ANSYS Products 是融结构、流体、电磁(cí)场、声(shēng)场和耦合场分析于一(yī)体的(de)大型通(tōng)用有限元分析软件。由世(shì)界上最大的有(yǒu)限元分(fèn)析软件(jiàn)公司之一的美(měi)国(guó)ANSYS公司开发,它能与多数CAD软件接口(kǒu),实现(xiàn)数据的共享和交换,如Pro/Engineer, NASTRAN,Alogor, I-DEAS, AutoCAD等, 是现代产品设计(jì)中的高(gāo)级(jí)CAE工具之一。因(yīn)此(cǐ)它可应用于以下工(gōng)业领域: 航空航天、汽车工业、生物医学、桥梁、建筑、电子产品、重型(xíng)机械、微机电系(xì)统、运动器械等。
ANSYS Products 软件主要包括(kuò)三个部分:前处理(lǐ)模块,分析计算模块和(hé)后处理模块。 前处(chù)理模块提供了一个强大的实体(tǐ)建模(mó)及网格划分工具,用户可以(yǐ)方便地构造有限元模型。 分析计算模块包括结构分析(可(kě)进行线性分析、非线性(xìng)分析和高度非线性分析)、流体动力学(xué)分析、电(diàn)磁场分析、声(shēng)场分析、压(yā)电分析以及多物(wù)理场的耦合分析(xī),可模(mó)拟多种物理介质的相互(hù)作用(yòng),具有(yǒu)灵(líng)敏度分(fèn)析及优化分(fèn)析能力。 后处理模块(kuài)可将计算结果以彩色等值线显示、梯度显示、矢量(liàng)显(xiǎn)示(shì)、粒子流迹(jì)显示、立体切片显示、透(tòu)明(míng)及(jí)半透明显示(可看到结构(gòu)内部)等图形方式显示(shì)出来,也可将计算结果以图表、曲线形式(shì)显(xiǎn)示或输出。 软件提(tí)供了100种以上的单元类型,用(yòng)来模拟工程中的各种(zhǒng)结(jié)构和材料。该软(ruǎn)件(jiàn)有多(duō)种(zhǒng)不同版本,可以(yǐ)运行(háng)在从个(gè)人机到大(dà)型机的多种(zhǒng)计算机设备上(shàng),如(rú)PC,SGI,HP,SUN,DEC,IBM,CRAY等。
发展目标
· 继续开发和提(tí)供世界一流的求解器(qì)技术
· 提供了针对复杂仿(fǎng)真的多物理(lǐ)场耦合解决方法
· 整合(hé)了ANSYS 的网格技术(shù)并产生(shēng)统一的网(wǎng)格环境
· 通过对先(xiān)进的软硬件平台的支(zhī)持来实现对大规模问题(tí)的(de)高(gāo)效求解
· 继(jì)续改进最好的CAE 集成环境-ANSYS WORKBENCH
· 继续融合先(xiān)进的计(jì)算流体动力学(xué)技术
具体功能
1.加速多(duō)步求解(jiě)
ANSYS VT 加速器,基于ANSYS 变分技术,是通过(guò)减少迭代总步数以加速多(duō)步分析的数学方法。这包(bāo)括了收敛迭(dié)代和时间步迭代(dài)或(huò)者二(èr)者的综合。收敛迭代的例(lì)子是非线(xiàn)性静(jìng)态分析(xī),不(bú)涉及接触或塑性,而时间(jiān)步迭代(dài)指(zhǐ)的是线性瞬态结构分析(xī),二者(zhě)组合的例(lì)子(zǐ),非线性结构瞬态或者热瞬态分析。
2.网格变(biàn)形和优化
对于很多单位(wèi),进(jìn)行(háng)优化分析的(de)最大障碍是CAD 模型不能重(chóng)新生(shēng)成,特(tè)征参数(shù)不能反映那些(xiē)修改(gǎi)研究的几(jǐ)何改(gǎi)变。通过与ANSYS WORKBENCH 的(de)结合(hé),ANSYS MESH MORPHER
(FE-MODELER 的新增加(jiā)模块(kuài))可以(yǐ)实现这个功能,甚至更多。
通过网格操(cāo)作而不是实体(tǐ)模(mó)型,ANSYS MESH MORPHER 对于来(lái)自于CAD 的非参数几何数据(jù),如IGES 或者STEP,以及来自于(yú)ANSYS CDB 文(wén)件的网格数据,实现(xiàn)了(le)模型(xíng)参(cān)数化(huà)。将网格读(dú)入FE MODELER,并(bìng)且产生对应于该网格的“综合几何”的初次配置。ANSYS MESH MORPHER 提(tí)供(gòng)了四(sì)种(zhǒng)不同的转换(huàn):面平移、面偏置、边平移和边(biān)偏置。更多样(yàng)的配置可以通过以上转(zhuǎn)换(huàn)的组合实现。例如,一个圆柱(zhù)表面(miàn)的面(miàn)偏置就等效于变更其半径。
在ANSYS WORKBENCH 中,ANSYS 和ANSYS CFX 技术的集成取得了(le)更大的进步。在ANSYSWORKBENCH 环境中,用户可(kě)以完整地建立、求解(jiě)和后(hòu)处理双向流固耦(ǒu)合仿真。最新的版本也提供了单一后(hòu)处理工具,可以用更少(shǎo)的时(shí)间获得复杂多物理问题的解决,并(bìng)且扩展(zhǎn)了仿真的应(yīng)用领(lǐng)域(yù)。
利用(yòng)ANSYS CFX 软件的统一网格接口可以在ANSYS 和ANSYS CFX 之间传递FSI 载荷,所有流固耦合问题的结果(guǒ)的鲁棒(bàng)性和精(jīng)度获得了改(gǎi)进(jìn)。界(jiè)面载荷传递技术的突破,很明显的(de)好(hǎo)处就(jiù)在于让同一团队的FEA 和CFD 专家共享信息更方(fāng)便(biàn)。在(zài)新版中流固(gù)耦合的领域(yù)也得到了扩展。
3.涡轮系(xì)统一体化(huà)解决方案
ANSYS WORKBENCH 环境提供了(le)旋(xuán)转机(jī)械设计过程所(suǒ)需的几何设计(jì)和分析的集(jí)成系统。ANSYSWORKBENCH,作为高级物理问题的集成平台,能够让设计人员建立旋转机械的(de)模(mó)型,比如水泵、压缩(suō)机、风(fēng)扇、吹风机、涡(wō)轮、膨胀器、涡轮(lún)增压器和鼓风机。ANSYS 解决方案集成(chéng)到设计过(guò)程,从而消除了中性文件传输(shū)、结果变换和(hé)重(chóng)分析,使得CAE过程几周(zhōu)内就完成了(le)。
ANSYS ICEM CFD 和AI ENVIRONMENT 中的创新(xīn)在于多区(qū)域体网(wǎng)格划分工(gōng)具(jù),可用于空气动力学(xué)中。新的网格划(huá)分(fèn)方(fāng)法(fǎ)提供了对块(kuài)(结构网格(gé)方法(fǎ))的灵活性(xìng)和控制,易于使用的(de)自(zì)动(非结构化)网格方法。半自动多区网(wǎng)格(gé)算法(fǎ)允许用户在面和体上对网格进(jìn)行(háng)总体控制,边界上通过映(yìng)射或(huò)者扫描块提供(gòng)了(le)纯六面体网格(gé),而内部过渡到(dào)四面体或者六面(miàn)体为主的网格。映射、扫描和自由划分(fèn)技术为模型中最(zuì)重要(yào)区域(yù)的结构化六面(miàn)体网(wǎng)格划分提供了自(zì)由,可以保证用较少的精力得到高质量(liàng)的自动(dòng)化(huà)网(wǎng)格。
ANSYS ICEM CFD 和(hé)AI ENVIRONMENT产品也回答了(le)古老的问题:“我应该用四面体划网还是花更多的时(shí)间用(yòng)六面体划网”。相对于传统的四面体网格算法,新的(de)体(tǐ)-拟合笛(dí)卡儿划网(wǎng)方法可(kě)以帮(bāng)你用更少的时间划分(fèn)纯六面体网(wǎng)格。包含四面体和金字塔形状的混合网格划(huá)分方法(fǎ)减少了(le)限制并且提供了更(gèng)容(róng)易(yì)的(de)方(fāng)法编(biān)辑网格。这个方法(fǎ)产生的六面体网格的统一性更适(shì)合于显式碰撞分析或者(zhě)任何(hé)六面体网格更适合的分析。
4.线性和非(fēi)线性动力(lì)学
在新(xīn)版中,ANSYS 巩固(gù)了它的高级动力学分析能力并扩展到ANSYS WORKBENCH 中。线性和非线(xiàn)性结构动力学和应(yīng)力分析,现在(zài)已(yǐ)经(jīng)无缝的集成到了(le)ANSYS WORKBENCH 仿(fǎng)真环境中。使得刚体和柔体的频率响应和时间(jiān)历程动(dòng)力学(xué)集成在一起。在(zài)一次设置中,用户现在能够选(xuǎn)择一系列的力学行为:线(xiàn)性、高级非线性;完全刚体和完全柔体以及(jí)他们的(de)组合。其他特征包括支持简单和复杂的连接(jiē)和约(yuē)束,基(jī)于几何的自动(dòng)连(lián)接侦测,非线性材(cái)料和接触、运动(dòng)学(xué)分(fèn)析(xī)以及(jí)与CAD 系统(tǒng)的相关性。
