COSIM的案例
案例分享 | 雅馬哈直升機螺旋槳的聲音設計
使用聯合仿真技術進行無人直升機的流體-結構-聲學仿真設計
雅馬哈發動機公司基于 MSC CoSim聯合仿真模塊來全面評估無人直升機“FAZER R”的性能（圖 1）。MSC CoSim提供了一個聯合仿真的接口，可將不同求解器/學科與多物理場雙向強耦合起來。使用MSC CoSim，雅馬哈能夠通過交互傳輸數據的多學科軟件產品同時執行多項分析。
MSC CoSim的優勢之一是用戶能夠輕松地在不同的軟件工具之間無縫切換。這使得運動部件與結構部件、結構部件與流體區域，以及運動部件與流體區域的耦合分析變得更方便快捷，并真實反映物理世界中發生的實際情況。
在分析 FAZER R 無人機時，雅馬哈使用MSC Nastran和scFLOW進行了結構流體聯合仿真，模擬轉子產生的氣流和轉子變形。然后，進一步使用MSC 的聲學分析軟件工具 Actran 來計算由轉子引起的流體噪聲。
MSC CoSim以多種方式確保了準確性和穩定性。例如，CoSim在源代碼級別針對 MSC Nastran 和 scFLOW 進行了優化，可提供卓越的穩定性。同時，對于 MSC Nastran 和 scFLOW，盡管它們需要不同類型的網格，但高精度的映射技術使它們能夠交換位移和流體力等數據。此外，在 scFLOW 2021 中，用于網格變形速度比早期版本快得多，從而進一步提高了聯合仿真的準確性和速度。
基于MSC CoSim，雅馬哈發動機通過流-固-聲學仿真對工業用無人直升機的性能進行綜合評估，如圖2所示：
圖 2
分析過程
雅馬哈發動機公司使用以下程序做性能驗證（圖 2）：
1. 使用聯合仿真高精度分析氣流以生成氣動聲源。
展開 案例分享 | 雅馬哈直升機螺旋槳的聲音設計
使用聯合仿真技術進行無人直升機的流體-結構-聲學仿真設計
雅馬哈發動機公司基于 MSC CoSim聯合仿真模塊來全面評估無人直升機“FAZER R”的性能（圖 1）。MSC CoSim提供了一個聯合仿真的接口，可將不同求解器/學科與多物理場雙向強耦合起來。使用MSC CoSim，雅馬哈能夠通過交互傳輸數據的多學科軟件產品同時執行多項分析。
MSC CoSim的優勢之一是用戶能夠輕松地在不同的軟件工具之間無縫切換。這使得運動部件與結構部件、結構部件與流體區域，以及運動部件與流體區域的耦合分析變得更方便快捷，并真實反映物理世界中發生的實際情況。
在分析 FAZER R 無人機時，雅馬哈使用MSC Nastran和scFLOW進行了結構流體聯合仿真，模擬轉子產生的氣流和轉子變形。然后，進一步使用MSC 的聲學分析軟件工具 Actran 來計算由轉子引起的流體噪聲。
MSC CoSim以多種方式確保了準確性和穩定性。例如，CoSim在源代碼級別針對 MSC Nastran 和 scFLOW 進行了優化，可提供卓越的穩定性。同時，對于 MSC Nastran 和 scFLOW，盡管它們需要不同類型的網格，但高精度的映射技術使它們能夠交換位移和流體力等數據。此外，在 scFLOW 2021 中，用于網格變形速度比早期版本快得多，從而進一步提高了聯合仿真的準確性和速度。
基于MSC CoSim，雅馬哈發動機通過流-固-聲學仿真對工業用無人直升機的性能進行綜合評估，如圖2所示：
圖 2
分析過程
雅馬哈發動機公司使用以下程序做性能驗證（圖 2）：
1. 使用聯合仿真高精度分析氣流以生成氣動聲源。
展開 案例分享 | Adams-Marc聯合仿真幫助三星獲得設計見解
圖 4
Adams和Marc（v18.1）之間的耦合是使用MSC CoSim v1.6建立的。開發MSC CoSim，就是為了提供一個聯合仿真接口，以便在多物理框架內直接耦合不同的求解器/學科。Adams的.ADM和.ACF文件以及Marc的.DAT文件都被導入CoSim界面。
Adams分析條件包括500g的不平衡衣物載荷，用于觸發振動。電機的最大轉速設置為1300rpm。對兩種不同的墊圈幾何，評估了兩種Marc具體情況，帶和不帶側肋。
圖 5
從聯合仿真的結果（圖5）可以看出，相比于襯套模型，滾筒的加速度/位移提高了，而框架前部
受力減小了
。
可以基于對兩種墊圈設計的模擬指標（例如，總應變和接觸法向力）的直接比較來做出設計決策。通過聯合仿真探索洗衣機的動力學特性，已幫助三星在系統和組件級別上獲得了設計見解。三星聯合仿真之旅的下一步，將涉及更深入的基于仿真的探索，利用最優化的聯合仿真分析條件集進行減振和魯棒性設計。
展開 案例 | Adams-Marc聯合仿真幫助三星獲得設計見解
Adams和Marc（v18.1）之間的耦合是使用MSC CoSim v1.6建立的。開發MSC CoSim，就是為了提供一個聯合仿真接口，以便在多物理框架內直接耦合不同的求解器/學科。Adams的.ADM和.ACF文件以及Marc的.DAT文件都被導入CoSim界面。
Adams分析條件包括500g的不平衡衣物載荷，用于觸發振動。電機的最大轉速設置為1300rpm。對兩種不同的墊圈幾何，評估了兩種Marc具體情況，帶和不帶側肋。
從聯合仿真的結果可以看出，相比于襯套模型，滾筒的加速度/位移提高了，而框架前部受力減小了。可以基于對兩種墊圈設計的模擬指標（例如，總應變和接觸法向力）的直接比較來做出設計決策。通過聯合仿真探索洗衣機的動力學特性，已幫助三星在系統和組件級別上獲得了設計見解。三星聯合仿真之旅的下一步，將涉及更深入的基于仿真的探索，利用最優化的聯合仿真分析條件集進行減振和魯棒性設計。
深圳市優飛迪科技有限公司成立于2010年，是一家專注于產品開發平臺解決方案與物聯網技術開發的國家級高新技術企業。
十多年來，優飛迪科技在數字孿生、工業軟件尤其仿真技術、物聯網技術開發等領域積累了豐富的經驗，并在這些領域擁有數十項獨立自主的知識產權。同時，優飛迪科技也與國際和國內的主要頭部工業軟件廠商建立了戰略合作關系，能夠為客戶提供完整的產品開發平臺解決方案。
優飛迪科技技術團隊實力雄厚，主要成員均來自于國內外頂尖學府、并在相關領域有豐富的工作經驗，能為客戶提供“全心U+端到端服務”。
展開 
Adams聯合仿真相關介紹
2.3 與Marc/Cradle/EDEM
Marc是MSC非線性有限元的重要產品，目前通過MSC Cosim軟件模塊或者通過Adams Co-Simulation Interface這個模塊實現與Adams的聯合仿真。典型的應用場景有懸架誤用工況載荷分析，電池包刮底等。
Cradle是MSC流體的重要產品，目前通過MSC Cosim軟件模塊可以實現與Adams的聯合仿真，典型的應用場景有側風穩定性分析。
EDEM是Altair的產品，用于做離散元分析。目前通過Adams Co-Simulation Interface這個模塊可以實現與Adams的聯合仿真。典型的應用場景有挖掘機鏟土過程模擬等。
2.4 其他軟件
對于其他軟件，有兩種聯合的思路。
（1）借助中間軟件，比如Simulink來作為數據交換的平臺，實現此軟件與Adams的聯合。
（2）開發第三方的插件，類似2.3章節中的Adams co-simulation interface模塊。
下一章節介紹一種Adams端滿足聯合仿真的步驟及其實現方式。
3. Adams端聯合仿真
3.1 實現功能
Adams與其他軟件Co-sim的一般流程如下圖所示。
Adams端需要實現的功能有：
（1）將位移輸出至output_xls，供其他軟件調用；
（2）使用gforce引用input_xls中的數據。
3.2 實現方法
用子程序（subroutine）的方法實現上述功能。
此例實現的功能是：（1）指定marker點，獲取Dz，Vz，并將值寫到excel中去。
展開 設計仿真 | Adams聯合仿真相關介紹
03
與Marc/Cradle/EDEM
Marc是海克斯康非線性有限元的重要產品，目前通過MSC Cosim軟件模塊或者通過Adams Co-Simulation Interface這個模塊實現與Adams的聯合仿真。典型的應用場景有懸架誤用工況載荷分析，電池包刮底等。
圖2 Adams-Marc誤用工況分析
Cradle是海克斯康流體的重要產品，目前通過MSC Cosim軟件模塊可以實現與Adams的聯合仿真，典型的應用場景有側風穩定性分析。
EDEM可以用于做離散元分析，通過AdamsCo-Simulation Interface這個模塊可以實現與Adams的聯合仿真。典型的應用場景有挖掘機鏟土過程模擬等。
圖3 Adams-Edem挖掘過程模擬
04
其他軟件
對于其他軟件，有兩種聯合的思路。
（1）借助中間軟件，比如Simulink來作為數據交換的平臺，實現此軟件與Adams的聯合。
（2）開發第三方的插件，類似2.3章節中的Adams co-simulation interface模塊。
Part2
Adams端聯合仿真
01
Adams端聯合仿真
Adams與其他軟件Co-sim的一般流程如下圖所示。
圖4 聯合仿真數據流
Adams端需要實現的功能有：
（1）將位移輸出至output_xls，供其他軟件調用；
（2）使用gforce引用input_xls中的數據。
02
實現方法
用子程序（subroutine）的方法實現上述功能。此例實現的功能是：
（1）指定marker點，獲取Dz，Vz，并將值寫到excel中去。
（2）將sforce的值賦為1.55N（實際中應從表格中讀取，此處未展示）。
展開 設計仿真 | Adams 與 Matlab 通過 FMI 聯合仿真
當然，我們對FMI協議的類型需要明確一下，Cosim和ModelExchange并且二者還會根據實際應用劃分為Master和Slave等模式。我們這里以Adams的角度看，展示的是Cosim中的Slave的模型，因此，通過Adams將模型導出為FMU后，再將其導入Matlab中，在后者環境中提交仿真。另外，在生成FMU時，Adams支持FMI1.0和2.0兩個版本，兩者對編譯環境的依賴有所區別，為了方便，這里使用了FMI2.0版本生成FMU。具體生成FMU如下所示：
上圖中生成的Controls plant名稱、前綴等保持默認不變，將輸入輸出信號進行選擇，將Target Software進行選擇FMU v2.0，其它保持不變。這里需要說明的是，在本對話框最下端有SmartFMU的選擇項，這個功能是近期MSC軟件所推出的一組功能，主要涉及Adams/Easy5/Elements三個產品在FMI方面的應用，可以只生成一次FMU，用戶可以方便地對模型參數進行修改等，是一項非常實用的功能。生成的文件如下：
Matlab模型的操作
在Matlab中，首先打開控制模型antenna.mdl，之后將其中的橙色框刪除，此時為控制模型的初始狀態。然后，在Simulink庫中找到FMU的功能元件，拖拽到Simulink控制模型中，最后，將所需的FMU模型通過路徑進行指定和選擇，并將輸入輸出信號進行關聯。完成后的狀態如下所示：
聯合仿真提交計算與結果
本次仿真以Matlab為主進行任務提交，因此，需要借助Matlab環境完成，可以對其求解器參數進行設置，然后點擊Run進行任務提交。
仿真完成后其輸入輸出的時域曲線可以通過雙擊Scope進行展現，具體如下所示：
上圖中分別對應控制扭矩、角位移和角速度隨時間的歷程。
展開 LMS Virtual.Lab Motion資料分類匯總——聯合仿真
之前有人在問關于LMS Virual.Lab Motion和AMEsim聯合仿真的設置，關于這方面的資料在百度網盤里有很多，現整理到如下目錄：
鏈接:http://yun.baidu.com/s/1bntXi3d（該目錄下“聯合仿真“文件夾）
上傳了一個motion和amesim聯合仿真軟件設置的pdf，及coupled和cosim兩種方式聯合仿真流程的教程，希望對這塊兒的學習者有用。
LMS Virtual.Lab Moiton交流群：324201728；Motion汽車模塊交流群：264418240；Durability交流群：83853780，歡迎各位入群討論交流。
展開 柔性屏試驗及仿真整體解決方案
彈性模量
泊松比
A
5000MPa
0.3
B
使用cohesive單元模擬
C
剛體
ADAMS模型
MARC模型
COSIM聯合仿真
并行設置-ADMAS
并行設置-MARC
并行設置-COSIM
仿真結果
深圳市優飛迪科技有限公司成立于2010年，是一家專注于產品開發平臺解決方案與工業軟件開發的高科技企業，是ANSYS、MSC、COMSOL、Qt、國產CAD、國產尺寸鏈公差等工業軟件的戰略合作伙伴，擁有十多項行業領先的自主工業軟件著作權。優飛迪科技倡導“極致用戶體驗驅動產品開發模式”變革，助力中國質造，賦能極致研發，專注于仿真咨詢、工業軟件開發、工業軟件銷售、系統集成等領域的產品開發平臺解決方案，擁有一支硬核實力的技術服務專家團隊，能為企業提供“全心U+端到端服務“。
展開 轉載，滑板車遭遇路沿引發的隱式顯式聯合仿真
典型過程如下：
利用AUXILIARIES>COSIM打開COSIMULATOR列表，利用New選項或者直接用New按鈕，創建一個新的COSIMULATOR。利用Options定義*COSIMULATION CONTROLS。Cosimulation area列表中定義了聯合仿真的結構，分為隱式和顯式部分，每部分又包括了Regions和Steps。可在Regions上點擊右鍵選擇Newsubstructure定義子結構（屬于Implicit），并可利用Edit對子結構進行編輯，進行相關設置。
此時，已經創建了一個子結構通用分析步，再創建一個頻率分析步以便完成模態分析為子結構的動態響應提供條件。激活“Select Eigenmodes”，并在Frequency Step框中輸入“？”，跳出step幫助框，新建一個頻率分析步，設置合適的參數，然后退出，并選擇新建的頻率分析步。隨后，點擊子結構分析步右側的edit，設置子結構分析的相關參數后點擊ok。
通過Implicit下面的Substructure，：‘Add regions‘并在跳出的管理器中，雙擊選擇'scooter_plate'，此時，'scooter_plate'會出現在Substructure選項下，子結構部分的聯合仿真完成。為完成Implicit區域部分的定義，選擇“Addregions”并選擇'scooter_assembly'。至此，完成Implicit部分區域的定義包括子結構(scooter_plate)和常規區(scooter_assembly)。
完成Implicit區定義后，需定義一個dynamic分析步，選擇“Add Steps”，并完成相關分析步的設置，注意，打開幾何非線性。完成后，右鍵點擊剛生成的分析步，并選擇“Mark for co-simulation”。
展開 設計仿真 | 使用Cradle CFD仿真工具設計最佳實踐
耦合通常通過協同仿真平臺實現，例如MSC CoSim，該平臺允許用戶探索兩個物理場以上的多個物理場仿真。
特別是，Cradle CFD可以與通用聲學軟件Actran結合使用。Actran提供強大的氣動聲學和振動聲學分析功能，以及耦合氣動振動聲學的創新功能，允許模擬與HVACR相關的分析，如風扇噪音。
氣動聲學分析可以通過使用從Cradle CFD獲得的氣動聲源，輸出到Actran進行聲學仿真。例如，可以使用從穩態RANS分析中獲得的流場來生成聲源，并用SNGR（隨機噪聲產生和傳播）方法進行分析。
同時Cradle CFD的scFLOW提供氣動聲學分析，試用于自由場氣動噪聲。為了模擬聲波反射、阻尼和吸收等聲學效果，用戶需要與Actran進行協同仿真。
scFLOW2Actran,是scFLOW的流體分析和Actran的聲學分析之間進行氣動-聲學耦合分析用平臺，只需要在scFLOWGUI上進行操作就可以實現流體仿真到聲學仿真，包括自動傳遞數據，自動調用聲學模塊進行聲學分析等功能。協同仿真工具scFLOW2Actran認為是為scFLOW用戶盡可能簡單、流暢地使用，實現氣動聲學仿真目的。
展開 
航天云網CMSS云制造支持系統：依云而生的云制造新生態
該系統基于航天裝備制造多年來工業知識、企業管理知識所形成的工業軟件，將業務、算法、模型通過微服務架構進行改造封裝，形成航天云網CMSS核心工業應用APP，以CCO云協作、CPDM協同設計引擎、CRP資源調度引擎、CMOM制造管理引擎、COSIM虛擬仿真等核心5C工業應用APP為支撐，提供全產業鏈、產品全生命周期智能協同服務。CMSS的形成有其高遠的歷史使命，目的在于構建一個開放共享的創新生態，為企業的數字化改造、產業的云化改造提供穩定可靠的整套解決方案。
毋庸置疑，航天云網平臺已經進入SaaS 2.0階段——不僅提供裝備制造核心SaaS應用，還向眾多開發方、使用方、行業合作伙伴開放具備強大定制能力的快速應用定制平臺，使大家能夠利用平臺迅速配置出面向特定領域、特定場景的SaaS應用，并通過航天云網的門戶平臺服務于最終企業用戶，實現信息共享和資源盤活。
在工業互聯網平臺競爭愈演愈烈之際，基于平臺的SaaS應用已經成為制勝關鍵。高紅衛董事長剖析了現代企業制度正在遭遇前所未有的壓力，通信技術、計算機技術、互聯網技術、信息技術等新興技術把市場交易的時間、空間等外部交易成本壓縮到幾乎為零，同時對支撐企業獨立運轉的內部固定成本大幅度壓縮，不論是大型、特大型企業，還是中小微企業都可以追求“輕資產、輕結構、輕業務”的理想運行狀態。而這一目標，必須通過不斷充盈SaaS層的跨行業、跨領域、多場景的APP應用來實現。
眾所周知，工業場景高度復雜，行業知識也千差萬別，通用型應用難以滿足海量制造企業差異化的數字化工程需求。現在，通過CMSS云制造支持系統，航天云網創造工業應用APP開發、部署、運行等一系列新的產業環節和價值。
展開 使用LS-DYNA/CarMaker/Model Center聯合仿真方法進行ADAS事件前后的汽車乘員保護
LS-DYNA中有*COSIM的協同仿真接口，該接口的應用基于傳感器*SENSOR，可以根據傳感器或用戶指令啟動。這項設置需要管理用戶使用的兩種或三種不同工具間的時間步長，當使用協同仿真工具數據從一個系統傳輸至另一個系統時，時間步長必須匹配，如果時間步長不匹配就不能獲得正確的響應。在ModelCenter Integrate中開啟這項功能，確保二者的時間步長匹配。CarMaker中使用的時間步長較大，因為需要模擬很長的一段時間，而在這個特定的LS-DYNA事件中，事件運行時間以毫秒計算，時間步長非常小，因此必須用ModelCenter Integrate轉換，按比例縮小，然后在不同的場景中運行。
完成以上操作后會生成不同類型的圖形和圖表，包括正在發生的碰撞事件等場景都可以列出，或是在ModelCenter Integrate將某個場景突出顯示，查看數據以便后續研究。
小結
ModelCenter Integrate是一個整合多學科、多領域模型的強大工具，通過系統級仿真進行工程設計評估。利用ModelCenter Integrate可以將CarMaker, PYFMI以及LS-DYNA無縫的連接到一個自動的工作流中，用來研究主動安全系統作用下的乘員傷害。不僅如此，類似的流程可以應用在各類行業中。
更多內容分享，歡迎關注我們！
文章來源：2022 第五屆LS-DYNA技術論壇，作者：Amit Nair, ANSYS, Inc.
展開 新思科技推出Ansys 2026 R1版本，通過聯合解決方案和AI驅動型產品重塑工程領域
其他有關數字孿生、基于模型的系統工程（MBSE）和數字工程的更新包括：
Ansys CoSim，一款全新的分布式協同仿真產品，通過協調的工作流程連接多個系統級工具，使每個子系統都能在其原生環境中運行，同時無縫交換數據。其同步算法支持獨立的時間步長，以實現快速、準確的多物理場驗證，從而提高互操作性，并在系統仿真、MBSE和自動駕駛開發中加速系統級分析。
Ansys HFSS?PI引入了全新的寬帶3D電源完整性仿真功能，其性能足以應對當今的IC、封裝和電路板供電挑戰。HFSS?PI專為新一代芯片?封裝集成、更高密度布局和先進3D封裝而打造，可實現大規模3D電源完整性分析，并深入解析復雜耦合機制和回流路徑行為。
Ansys System Architecture Modeler （SAM）?（基于SysML v2的Web平臺）與Ansys ModelCenter之間的增強連接，可協同外部分析工具自動執行SysML v2模型表達式，而無需手動將數百個表達式轉換為腳本，從而使團隊能夠加速需求驗證和設計空間探索。
嵌入式軟件開發團隊現在可以將Ansys SCADE Display?設計工具模型直接導入到Ansys系統工具套件?（STK?）軟件中，使顯示行為能夠與任務級元素相關聯，以實現高保真度系統在環評估。
Ansys HFSS-IC?平臺的更新包括，采用新思科技用戶界面，該界面取代了傳統工作流程，并提供了導入芯片級和中介層級設計所需的速度和容量。現代化UI還支持基于OpenAccess的直接設計導入，用于單芯片和多芯片（multi-die）仿真，從而簡化互操作性并提高IC設計人員的工作效率。
Ansys FreeFlow?軟件通過強大的無網格計算流體力學（CFD）方法實現了功能擴展。
展開 電氣模型_Saber軟件介紹
選File>>Install Cosim Files,選擇在本機上安裝的MATLAB版本,然后選擇目錄,安裝sabercosim.mdl文件。在同一目錄下利用matlab建立所需的mdl文件,在該mdl文件中利用sabercosim.mdl文件中的sabercosim模塊
建立matlab和saber間的聯系,僅需將sabercosim模塊拷貝至新建的mdl文件中即可。根據實際需要修改sabercosim模塊輸入、輸出管腳的個數。 步驟2
點擊saber原理圖下面工具欄SaberSimulinkCosim圖標。選File>>Import Simulink Model,選擇正確的路徑打開利用matlab建立所需的mdl文件,再選place part按鈕,將新建的mdl文件置入saber原理圖中。 注意事項
1、運行時,將MATLAB桌面快捷方式的最后添加 /automation 2、將MATLAB中建立的mdl模型置于當前目錄。
3、該文件夾應放置在根目錄下,不要在目錄中出現中文
展開 