也許很多人對流體虛擬仿真CFD測試軟件并不陌生,但如果是一種和MCAD無縫集成,又能在系統(tǒng)級和部件級仿真實(shí)現(xiàn)高效聯(lián)動的CFD軟件,那肯定仍舊會讓人眼前一亮。
采用CAE或是CFD軟件進(jìn)行產(chǎn)品虛擬仿真測試都已成為提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)效率,節(jié)約測試時間與成本的重要手段,在各種產(chǎn)品、設(shè)備開發(fā)領(lǐng)域得到應(yīng)用。而如果能讓這種虛擬測試更快,那對于使用者而言,明導(dǎo)科技(MENTOR GRAPHICS)的創(chuàng)新CFD軟件FloEFD無疑將是一個更好的選擇。
此款CFD軟件是目前全球唯一一款無縫集成于主流MCAD軟件的CFD工具,包括CATIA、NX、pro/engineerwildfire都可以無縫嵌入。(SOLIDWORKS軟件提供的名為fluid simulation的流體仿真分析工具實(shí)質(zhì)也是FloEFD)。這樣的好處在于真正意義上的實(shí)現(xiàn)了CAD/CAE模型的共用,無需數(shù)據(jù)的導(dǎo)入導(dǎo)出,所有分析工作是在MCAD軟件中完成的,提高了工作效率。因?yàn)樵O(shè)計(jì)和CDF分析總是保持同步的,工程師從未離開CAD系統(tǒng)本身。為了得到最佳產(chǎn)品而不斷進(jìn)行的修改都是直接在CAD模型上更改的,這令工程師在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、驗(yàn)證、修改、再驗(yàn)證直到取得最佳產(chǎn)品質(zhì)量的結(jié)果成為一個很流暢的工作進(jìn)程。
FloEFD的最大優(yōu)勢就是可以節(jié)約仿真時間,快速得到結(jié)果。這不僅因?yàn)樗龅搅藗鹘y(tǒng)CFD、或前端CFD不能做到的流程簡化和模型數(shù)據(jù)同步。而且還因?yàn)樗扇×朔叫尉W(wǎng)格和網(wǎng)格生成自動化技術(shù),實(shí)際仿真分析時間可大幅縮短令人咋舌的65%-75%,雖然仿真結(jié)果的精度多少有所犧牲,但非常符合設(shè)計(jì)通過仿真驗(yàn)證反復(fù)修正的產(chǎn)品開發(fā)流程需要,可快速逼近設(shè)計(jì)目標(biāo)。明導(dǎo)科技機(jī)械分析部門總經(jīng)理Erich Buergel博士建議說:“我們通常建議工程師多次使用FloEFD逼近設(shè)計(jì)需求后,最后在用傳統(tǒng)高精度CFD工具做一次長時間的仿真分析,從而得到精度更高的結(jié)果。”
明導(dǎo)的創(chuàng)新CFD軟件的另一重大優(yōu)勢就是流體系統(tǒng)仿真和流體部件仿真的結(jié)合。其一維的流體系統(tǒng)仿真工具FloMaster可實(shí)現(xiàn)對流體系統(tǒng)工況的仿真分析。(所謂一維,是指根據(jù)流體正逆流向,一維CFD仿真是經(jīng)典的有效驗(yàn)證流體系統(tǒng)的技術(shù))而在對流體系統(tǒng)的仿真分析中,關(guān)鍵部件節(jié)點(diǎn)的指標(biāo)參數(shù)將是對系統(tǒng)仿真結(jié)果的重要保障。對此,明導(dǎo)的FloEFD流體部件設(shè)備仿真數(shù)據(jù)導(dǎo)入FloMaster流體系統(tǒng)仿真環(huán)境中,只需愜意地輕點(diǎn)一下鼠標(biāo)的。這就讓系統(tǒng)工程師和部件設(shè)備設(shè)計(jì)工程師在設(shè)計(jì)工作中的信息流完美地聯(lián)系起來。我們以某熱機(jī)的流體散熱系統(tǒng)(水冷系統(tǒng))工況仿真分析為例。首先系統(tǒng)工程師有自己需要達(dá)到的系統(tǒng)級溫度工況指標(biāo)。超過指標(biāo),水箱將沸騰;指標(biāo)過低,熱機(jī)的燃燒效率就受到制約。因此優(yōu)化的工況指標(biāo)是系統(tǒng)工程師的設(shè)計(jì)目標(biāo)。而對應(yīng)的部件設(shè)備設(shè)計(jì)工程師在系統(tǒng)工程師給出的參考指標(biāo)上,做出自身的部件設(shè)計(jì),并對部件的工況進(jìn)行仿真驗(yàn)證。完成后,即將數(shù)據(jù)導(dǎo)入到流體系統(tǒng),這樣的流體系統(tǒng)工況分析就清晰、準(zhǔn)確地呈現(xiàn)在結(jié)果報告上了。
圖:熱機(jī)的流體散熱系統(tǒng)(水冷系統(tǒng))工況仿真分析為例,說明一維到三維計(jì)算流體力學(xué)仿真軟件集成方案的運(yùn)用步驟和效果
Erich Buergel博士隨后還補(bǔ)充說,對于其他主流三維CFD仿真的結(jié)果,可通過MPCCI標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)接口,導(dǎo)入到FloMaster中進(jìn)行進(jìn)一步的系統(tǒng)仿真計(jì)算。筆者認(rèn)為:對于氣路、油路等傳統(tǒng)流體工況分析的成熟技術(shù)而言,能將部件級的仿真數(shù)據(jù)快速有效地引入系統(tǒng)仿真計(jì)算,使系統(tǒng)級仿真貼近實(shí)際情況,并兼具仿真計(jì)算的高效率,這是非常難得。而在眾多流體控制、流體動力系統(tǒng)、產(chǎn)品開發(fā)中采用明導(dǎo)嵌入式FloEFD加FloMaster的CFD仿真組合,無疑是使用者相當(dāng)明智的選擇。