基于ANSYS15.0在結(jié)構(gòu)、流體、電磁仿真技術(shù)各方面的詳細分析

ANSYS（NASDAQ: ANSS）日前宣布推出其業(yè)界領先的工程仿真解決方案-ANSYS? 15.0，其獨特的新功能，為指導和優(yōu)化產(chǎn)品設計帶來了最優(yōu)的方法。ANSYS15.0在結(jié)構(gòu)、流體、電磁仿真技術(shù)各方面都有重要的進展。此外，該版本可滿足工程多物理場仿真的工作需求。

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在結(jié)構(gòu)領域，ANSYS 15.0幫助用戶更深入地洞察復合材料仿真。新的流體動力學求解功能使旋轉(zhuǎn)機械的仿真更加精確。在電磁領域，ANSYS 15.0提供了最全面的電機設計過程。

ANSYS15.0繼續(xù)加強了ANSYS前處理功能在業(yè)界的領先地位；無論是何種類型的物理場仿真，新版本都能幫助用戶快速準確地為各種尺度的模型和復雜結(jié)構(gòu)生成網(wǎng)格。此外，ANSYS 15.0還進一步鞏固了公司在高性能計算（HPC）領域的全球領先地位，將已經(jīng)是同類最佳性能的求解速度提升5倍。

ANSYS的首席產(chǎn)品官Walid Abu-Hadba指出：“ANSYS 15.0建立在我們長達40年工程仿真軟件的領先基礎之上。我們通過提高性能、推出新的求解器功能在所有關(guān)鍵物理場領域都實現(xiàn)了巨大改進。我們通過伴隨求解器、HPC可擴展性、從微米到全系統(tǒng)的高效仿真建模等創(chuàng)新技術(shù)繼續(xù)擴大我們的仿真領先優(yōu)勢。”

結(jié)構(gòu)分析：高級材料系統(tǒng)設計

復合材料的使用可以減輕結(jié)構(gòu)重量并提高燃料利用率。在ANSYS15.0中，ANSYS對用于復合材料產(chǎn)品性能評估的先進解決方案做了進一步的擴展。準確仿真復合材料需要大規(guī)模數(shù)學模型求解。為縮短整體計算時間，ANSYS 15.0在前處理中采用了子模型技術(shù)，用戶只需要使用一個比較粗糙的整體模型就能夠得到高精度的局部結(jié)果。

此外，ANSYS 15.0還推出了一種新型多物理場復合材料仿真方法，用來優(yōu)化無線設計和熱管理。用戶可以在電磁仿真中定義空間相關(guān)的材料屬性，并將仿真結(jié)果耦合到結(jié)構(gòu)分析中。

結(jié)構(gòu)套件的其它新特性還包括：

· 具有創(chuàng)新性的開發(fā)了全新的求解器，使計算性能大大提高。 如子空間特征值求解器可以更快的計算結(jié)構(gòu)分析中的特征模態(tài)和特征頻率。
· 用戶只要指定螺紋屬性和圓柱面，就能用接觸來進行螺紋建模，而不需要復雜的幾何模型。
· 可將多個有限元模型裝配在一起，同時保留各個模型的設置細節(jié)。

流體動力學：旋轉(zhuǎn)機械流體動力學求解方案

旋轉(zhuǎn)機械開發(fā)人員面臨著提高效率和可靠性的巨大壓力。ANSYS 15.0針對流動、傳熱、應力和動力學等一系列的物理現(xiàn)象提供了理想的高保真解決方案。其中的一些改進包括：

· 強制響應分析，能直接導出瞬態(tài)流動仿真計算瞬時壓力負載，該負載可直接施加為ANSYS Mechanical?模態(tài)分析中的負載。
· 模擬壓縮機從喘振到失速的整個性能曲線時，ANSYS CFX? 的修正質(zhì)量出口邊界條件都可以使仿真計算更加快速與穩(wěn)定。
· 內(nèi)置氣彈阻尼計算和監(jiān)控。

Voith Hydro的Alexander Jung指出：“利用ANSYS CFX的移動網(wǎng)格功能，我們可以通過網(wǎng)格變形來實現(xiàn)一系列水力旋轉(zhuǎn)機械的特定幾何結(jié)構(gòu)變形，這使我們的仿真環(huán)節(jié)更加輕松、快速。當需要評估不同設計方案時，這就為我們節(jié)約了前處理的時間，因為我們無法對每個設計方案全面重新生成網(wǎng)格。”

流體增強功能的更多實例包括：

· 伴隨求解器能支持超過3000萬個網(wǎng)格規(guī)模的問題?；诎殡S能量方程的核心功能，監(jiān)控變量可以被定義為熱流和溫度等多種積分，包括平均值和方差。
· 多相流VOF模型速度提升高達36%。新的自適應時間步長算法大大提高了多相流瞬態(tài)計算速度。
· 新的多層殼導熱和各向異性導熱模型改進了流體與復合結(jié)構(gòu)材料之間熱傳遞的模擬。

新的電機和驅(qū)動系統(tǒng)設計方法

ANSYS 15.0通過與其它物理場擴展集成，在業(yè)界領先的ANSYS Maxwell? 和ANSYS Simplorer? 電機和驅(qū)動系統(tǒng)協(xié)同設計方案的基礎上，進行了進一步的改進。ANSYS先進的機電系統(tǒng)設計解決方案能夠幫助工程師們快速評價和選擇設計方案、檢測故障條件、實現(xiàn)電機與電力電子驅(qū)動系統(tǒng)的集成并驗證控制軟件。這種端對端的解決方案能夠?qū)崿F(xiàn)電機和驅(qū)動系統(tǒng)的優(yōu)化設計，確保電源效率和整體性能。新的功能亮點還包括：通過低頻電磁場（Maxwell）工具和結(jié)構(gòu)（Mechanical）仿真工具間新的耦合仿真功能，進行聲學分析，從而深入了解如何最大限度地降低電動機和其它機械的噪聲。