熱仿真工具Ansys Discovery的使用案例

1背景介紹

Ansys Discovery 提供產(chǎn)品性能早期設(shè)計(jì)的洞察指標(biāo)，在產(chǎn)品開發(fā)流程中使用仿真技術(shù)提高產(chǎn)品質(zhì)量。借助Ansys Discovery，工程師能更得心應(yīng)手地通過實(shí)時(shí)物理仿真來完善一個(gè)概念，獲得初期想法，并專注于設(shè)計(jì)流程的改善和驗(yàn)證。它消除了傳統(tǒng)仿真工具在可用性和速度方面的阻礙，利用 Ansys 旗艦求解器來滿足所有的高精確度和高保真需求，從而使每個(gè)工程師都能做出更正確的方案。

2Ansys Discovery 仿真定位

2.1讓更多設(shè)計(jì)工程師能使用的仿真工具，沒有復(fù)雜的操作接口，也無繁瑣的模型轉(zhuǎn)換：

易于使用，極短的學(xué)習(xí)曲線

設(shè)計(jì)師能在一小時(shí)內(nèi)得到常規(guī)的仿真結(jié)果

隨心所欲，實(shí)時(shí)的設(shè)計(jì)變更

2.2讓仿真更快速

快速幾何前處理 + 實(shí)時(shí)仿真

為仿真專家和設(shè)計(jì)師加速仿真流程

3實(shí)時(shí)仿真主要特點(diǎn)

全部在一個(gè)界面中操作

通過GPU實(shí)時(shí)求解

集成的SpaceClaim建模、實(shí)時(shí)修改

使用高保真Ansys Mechanical及Fluent求解器

可進(jìn)行結(jié)構(gòu)、流體、熱、拓?fù)鋬?yōu)化分析

可以支持幾乎所有的CAD格式進(jìn)行仿真。

4全局仿真物理模塊

提供了流體、熱、結(jié)構(gòu)、模態(tài)及拓樸分析能力，讓用戶在這些問題中可以快速進(jìn)行設(shè)計(jì)。

流體分析：

Ansys Discovery 針對(duì)流場(chǎng)出入口設(shè)定流量、壓力等邊界，搭配上快速的修模能力(實(shí)時(shí))以及可視化的功能，幫助用戶實(shí)時(shí)看到不同流道或出入口條件下的流場(chǎng)變化，為復(fù)雜的流場(chǎng)設(shè)計(jì)提供了極有效率的解決方案，更重要是提高仿真速度與參考價(jià)值。

熱分析：

Ansys Discovery 針對(duì)模型設(shè)定熱源或溫度以及材料特性，仿真出組件無論是散熱或是加熱的溫度分布狀態(tài)，并且結(jié)合模型修正功能，快速地針對(duì)熱量集中的區(qū)域進(jìn)行優(yōu)化。

5.案例

5.1案例：外流場(chǎng)分析

用戶不清楚工程車在運(yùn)輸過程中頂蓬受流體力的大小，目標(biāo)是了解工程車輛頂篷上的受力大小，并隨后將其最小化。從操作過程中，可以隨意改動(dòng)機(jī)構(gòu)模型，同時(shí)也可以看到改動(dòng)后呈現(xiàn)出來的數(shù)據(jù)變化。

通過使用AnsysDiscovery，快速實(shí)時(shí)調(diào)整頂蓬角度，并改變工程車的方向和位置，從云圖上、從數(shù)據(jù)上可立即獲得差異上的結(jié)果，進(jìn)而挑選可行的對(duì)策。

相比于其他CFD工具需超過一周以上的時(shí)間評(píng)估，它僅需不到兩天即可完成。

5.2案例：熱變形

關(guān)于用3D打印取代減材加工來制造PCB蓋板的可行性研究，除了高溫下熱變形，也希望在充分散熱條件下能進(jìn)行結(jié)構(gòu)減重。傳統(tǒng)仿真方法需花費(fèi)大量時(shí)間和多次設(shè)計(jì)迭代去發(fā)現(xiàn)理想解決方案，通過AnsysDiscovery過去50年來無數(shù)案例的經(jīng)驗(yàn)集成，可以在1-2天內(nèi)完成所需參數(shù)變更。

優(yōu)勢(shì)：

反復(fù)優(yōu)化點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)，做強(qiáng)度、散熱和模態(tài)分析設(shè)計(jì)，快速獲得結(jié)果

無需高精度, 只需要方向性指引，確認(rèn)趨勢(shì)正確，設(shè)計(jì)方向正確

一天內(nèi)所能提供論證的方案數(shù)量是過去的15到20倍

6Ansys Discovery 硬件需求

Ansys Discovery是通過GPU加速運(yùn)行的仿真方法，因此，在執(zhí)行其運(yùn)算必須具備GPU能力的顯示適配器硬件，硬件要求如下：

硬件要求

64位 Intel 或 AMD 處理器，Windows10操作系統(tǒng)

32G以上內(nèi)存(建議至少)

一張NVIDIA專用顯卡，包含更新驅(qū)動(dòng)，至少1GB 顯存, 能夠支持 OpenGL4.6和DirectX 11或更高版本。集成顯卡不支持。

三鍵鼠標(biāo)。

實(shí)時(shí)物理場(chǎng)仿真的額外要求 (Explore模式)

一塊基于Kepler、Maxwell、Pascal或Turing架構(gòu)的專用 NVIDIA GPU 卡 (建議Quadro，支持GeForce ) 。強(qiáng)烈建議Maxwell 2000 或更高。

4GB 顯存 (建議8GB 或更高) 。

如果達(dá)到了硬件要求但是沒有合適的 NVIDIA GPU可用，Ansys Discovery 能夠安裝并運(yùn)行在Model和Refine模式下。

7總結(jié)

Ansys Discovery 可讓您在程序初期，以快速且準(zhǔn)確的方式找到重要的設(shè)計(jì)問題答案?？s短等待仿真結(jié)果的時(shí)間，提高生產(chǎn)力和成效。Discovery讓工程師專注于創(chuàng)新與產(chǎn)品性能。

審核編輯：湯梓紅