导读
当科技发展把人们带到多物理场研究的轨道上,人们发现:传统的各学科独立设计与仿真验证模式难以体现各学科之间的耦合关系,而多物理场耦合仿真,能验证在各学科耦合关系下更接近于真实世界的产品性能。
多物理场概念 >>
直接耦合法
间接耦合法
ANSYS多物理场解决方案覆盖了流体、热、结构、电磁场、电路/系统等完备的仿真能力,实现了全工程化的自动耦合仿真,广泛应用于感应加热(电磁-热),焦耳加热(电磁-热-结构)、MEMS器件(静电-结构)、音响设备(结构-声学)等领域的设计中,解决多域多物理场的耦合设计难题。
Altair Smart Multiphysics为解决结合了结构、流体、温度、多体系统、声学、控制、水力学和电磁学等物理现象在内的复杂跨学科和多物理场分析和设计问题提供了最佳解决方案。它基于单一的开放式架构多物理平台,在利用最佳耦合和优化技术来快速高效地解决复杂的现实工程问题。
SIMULIA多物理场解决方案囊括了原材料分子级理化仿真、零配件多物理场仿真、产品系统仿真、跨尺度仿真等方面的技术,力求为用户提供一个全系统的完整解决方案,帮助用户分析并解决问题。SIMULIA一个集众多产品组合的仿真平台,包括ABAQUS、Isight、Tosca、fe-safe、SIMPACK等。
COMSOL Multiphysics是一款通用的工程仿真软件平台,其核心产品既可单独运行,也可与任意组合的附加模块结合使用,以模拟电磁、结构力学、声学、流体、传热、化工等各领域的产品设计和过程。同时, COMSOL软件提供了一系列预定义的物理场接口,用于模拟各种物理现象。
MSC多学科解决方案是针对多学科间模型相互作用的先进解决方案,可改进精度、产品安全性及可靠性。它提供了针对耦合工程物理学的交互作用分析,例如运动结构、热机、系统与控制、多物理、流体—结构相互作用(FSI)、复合材料失效链、隐式显式等。
Siemens PLM Software的Simcenter产品组合为用户提供符合市场趋势及满足其需求的所有必要工程分析工具。通过实行高效的多学科仿真业务流程,Simcenter允许用户把工程仿真流程从以验证为中心的设计方法变为一种更加具有预测性的方法。
英特多物理场仿真解决方案主要指工程多物理场仿真软件INTESIM-MultiSim,该软件核心求解器包含丰富的物理场模型,涵盖结构、热、流体、电磁、噪声、穿甲、爆炸等;采用强大的耦合方法体系;具备集成用户自研、开源、第三方商软求解器的能力。
中仿多物理场解决方案,主要是指OOFELIE::Multiphysics物理场强耦合仿真分析软件。真实模型的仿真设计通常涉及结构、热传、机械、声学与振动、压电、热阻、电流、流体、光学、微机电、电磁场等问题,这些物理场往往同时存在,相互影响。
元计算多物理场耦合解决方案是基于公司自主研发的核心产品"有限元语言及其编译器FELAC",FELAC从多物理场耦合的基本原理出发,用户可以方便、高效的实现科研与工程中流固耦合、电热耦合、热结构耦合、热电结构耦合以及任意多物理场耦合仿真分析。
LS-DYNA®是一款先进的通用有限元程序,能够模拟真实世界中的复杂问题。它被广泛应用于汽车、航空航天、电子、船舶、土木工程、制造和生物工程等行业。在Linux、Windows和Unix操作系统的台式机或集群服务器上,LS-DYNA的分布式和共享内存式求解器可在很短时间内完成每次作业。
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对于产品建模,最重要的就是将产品模型如何放入到多学科多物理环境中进行模拟。用长远的眼光来看,如果用一个求解器解决全部的物理特性模拟固然好,但是以目前的技术条件来看,实现难度很大,因为每一个物理特性都有自己独特的方程式、独特的解决方法。所以,更实际的做法是,如何将不同物理特性的模型连接起来,让不同的求解器实现最高效地一个求解。
现代科学问题通常是一个完整的系统工程,研究的尺度范围常常涉及到从米到微米甚至纳米级别。例如,对于飞机机翼的研究,机翼结构强度分析属于米量级的分析,而构成机翼的复合材料分子动力学模型则延伸到纳米量级。
目前,产品仿真距离真实情况还有很大差距,很多物理现象不能模拟,如燃烧、相变、断裂、散裂、尺度悬殊和随机行为。