物理場芯片-封裝-系統(tǒng)（CPS）仿真技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)Multi-Die
隨著 CoWos、2.5D/3D 集成等先進(jìn)封裝技術(shù)的快速發(fā)展，Multi-Die設(shè)計(jì)已成為業(yè)界的核心解決方案。但異構(gòu)芯片集成與復(fù)雜互連架構(gòu)，催生了電源完整性（PI）、信號完整性（SI）、熱學(xué)、力學(xué)應(yīng)力等多物理場的強(qiáng)耦合效應(yīng)，傳統(tǒng)單物理域仿真方法已難以滿足多芯片系統(tǒng)驗(yàn)證的精度與效率要求。隨著新思科技完成對Ansys的整合，其提供的多物理場芯片-封裝-系統(tǒng)（CPS）仿真技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)Multi-Die
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6/12, 深圳
開關(guān)電源設(shè)計(jì)培訓(xùn)
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6/17, 上海
Ansys Discovery 驅(qū)動的仿真前置：多物理場快速設(shè)計(jì)優(yōu)化與主流工具的強(qiáng)大工作流
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