ANSYS Multiphysics在多物理场仿真中的应用

2013-11-13 17:55| 发布者: chenl| 查看: 3860| 评论: 0|来自: 安世亚太

摘要: ANSYS不仅提供结构、流体、热、电磁单场分析功能,而且这些分析还可以实现在统一模拟环境和同一数据库中进行。通过多场耦合处理工具Mulitiphysics,便可以实现复杂的多物理耦合分析。经过多年的不断发展和完善,现已成为世界领先的多物理场模拟工具,以先进的分析技术和理念引领着多物理场耦合仿真的发展方向。

ANSYS不仅提供结构、流体、热、电磁单场分析功能,而且这些分析还可以实现在统一模拟环境和同一数据库中进行。通过多场耦合处理工具Mulitiphysics,便可以实现复杂的多物理耦合分析。经过多年的不断发展和完善,现已成为世界领先的多物理场模拟工具,以先进的分析技术和理念引领着多物理场及耦合仿真的发展方向。同时,它也可以与ANSYS的新一代高端计算流体动力学分析软件CFX进行双向流固耦合分析,分析类型不受任何限制,可充分发挥Mulitiphysics与CFX各自的独特优势。
特色功能
多种物理场分析:全面覆盖结构力学、传热学、电磁学、流体力学范畴;
多种物理现象耦合分析;
顺序耦合分析:按照物理现象发生的顺序进行,一个场的结果是另一个物理场的输入;
物理环境耦合方法:将不同的物理场按照不同的物理环境考虑,在耦合分析时进行物理环境的转换,同时将一个场的结果作为边界条件施加在另外一个物理场,自动交替转化,实现多场耦合;
网格随移:网格随结构的变形而改变;
FSI流固界面耦合分析技术:在流固耦合分析中,定义FSI流固界面,程序自动进行在流固界面进行平衡迭代,完成稳态和瞬态流固耦合分析。这种FSI方法,可以实现流体和结构变形、流体和热、流体和电磁、流体和耦合场之间的耦合分析。支持各种非线性和稳态、瞬态行为;
多场单元直接耦合分析:具有包括结构、热、电、磁的自由度,或者热流体自由度的单元,象单场分析一样轻松完成多场及其耦合分析;
机电转换分析:在机电耦合分析中,机械部件可以作为电路的一个元件,采用机电转换单元来实现;
Multi-Field求解技术;
ANSYS-CFX双向耦合求解技术。

客户价值
快速高效,符合实际:减少了简化的假设、具有更高的准确性和精度、完成模拟需要的时间更少;
减少软件的购置成本:减少了单一物理场功能产品的需求、减少软件的维护费用;
减少了需要掌握软件的数量:减少学习软件的时间、有更多的可以共同使用的工具、提高软件使用效率;
减少需要管理的软件数量:单位范围内模拟的一致性、更容易处理遗留数据;
可以轻松完成任何多物理场耦合分析:特别是与ANSYS-CFX进行双向流固耦合分析,实现了流固耦合的重大突破,使用户解决复杂流固耦合问题成为易事。
子模块
Structural:通用结构力学分析模块,包括静力/动力、线性/非线性、疲劳、断裂、复合材料、优化设计等所有结构力学分析功能;
Thermal:结构热分析模块,包稳态/瞬态、线性/非线性、传导/对流/辐射/相变等所有热分析功能;
Flotran:常规流体分析模块,基于有限元方法,涵盖层流/湍流、不可压缩流/可压缩流、牛顿流/非牛顿流等常规流体计算功能;
EMAG:电磁场分析模块,基于有限元方法,包括低频电磁场(静态、谐波和瞬态)、低频场路耦合、高频电磁场(时谐分析、模式分析)、高频电路和电磁场耦合等功能;
ANSYS Fluid:包括声学分析、静流体分析功能;
Multi-Field Solver:在Multiphysics下运行,可以求解诸如MEMS激励(静电/结构耦合)、机电(磁/热/结构耦合)、焦耳热(热/电/结构)、感应热(谐波电磁/热耦合)、感应激励(谐波电磁/热/流体耦合)、RF热(高频电磁/热/结构耦合)、热应力(热/结构耦合)、流固耦合分析(流体/结构耦合)等耦合场问题;
MFX-ANSYS/CFX:与CFX进行双向流固耦合分析。
典型应用
汽车燃料喷射器、控制阀、风扇、水泵;
航天飞机机身及推进系统及其部件;
可变形的流动控制设备、液压设备、生物医学上的血液导管、阀门、人造心脏瓣膜等;
各种密封系统;
纸处理系统,布匹制造过程;
喷墨打印机系统,各种成相系统;
压电系统(如换能器、应变计、传感器、麦克风等);
MEMS系统;
感应加热炉;
发动机、发电机、电动机、气轮机、变压器、电容器、汇流排;
电子元器件和电子、电器系统,杜瓦系统;
飞机、汽车、流体机械等的流固耦合分析;
包括核能在内的各种能源设备与装置。


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