如何實現CAD與CAE無縫集成

2017-02-05 by:CAE仿真在線來源:互聯網

由于CAD系統和CAE系統在發(fā)展過程中的天然割裂,因此在傳統產品開發(fā)流程中,CAD工程師和CAE工程師之間的工作分工明確——對于CAD工程師來說,如果在設計完成之前不能確認設計的質量,將會加大后期修改的工作量和難度系數,而對于CAE工程師來說,讀取數據過程中的數據缺失不可避免,大量的幾何修復工作也會令分析結果的準確性大打折扣。在信息化工具普遍走向融合的大趨勢下,CAD與CAE以怎樣的模式融合才更符合工程師的工作需求呢?

要實現CAD與CAE的融合,更多的是CAE融入到CAD系統中,對CAD工程師來說,他們能夠在自己熟悉的CAD環(huán)境中,應用CAE系統直接對CAD模型進行產品設計階段的仿真分析,方便能夠及時發(fā)現問題。其次,CAE工程師直接使用CAD系統當中的產品幾何模型,則可以減少數據傳輸過程中所產生的缺失。實際上,這一過程說起來容易,但在現實的操作當中,適合CAD工程師使用的CAE系統必須符合以下幾個關鍵指標:

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

第二,該CAE系統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系統的運算結果必須準確且穩(wěn)定,能夠滿足支撐CAD工程師完成設計早期的仿真分析;

最后,該系統的運行速度必須更快,不能因為兩者的融合而影響到原有CAD系統的運行速度。

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

Autodesk Simulation CFD最早是由美國藍脊數碼有限公司(BlueRidge Numerics)于1992年推出的一款“前端”CFD軟件——當時名稱為CFdesign。2011年3月,歐特克以約3900萬美元的價格收購該系統,并將其納入自己的CAE陣營。

之所以強調其為“前端”CFD軟件,是因為AutodeskSimulation CFD從開發(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系統當中。因此,Autodesk Simulation CFD的操作最大程度考慮了CAD工程師的應用習慣,使得產品及設計工程師在不需要太多專業(yè)培訓的情況下,即可在最初設計階段用自己的熟悉的MCAD環(huán)境直接啟動CAE工具,進行流動及熱性能分析,從而快速對設計進行優(yōu)化?？梢灾v,Autodesk Simulation CFD是業(yè)界唯一提供與CAD環(huán)境無縫集成的流體力學解決方案。

具體地說,通過采用先進的邊界識別算法,Autodesk Simulation CFD可以使用MCAD環(huán)境下的任意幾何類型,因此CAD工程師在使用Autodesk Simulation CFD進行仿真分析時,無需修補或重構生成任何CAD模型。同時,嵌入式的平臺、CAD模型與CFD模型同步更新等功能,也使得流場分析的工作大大簡化,工程師幾乎不需要太多的操作,即可完成仿真,得到結果。因此,對于使用Inventor、Revit、CATIA、Pro/E、UGS NX、SolidWork或其他CAD系統的工程師來講,Autodesk Simulation CFD事實上是將標準的MCAD工作站轉化成了一個完全互動的流動試驗臺和熱力測試臺。而對于其他基于ACIS或Paraslid幾何內核的CAD系統,AutodeskSimulation CFD對其本機互操作性的支持,也使得CAD工程師常常覺得Autodesk Simulation CFD就是MCAD應用軟件的一種延伸。

很明顯,CAD與CAE的無縫集成,可以使CAD工程師盡情發(fā)揮自己的靈感,把注意力集中在設計過程中,而不是CAE工具上。但是,CAE系統畢竟是一個涉及多個學科的復雜計算機運算系統,所以普通CAD工程師駕馭這些CAE工具終歸還是難度的。從這個角度講,Autodesk Simulation CFD的易用性和智能型是其最核心的應用優(yōu)勢。

Autodesk Simulation CFD的易用性和智能型得益于它先進的軟件技術,主要集中反映在網格劃分階段。在應用仿真分析開始,針對非常復雜的CAD模型,Autodesk Simulation CFD能夠生成高質量的網格,并可以自動地生成高質量的附面層網格,而內置的智能網格參數選擇設置,更提高了其自動化程度。所以設計工程師可以沒有特殊的CFD專業(yè)背景,經過短暫培訓就能利用其解決遇到的大多數分析工作。其次AutodeskSimulation CFD擁有強大的通用分析引擎,能在一系列CAD系統中進行精確的模擬設置,所以基本不用人為進行干預,操作者也不用具備從事模擬工作的經驗。

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