西门子NX 10 仿真升级新体验
于今年10月22日到23日在加利福利亚长滩举行的西门子计算机辅助工程（CAE）和测试研讨会已经预先介绍了NX 10仿真的改进。发布会的一大主题就是LMS软件、求解器和西门子其他PLM软件之间的集成。 西门子软件产品副总工程师Jim Rusk说：“对于某些情况，可以构建独立的应用做一些特定的分析。但是我们之所以在集成上下这么大的功夫，这是因为这些集成之间的结合点才真正有助于产品的改进。” 西门子承诺使用NX 10将会更加容易处理这些结合点并实现产品改进。 一、新型多物理仿真系统
多物理环境简化了热仿真和结构仿真之间的双向连接 如果看到西门子创造出一种更加简单的连接两个或更多求解器的方法，那么仿真专家们将会非常兴奋。新型多物理仿真系统使改进成为可能。这种仿真环境可以让用户不用分开划分网格、单元、边界条件或属性而执行多物理系统仿真。 Rusk指出：“设想将热特性和机械特性连接起来，再将机械特性和气动特性连接起来。得益于多物理仿真系统，这种智能模型能够表达许多东西。譬如，飞行器发动机中高度复杂的相互作用。” 当前NX CAE的新增功能的目标是热、结构耦合。仿真时，CAE分析工程师既可以使用NX热求解器，也可以使用NX Nastran多步非线性求解器。可以将求解器设置成双向耦合，或为节省计算时间而设置成单向耦合。 仿真产品营销主管S. Ravi Shankar说：“尽管我们把目光主要放在热、结构耦合上，但是我们的产品将会包含更多的垂直服务，像计算流体动力学（CFD）。” 二、自适应网格技术
自适应网格技术自动完成网格加密并能更加精确地表达模型 随着NX 10的发布，西门子也会加入自适应网格的队伍。该工具能够帮助NX CAE用户减少用来加密网格的预处理。 Shankar说：“自适应网格技术能够反复地迭代求解模型而获取最佳的变密度网格。NX通过应力、应变比和温度的误差来确定模型中需要加密的区域。而在迭代求解的下一步进行网格加密处理。” 因此，自适应网格能生成更加精确的模型而改善收敛。它可以应用于从结构、热到多物理场求解器的任何一种求解器。 三、复杂的边界条件 在NX 10中，CAE工程师可以通过一种管理系统创建更加复杂的由符号表达式控制的载荷和边界条件。这样就可以使这些项自动地随时间更新或在迭代过程中随跌代步更新。 这种表达式可以基于仿真属性、其他边界条件、用户自定义子程序和先前的迭代。除此之外，新版本还拥有30种新的预定义NX CAE专用表达式。使用这些表达式控制边界条件，CAE分析工程师们能够更加深入地理解要分析的系统。 Rusk说：“想象一下飞机上的发动机，它会经历滑行、起飞、巡航、降落、发动机反推刹车和其他滑行工况。设计师们需要考虑执行任务时遇到的所有不同的工况条件。那么使用多种表达式信息驱动仿真极其有价值。” 四、集成声-振耦合分析与声腔网格技术
嵌入式NVH分析 在NX 10中可以看到全新的集成了噪声、振动和声振粗糙度（NVH）的分析模块。使用这款软件做研究，不需要分开使用不同的软件，从而就可以提升用户的工作效率。 此外，这款软件还能够使用网格包络制作简单的声腔网格，这同样可以节省时间、提升用户的工作效率。“使用新型网格包络函数，用户可以由结构网格直接创建声腔网格。这一过程甚至对过期的网格数据也奏效。接下来，用户可以将声腔网格载入NVH振动声学仿真模块，然后使用它计算内部噪声，”Shankar解释道。 用户也能够使用载荷命令输入NVH载荷，比如测量数据，这就可以定义噪声源。一旦，完成了NVH分析计算，后处理就能够显示吸能或反射平板的声压曲线和平板贡献曲线。 五、LMS Samcef集成了复合和非线性材料分析模块
Samcef求解器的预处理和后处理 如今，NX CAE也支持最新集成的非线性LMS求解器，西门子的部分CAE源于约两年前对LMS的收购。用户使用NX能够研究复合材料模型的损伤和脱层。假设复合材料应用越来越广泛，那么这将证明这一升级功能的用处。 Shankar证实：“它会覆盖航空、国防和汽车等领域。如今NX CAE系统能够用于建立复合材料的脱层模型、计算层应力和做随机振动分析。用户也能将使用Fibersim软件建立的2D单元或多边形单元区域无缝地转换到NX CAE中。” 六、更多的CFD能力
罐注两相流模拟 目前，由于加入了并行流动求解器，NX 10能够执行大型CFD模拟。可以计算高速流动、剪切应力输送、k-omega湍流和非牛顿流体模型。 这一升级使NX CAE进入两相均匀流动模拟领域。功能拓展后的求解器能建立混合气体、示踪流体和气液或液液两相流模型。 Shankar说：“功能拓展后的求解器能够模拟罐子的灌注或抽空过程，用户将可以监测流体区域、流体分馏和环境条件。用户还可以模拟这些流体的混合模型。” NX 10的其他改进如下： ● 接触控制 ● 应用GPU加速处理过程 ● 借助Rescale云计算服务联合NX Nastran仿真 ● 在云计算上进行远程Carlo模拟 ● 有限元边界层网格技术 ● 印刷电路板对象 ● 自适应时间步长技术 ● NX开源支持Python语言 ● 结果访问和表现技术
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