如何實(shí)現(xiàn)CAD與CAE無(wú)縫集成

2017-02-05 by:CAE仿真在線來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)

由于CAD系統(tǒng)和CAE系統(tǒng)在發(fā)展過(guò)程中的天然割裂,因此在傳統(tǒng)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)流程中,CAD工程師和CAE工程師之間的工作分工明確——對(duì)于CAD工程師來(lái)說(shuō),如果在設(shè)計(jì)完成之前不能確認(rèn)設(shè)計(jì)的質(zhì)量,將會(huì)加大后期修改的工作量和難度系數(shù),而對(duì)于CAE工程師來(lái)說(shuō),讀取數(shù)據(jù)過(guò)程中的數(shù)據(jù)缺失不可避免,大量的幾何修復(fù)工作也會(huì)令分析結(jié)果的準(zhǔn)確性大打折扣。在信息化工具普遍走向融合的大趨勢(shì)下,CAD與CAE以怎樣的模式融合才更符合工程師的工作需求呢?

要實(shí)現(xiàn)CAD與CAE的融合,更多的是CAE融入到CAD系統(tǒng)中,對(duì)CAD工程師來(lái)說(shuō),他們能夠在自己熟悉的CAD環(huán)境中,應(yīng)用CAE系統(tǒng)直接對(duì)CAD模型進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段的仿真分析,方便能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。其次,CAE工程師直接使用CAD系統(tǒng)當(dāng)中的產(chǎn)品幾何模型,則可以減少數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中所產(chǎn)生的缺失。實(shí)際上,這一過(guò)程說(shuō)起來(lái)容易,但在現(xiàn)實(shí)的操作當(dāng)中,適合CAD工程師使用的CAE系統(tǒng)必須符合以下幾個(gè)關(guān)鍵指標(biāo):

第一,該CAE系統(tǒng)必須能夠被完全整合到CAD環(huán)境中,能夠符合CAD工程師的使用習(xí)慣;

第二,該CAE系統(tǒng)必須具備充分的易用性和智能型,以便降低CAD工程師的工作量;

第三,該CAE系統(tǒng)的運(yùn)算結(jié)果必須準(zhǔn)確且穩(wěn)定,能夠滿(mǎn)足支撐CAD工程師完成設(shè)計(jì)早期的仿真分析;

最后,該系統(tǒng)的運(yùn)行速度必須更快,不能因?yàn)閮烧叩娜诤隙绊懙皆蠧AD系統(tǒng)的運(yùn)行速度。

Autodesk Simulation CFD就是符合以上這些要求的CAE系統(tǒng)。

Autodesk Simulation CFD最早是由美國(guó)藍(lán)脊數(shù)碼有限公司(BlueRidge Numerics)于1992年推出的一款“前端”CFD軟件——當(dāng)時(shí)名稱(chēng)為CFdesign。2011年3月,歐特克以約3900萬(wàn)美元的價(jià)格收購(gòu)該系統(tǒng),并將其納入自己的CAE陣營(yíng)。

之所以強(qiáng)調(diào)其為“前端”CFD軟件,是因?yàn)锳utodeskSimulation CFD從開(kāi)發(fā)之初,就被定義成為CAD工程師提供的仿真分析工具而被整合到CAD系統(tǒng)當(dāng)中。因此,Autodesk Simulation CFD的操作最大程度考慮了CAD工程師的應(yīng)用習(xí)慣,使得產(chǎn)品及設(shè)計(jì)工程師在不需要太多專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)的情況下,即可在最初設(shè)計(jì)階段用自己的熟悉的MCAD環(huán)境直接啟動(dòng)CAE工具,進(jìn)行流動(dòng)及熱性能分析,從而快速對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化。可以講,Autodesk Simulation CFD是業(yè)界唯一提供與CAD環(huán)境無(wú)縫集成的流體力學(xué)解決方案。

具體地說(shuō),通過(guò)采用先進(jìn)的邊界識(shí)別算法,Autodesk Simulation CFD可以使用MCAD環(huán)境下的任意幾何類(lèi)型,因此CAD工程師在使用Autodesk Simulation CFD進(jìn)行仿真分析時(shí),無(wú)需修補(bǔ)或重構(gòu)生成任何CAD模型。同時(shí),嵌入式的平臺(tái)、CAD模型與CFD模型同步更新等功能,也使得流場(chǎng)分析的工作大大簡(jiǎn)化,工程師幾乎不需要太多的操作,即可完成仿真,得到結(jié)果。因此,對(duì)于使用Inventor、Revit、CATIA、Pro/E、UGS NX、SolidWork或其他CAD系統(tǒng)的工程師來(lái)講,Autodesk Simulation CFD事實(shí)上是將標(biāo)準(zhǔn)的MCAD工作站轉(zhuǎn)化成了一個(gè)完全互動(dòng)的流動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)和熱力測(cè)試臺(tái)。而對(duì)于其他基于ACIS或Paraslid幾何內(nèi)核的CAD系統(tǒng),AutodeskSimulation CFD對(duì)其本機(jī)互操作性的支持,也使得CAD工程師常常覺(jué)得Autodesk Simulation CFD就是MCAD應(yīng)用軟件的一種延伸。

很明顯,CAD與CAE的無(wú)縫集成,可以使CAD工程師盡情發(fā)揮自己的靈感,把注意力集中在設(shè)計(jì)過(guò)程中,而不是CAE工具上。但是,CAE系統(tǒng)畢竟是一個(gè)涉及多個(gè)學(xué)科的復(fù)雜計(jì)算機(jī)運(yùn)算系統(tǒng),所以普通CAD工程師駕馭這些CAE工具終歸還是難度的。從這個(gè)角度講,Autodesk Simulation CFD的易用性和智能型是其最核心的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

Autodesk Simulation CFD的易用性和智能型得益于它先進(jìn)的軟件技術(shù),主要集中反映在網(wǎng)格劃分階段。在應(yīng)用仿真分析開(kāi)始,針對(duì)非常復(fù)雜的CAD模型,Autodesk Simulation CFD能夠生成高質(zhì)量的網(wǎng)格,并可以自動(dòng)地生成高質(zhì)量的附面層網(wǎng)格,而內(nèi)置的智能網(wǎng)格參數(shù)選擇設(shè)置,更提高了其自動(dòng)化程度。所以設(shè)計(jì)工程師可以沒(méi)有特殊的CFD專(zhuān)業(yè)背景,經(jīng)過(guò)短暫培訓(xùn)就能利用其解決遇到的大多數(shù)分析工作。其次AutodeskSimulation CFD擁有強(qiáng)大的通用分析引擎,能在一系列CAD系統(tǒng)中進(jìn)行精確的模擬設(shè)置,所以基本不用人為進(jìn)行干預(yù),操作者也不用具備從事模擬工作的經(jīng)驗(yàn)。

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