高效建模的案例
基于SimLab的電子行業高效建模與多物理場求解技術
全文內容選自Altair 區域技術交流會華東站
Altair技術工程師 楊駿豪《電子行業的高效建模和多物理場仿真技術》演講
各位同仁好！今天很高興與大家分享電子行業的高效建模與多物理場求解技術。在現代工業發展中，電子產品已經遠遠超出了傳統認知的范疇，飛機、汽車等復雜系統都在向電子化方向發展。
作為電子元器件核心的 PCB 板，其可靠性直接決定了產品的使用壽命和穩定性。根據美國航空電子完整性計劃的研究數據，75%的電子產品失效都是由溫度和振動因素導致的，這也正是我們今天要重點探討結構分析和熱分析這兩大領域的原因。
1.SimLab 在高效建模中的獨特優勢
在Altair 產品體系中，SimLab 是專為電子行業打造的仿真平臺。這個端到端的可靠性分析平臺不僅支持從 CAD 導入到多物理場求解的全流程工作，還內置了 OptiStruct 和 AcuSolve 兩大求解器，并提供了多個專用模板來簡化工程師的工作流程。特別是在高效建模方面，SimLab 展現出獨特優勢：
對于PCB板數模的交互，它能直接導入中立的行業標準 ECAD 格式，實時調整各層的厚度、含銅量等參數，實時在圖形界面中看到直觀的變化；
通過材料等效工具，PCB板厚度方向僅憑一層網格就能體現實際物理特性，顯著提升計算效率；
在焊球陣列建模方面，內置的 BGA 模板支持多種排列方式，也支持用戶自定義焊球，可以減少僅具有結構連接作用的焊球的網格數量，還能對關鍵部位進行精細化處理；
而在PCBA網格劃分環節，創新的分割技術確保了PCB板與直接連接的元器件共節點要求。配合智能六面體識別功能，可以實現六面體與四面體的高效混合建模。
展開 面向復雜結構試驗應變片貼片的高效建模工具
但是針對航天、航空等大型結構試驗，需要處理成百上千個應變片時，貼片數據、試驗數據管理與后續對比工作量繁雜，需要開發高效的建模工具。
基于SiPESC平臺，融合CAD模型、有限元模型、以及數值計算結果，可實現將不同型號的應變片貼片的快速建模。該工具可生成相應的幾何文件和數據文件，便捷高效實現多類型的模型一體化顯示與操作，大幅度提高工作效率。
操作步驟說明
1、通過三個點確定應變片的位置及方位。
2、選擇該應變片對應的位置描述，當填寫不準確時程序會產生相應的提示（比如和其他位置重復或者位置描述不夠具體）。
3、如果想要修改或刪除某個應變片，有相應的按鈕可提供相應的操作。
4、點擊計數按鈕來統計已經貼的各個類型的應變片的數量。
5、點擊導出按鈕生成貼片模型（step格式）。
展開 【ANSYS官方】HFSS-PI實現芯片封裝電源網絡高效精準建模，報名抽MATE 30
本期研討會
《HFSS-PI實現芯片封裝電源網絡高效精準建模》
日期/時間
2019年10月29日20:00 – 21:00
課程受眾
芯片、封裝、PCB等關心電源完整性的所有的電子產品相關公司
講師簡介
張百玲
SI&PI仿真軟件專家，對信號完整性和電源完整性仿真分析有系統性了解和研究現任ANSYS中國高級應用工程，負責ANSYS平臺信號完整性和電源完整性相關產品的整體解決方案。
課程簡介
隨著芯片封裝小型化及低電壓大電流的需求，PCB和封裝的噪聲容限越來越小，供電系統要求更加嚴格的設計，芯片、封裝、系統的電源完整性仿真分析已經成為評估供電系統好壞的必要手段.
HFSS軟件一直致力于高頻電磁場方面的研發和應用，基于其全方面的底層求解器能力，得到了廣泛的應用和認可。在其今年發布的2019R3版本中，新增了電源完整性仿真求解器（HFSS-PI solver），可以精準快速的對芯片封裝進行3D全波的電源完整性仿真分析。
本直播將以講解結合實際操作的方式，介紹HFSS的新功能——HFSS-PI求解器 如何對芯片封裝電源進行仿真分析的整體解決方案。
主要內容綱要如下：
電源網絡整體仿真分析的必要性
HFSS-PI求解器的優勢
HFSS-PI仿真流程
案例演示
答疑討論
報名方式
手機端請掃描二維碼報名
或者點擊進行報名：https://event.3188.la/1728161641?c=jishulink
展開 行業熱點丨智能仿真時代：電子工程多物理場解決方案創新實踐
全文內容選自Altair 區域技術交流會華東站
Altair技術工程師 楊駿豪《電子行業的高效建模和多物理場仿真技術》演講
各位同仁好！今天很高興與大家分享電子行業的高效建模與多物理場求解技術。在現代工業發展中，電子產品已經遠遠超出了傳統認知的范疇，飛機、汽車等復雜系統都在向電子化方向發展。
作為電子元器件核心的 PCB 板，其可靠性直接決定了產品的使用壽命和穩定性。根據美國航空電子完整性計劃的研究數據，75%的電子產品失效都是由溫度和振動因素導致的，這也正是我們今天要重點探討結構分析和熱分析這兩大領域的原因。
1.SimLab 在高效建模中的獨特優勢
在Altair 產品體系中，SimLab 是專為電子行業打造的仿真平臺。這個端到端的可靠性分析平臺不僅支持從 CAD 導入到多物理場求解的全流程工作，還內置了 OptiStruct 和 AcuSolve 兩大求解器，并提供了多個專用模板來簡化工程師的工作流程。特別是在高效建模方面，SimLab 展現出獨特優勢：
對于PCB板數模的交互，它能直接導入中立的行業標準 ECAD 格式，實時調整各層的厚度、含銅量等參數，實時在圖形界面中看到直觀的變化；
通過材料等效工具，PCB板厚度方向僅憑一層網格就能體現實際物理特性，顯著提升計算效率；
在焊球陣列建模方面，內置的 BGA 模板支持多種排列方式，也支持用戶自定義焊球，可以減少僅具有結構連接作用的焊球的網格數量，還能對關鍵部位進行精細化處理；
而在PCBA網格劃分環節，創新的分割技術確保了PCB板與直接連接的元器件共節點要求。配合智能六面體識別功能，可以實現六面體與四面體的高效混合建模。
展開 
COMSOL 軟件技術指南：高效 CFD 建模的網格劃分技巧
除此之外，你還可以使用更多設置和選項進行 CFD 建模。
來源：COMSOL
成功案例丨Altair 一體機助力Mirus飛機座椅公司實現高效仿真與建模
先進的建模與仿真對 Mirus 的業務及其使命至關重要——在提升乘客體驗的同時，提供創新、高性能的飛機座椅解決方案。這需要強大的計算資源進行預處理、數據分析、后處理、驗證等工作。
Altair解決方案
為支持高級碰撞測試仿真，Mirus 團隊通過采用 Altair? Unlimited? 云上一體機將計算能力擴展至云端。Altair 一體機方案是一種一站式軟硬聯合設備，支持本地和云端兩種部署模式。該解決方案提供 Altair? HyperWorks? 系列軟件的無限使用權限，可進行機械、流體、電磁等仿真，包括建模、可視化和優化。每個系統均包含高性能計算資源管理，提供高效的調度、監控和資源分配功能。通過用戶友好的Web門戶，用戶可以輕松提交任務和管理工作負載。
在啟動 Altair Unlimite 云上一體機數月后，Mirus 進一步通過引入 Altair Unlimited 物理一體機將計算能力內化，將 HPC+軟件部署于英國總部，使團隊成員能夠無限制地進行計算，無需擔心成本超支。Mirus 技術總監Adam Challenor表示：“通過 Altair Unlimited，我們輕松獲得了一體化解決方案。我們的工程師工作效率得到提升，IT團隊也獲得了所需的所有管理、作業調度及分析和其他工具，確保一切順暢運行。”
取得的成果
兩年后，Mirus 開始24小時不間斷使用 Altair Unlimited設備。隨著時間推移，公司需要進一步提升容量并加快應用運行速度，因此 Altair 于2025年進行了資源擴容，使 HPC 的計算速度提升了兩倍以上。Mirus 仍在不斷發展，并面臨對高效計算解決方案日益增長的需求，以支持仿真驅動設計、AI 賦能工程、疲勞與耐久性測試、材料管理等。
展開 這10個CAD建模技巧，幫你高效優化有限元分析流程！
我們不是在談論容易被網格化的形狀，而是指以這樣一種方式來建模的形狀，這樣你就可以在結構的任何節點上得到結果，而不用花幾個星期來計算結果。這樣，CAD中的旋轉對稱就可以創建一種高效、簡單的方法來創建有限元模型。同時在二維平面上的一個繪制部分可高效生成整個部分。
3 在關鍵區域間建立空間
有時候，你必須聚集在一起的表面，每一個表面都將承受相當大的壓力。記住在它們之間留出空間，以便在它們之間網格化并應用節點連接。這是一種直觀的方法，因為理論研究和經驗告訴許多設計師臨界區不應太靠近，否則它會抑制該部分結構失效。
4 外觀盡量平滑
表面坡度的急劇變化會導致無效的應力集中。為了防止有限元分析中的誤導計算，形狀和特征應盡可能圓滑。當你看到一個圓角或聯動區，考慮使用半徑而不是鋒利的邊緣。銳利的邊緣可以誤導計算，而且通常是無用的。然而，在一些公司中，工程師們在CAD交付之后“清潔”幾何模型，然后通過實際地將圓形、小孔和微小的邊緣移動到有限元模型中。那么，你怎么知道是使用圓形還是“干凈”的鋒利邊緣呢？關鍵的區別在于這些區域所起的作用；當它們不代表應力和應變的案例研究時，我們對它們進行清理，當它們對模型中的應力提供支持時，我們更喜歡圓形的形狀。如此引出了第五點…
5 確保容易修改
我們會經常提到這一點，它在有限元分析中也起著重要作用。如果你想抑制特性或清理幾何，沒有什么比回到最初的草圖和修改它更糟糕的了，然后處理它引起的結果變化的級聯。此外，一旦第一次計算迭代結束，分析交付結果，設計者將最有可能修改CAD模型以改進部件的生命周期或阻力。
展開 成功案例丨AI 賦能智能熱預測：依托降階建模，實現孔探儀高效便捷安裝
維持熔爐高效運行、延長連續運行時間并最大限度減少停機時間，是達成生產目標的關鍵。相應地，工廠熔爐系統中的熱監測對于保障產品質量、提升工藝效率及整體安全具有核心意義。
本案例研究中，阿美特克公司（AMETEK Inc.）旗下業務板塊 LAND? 與 Altair 攜手合作，探索整合計算流體動力學（CFD）仿真解決方案的工作流程，以優化其孔探式熱像儀的安裝流程。LAND? 在工業紅外測溫領域深耕逾 75 年，始終位居全球領先地位。此次合作的核心目標是在保障客戶設備及人員安全的前提下，進一步提升生產效率。
關于客戶
LAND? 是全球領先的工業儀器供應商，提供高溫計、熱像儀等非接觸式測溫儀器，以及燃燒效率與環境排放監測設備。這些儀器廣泛應用于鋼鐵、玻璃、烴加工工業（HPI）、發電等多個行業。LAND? 的業務覆蓋全球市場，為終端用戶及工程、采購與施工（EPC）公司提供支持，助力相關場所實現更安全、高效的運營。
面臨的挑戰
LAND? 的孔探式熱像儀在熔爐安裝過程中面臨一個關鍵痛點：需驗證客戶現場現有的冷卻流量是否足以避免孔探儀受損。該孔探儀需依賴氣體吹掃與水冷系統協同工作，而冷卻需求受多種因素影響 —— 從熔爐溫度到耐火材料的質量與材質，這些變量導致精準預測保障設備正常運行、防止過熱所需的流量變得極為復雜。
若冷卻需求未得到滿足，必須先升級冷卻系統才能安裝孔探儀。若抵達現場后才發現流量數據計算有誤，將因前期測算偏差導致項目延誤、突發故障排查，進而增加項目成本。因此，客戶亟需一套可靠、簡化的工作流程，無需投入成本維持專業分析師團隊、昂貴軟件及高性能硬件來構建和求解 CFD 模型，即可輕松操作管理。
展開 成功案例丨AI 賦能智能熱預測：依托降階建模，實現孔探儀高效便捷安裝
維持熔爐高效運行、延長連續運行時間并最大限度減少停機時間，是達成生產目標的關鍵。相應地，工廠熔爐系統中的熱監測對于保障產品質量、提升工藝效率及整體安全具有核心意義。</p><p><br></p><p>本案例研究中，阿美特克公司（AMETEK Inc.）旗下業務板塊 LAND? 與 Altair 攜手合作，探索整合計算流體動力學（CFD）仿真解決方案的工作流程，以優化其孔探式熱像儀的安裝流程。LAND? 在工業紅外測溫領域深耕逾 75 年，始終位居全球領先地位。此次合作的核心目標是在保障客戶設備及人員安全的前提下，進一步提升生產效率。</p><p><br></p><p><br></p><p><br></p><p><strong>關于客戶</strong></p><p><br></p><p>LAND? 是全球領先的工業儀器供應商，提供高溫計、熱像儀等非接觸式測溫儀器，以及燃燒效率與環境排放監測設備。這些儀器廣泛應用于鋼鐵、玻璃、烴加工工業（HPI）、發電等多個行業。LAND? 的業務覆蓋全球市場，為終端用戶及工程、采購與施工（EPC）公司提供支持，助力相關場所實現更安全、高效的運營。</p><p><br></p><p><br></p><p><br></p><p><strong>面臨的挑戰</strong></p><p><br></p><p>LAND? 的孔探式熱像儀在熔爐安裝過程中面臨一個關鍵痛點：需驗證客戶現場現有的冷卻流量是否足以避免孔探儀受損。該孔探儀需依賴氣體吹掃與水冷系統協同工作，而冷卻需求受多種因素影響 —— 從熔爐溫度到耐火材料的質量與材質，這些變量導致精準預測保障設備正常運行、防止過熱所需的流量變得極為復雜。</p><p><br></p><p>若冷卻需求未得到滿足，必須先升級冷卻系統才能安裝孔探儀。
展開 行業熱點丨SimLab解決方案如何高效應對3D IC多物理場與ECAD建模挑戰？
4.商業價值創造
? 減少50%以上的設計返工
? 縮短40%產品開發周期
? 提升最終產品良率15-20%
06Altair SimLab如何助力工程師
通過整合可擴展的模型導入、靈活的建模方法和多物理場耦合技術，Altair SimLab 使工程師能夠加速仿真流程并提升預測精度。設計人員可在設計周期早期快速探索"假設分析"場景，從而就工藝節點和封裝配置做出更明智的決策。高效的數據處理能力支持對焊球、過孔和互連結構進行詳細的可靠性分析，有助于在制造前識別潛在故障點。這種方法減少了昂貴的重新設計，縮短了開發周期，最終產出更可靠的半導體產品。
07案例結果：顯著節省時間
Altair SimLab 的強大性能在實際測試案例中得到充分驗證。某42cm×34cm的大型PCB案例顯示，該板卡包含14個布線層和7500多條網絡。SimLab將模型導入時間從高性能計算系統所需的4個多小時縮短至普通筆記本電腦僅需5分鐘。另一66mm×66mm硅中介層案例中，12個布線層和3000多條網絡的導入時間從1小時縮減至3分鐘。這些結果充分證明，Altair高效的 ECAD 數據處理能力使得復雜多物理場仿真能夠在常規硬件上快速且經濟地完成。
08總結
隨著半導體封裝技術持續向3D IC和異質集成方向發展，仿真工具必須跟上日益增長的復雜度挑戰。Altair SimLab 提供了一個可擴展的集成平臺，有效彌合海量ECAD 數據與精確多物理場分析之間的鴻溝。其創新的建模技術和高效的工作流程賦能設計人員加速創新、優化可靠性，并從容應對先進封裝技術的各項挑戰。通過革新大規模 ECAD 模型的導入與分析方式，Altair SimLab 在推動新一代半導體設備發展方面發揮著關鍵作用。
展開 大型鋼結構設計仿真高效案例 | 7738個零件60分鐘建模30分鐘求解，比傳統仿真結果相差5%以內！
這種保留全部幾何特征的分析，在SimSolid中建模操作簡單，查看結果更直觀。此類復雜節點的分析，在SimSolid中可以化繁為簡，不再是一個分析難點，可以輕易展開。
客戶案例
因為以上應用特點，Altair SimSolid分析大型鋼結構的能力不斷在用戶現場得到認可。
多貝瑪亞索道公司
DOPPELMAYR SEILBAHNEN
多貝瑪亞索道公司（DOPPELMAYR SEILBAHNEN）是索道技術與世界市場的領導者，為觀光旅游和城市建設提供舒適、安全和高效的運送解決方案。他們經過謹慎調研，最終決定將SimSolid應用在纜車建筑的設計分析中，實現了工作量和時間的大幅減少。他們給出了如下評價：
圖片源自 Doppelmayr Seilbahnen GmbH
為了測試SimSolid用于纜車建筑的可能性和功能，我們在軟件中讀取了一個49米高的桁架支架。普通工作站上，2分鐘內就定義了超過2000個接觸。底部為固定邊界條件、頂部施加位移，第一個結果求解20秒內可見。然后，我們根據應力激活細化，選擇缺口零件，并在5分鐘內對其進行再次評估。對我們來說，這意味著工作量和時間的大幅減少，極有吸引力。
—— Eugen Schwab，仿真工程師
Doppelmayr Seilbahnen GmbH
Digital Architects
Digital Architects是奧地利一家建筑公司，為私人和企業客戶提供建筑、工程和施工咨詢服務。他們將SimSolid用在實驗室建筑的屋頂設計上，對整個屋頂的裝配體進行仿真，研究所有的變量。在不折減剛度的情況下，實現了原材料的節省，在有限的預算和緊迫的項目周期內完成了設計。他們給出了如下評價：
“
使用SimSolid非常棒。
展開 
CoreForm Cubit 2025.1.0 ×64破解版安裝包及安裝教程 ￥10
CoreForm Cubit 2025.1.064安裝包——高效建模，觸手可及！
?? 最新版本，卓越性能：提供CoreForm Cubit 2025.1.0×64最新版安裝包，采用先進技術，優化建模流程，助您在工程設計與分析中實現更高效率！
?? 安全可靠，正版保障：安裝包安全、無病毒。
?? 快速安裝，簡便易行：配套簡潔明了的安裝指南，輕松完成安裝步驟。
?? 廣泛應用，專業之選：CoreForm Cubit作為業界認可的建模軟件，廣泛應用于工程設計、仿真分析等領域，是專業人士的必備工具。
?? 提升效率，成就未來：借助CoreForm Cubit的強大功能，提升您的建模效率，助力學術研究或職業發展，邁向更廣闊的未來！
展開 華南站報名倒計時｜Altair 區域技術交流會邀您現場體驗 HyperWorks? 2025全新版本
3.演講主題：AI 助力 LCD 顯示模組精準老化預測
本次演講將帶來 Altair AI Studio 大數據分析軟件在半導體顯示制造業領域的降本提效增質的工程實際應用案例，演講模塊包括：Aging 背景介紹，現有數據的建模難點，建模方案，模型結果以及應用前景展望。
巴靜
TCL華星光電技術有限公司
仿真設計高級工程師
來自 TCL 華星光電技術有限公司，目前工作崗位是仿真設計高級工程師，近三年主要從事與 AI 仿真相關工作，包括大模型，大數據以及新型 AI 場景探索，發表過2篇 AI 應用的論文以及2篇專利。
4.演講主題：快速仿真與創新設計助力未來智造
本次演講將講述仿真行業如何應對產品研發周期越來越短的新挑戰，介紹 Altair 全新仿真技術：SimSolid無網格法，以及仿真驅動設計：Inspire 從分析到優化的全流程實踐。
熊春明
Altair
技術經理
10年仿真經驗，擅長結構強度耐久與結構優化，結構優化書《OptiStruct 及 HyperStudy 優化與工程應用》作者。主要負責結構優化、強度耐久、振動和結構前后處理等方向的售前售后技術支持工作。長期為華南地區汽車、消費電子、家電以及重工等行業提供技術支持，具有豐富的工程經驗。
5.演講主題：電子行業的高效建模和多物理場仿真技術
本次演講中將介紹 Altair SimLab 一體式多物理場仿真平臺詳細應用，內容覆蓋芯片級、PCB 板級、產品級以及包裝級，從對產品的高效建模到多物理場耦合求解的全場景解決方案。
胡劍雄
Altair
技術工程師
Altair 技術工程師，主要負責 HyperMesh、OptiStruct、SimLab 等產品的技術支持工作。
展開 利用HyperWorks仿真技術突破復合材料設計挑戰
SimonMaher,
高級應力&材料工程師
GordonMurrayDesign
解決方案
高效的建模
AltairProductDesign將改進復合材料的虛擬建模以匹配物理測試的結果。 第一個任務就是為iStream建立精確的三合板材料模型。 這些復合板被認為是代替金屬的較輕的方案，同時保證強度和剛度，并且維護成本低，而且避免了腐蝕問題。
高效建模需要詳細的玻璃纖維薄片、軟核以及結合復合板和框架的結構膠粘劑。為了評估前碰和側碰時載荷的傳遞路徑，GMD公司要求AltairProductDesign建立一個精細調教的iStream底盤CAE模型。
AltairProductDesign建議使用AltairHyperWorks對車輛結構不同零件建立由1D梁單元和殼單元組成的有限元 模型，這樣大部分的建模可以由Altair的離線技術能力完成，以加速這個耗時的階段。
展開 基于matlab-FEKO-LUA的二次開發
在利用FEKO解決的一些電磁計算問題中，經常會遇到一些含有大量重復結構的模型（如相控陣天線，頻率選擇表面天線罩等），手動建模會十分耗時，且容易出錯。
本文將介紹依托matlab平臺，結合FEKO（2017以后版本）的script editor（腳本編輯）功能，針對含重復性結構的復雜模型的建模問題進行二次開發的方法。其基本思想如圖所示：
即：重復性結構通過matlab平臺結合開發的matlab-feko-api函數庫進行自動化建模，復雜的幾何模型利用CADfeko的圖形界面界面進行建模（或者外部導入），最后相結合完成高效建模。
PS:
（1）其中針對matlab-feko-api函數庫，后續帖子會陸續更新和上傳
（2）利用腳本進行feko建模的具體方法：FEKO2017以后版本，增加的腳本錄制功能，可是實現CADfeko與script editor的實時映射，建模的過程會實時的在腳本編輯器中進性記錄，極大的降低了腳本語言學習的難度。
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