SOLIDWORKS MODSIM产品介绍(第四期):走进多物理场仿真
在上几篇内容中我们为大家介绍了与结构力学与疲劳分析相关的仿真角色,结构力学仿真是机械行业最基础也是最重要的仿真类型,但随着产品结构的日益复杂,多物理场尤其是流体分析和电磁分析的应用场景越来越多,今天SOLIDWORKS MODSIM产品介绍的最后一期我们就来介绍平台上流体与电磁的角色。
首先来聊聊流体分析部分,也就是我们常说的CFD软件。CFD(Computational Fluid Dynamics,计算流体动力学)软件通过数值方法模拟流体流动、传热、传质及化学反应等过程,广泛应用于工程领域,帮助工程师分析和优化设计。通常我们会借助CFD软件模拟流体流动、温度分布和压力场及部分复杂的流体问题如如湍流、多相流、非牛顿流体等,从而帮助工程师优化产品设计,提升性能。
在3DEXPERIENCE平台中,可以通过以下角色进行流体力学分析:
■Fluid Dynamics Engineer 流体力学工程师(以下简称FMK)
FMK(Fluid Dynamics Engineer)是专为设计师和工程师服务的流体分析角色,用于解决复杂的流体动力学问题。FMK集成了CAD、CFD和PLM(产品生命周期管理)功能,支持从设计到仿真的端到端流程,具有高效、易用和强大的数值模拟能力。
FMK基于行业标准的有限体积法(FVM),采用RANS(雷诺平均Navier-Stokes)湍流模型进行流体动力学模拟;支持多种湍流模型,如SST k-ω、Spalart-Allmaras和Realizable k-ε模型,适用于不同类型的内外部流动问题。另外同其他基于云端的角色一样,FMK支持云端求解,用户可以在本地或云端运行模拟,最高支持144核并行计算,显著提升大规模问题的求解效率。FMK支持以下类型的模拟:
●稳态 & 瞬态流动
●层流和湍流
●全速度覆盖
●不可压缩,可压缩
●亚音速, 跨音速, 超音速
●牛顿和非牛顿流体
●自由液面 (VOF)
●自然共轭传热
●辐射问题
●人体舒适度模型
●焦耳热, 电阻模型
●风扇和挡板 (导电,多孔)
●多孔介质,旋转区域 (MRF)
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最后我们来谈谈电磁分析角色。由于5G、物联网、新能源汽车等技术的兴起,机转电可以说是目前机械行业的主流趋势。随着电动化的不断加速和电磁场数值算法及电磁软件的飞速发展,电磁分析软件已经成为结构进行各项电磁性能验证的重要工具。常见的产品如电机、电磁阀、变压器、各类天线、滤波器、PCB板、半导体设备等都会涉及到电磁分析。
在3DEXPERIENCE平台中,可以通过以下角色进行电磁分析:
■Electromagnetics Engineer 电磁学工程师(以下简称EMC)
EMC角色基于达索著名的电磁分析软件CST,其用户界面及使用方法与桌面版CST完全一致,是一款功能强大的电磁场仿真软件。CST/EMC强大且多样的的求解器使其广泛应用于电磁兼容性(EMC)、天线设计、射频器件优化等领域。EMC支持从低频静磁场到高频场的全频段电磁仿真,并提供多物理场耦合功能(自带稳态热求解器、 瞬态热求解器、 共轭热传递求解器和结构应力求解器 ,可以进行结构分析及热分析),能够满足复杂工程问题的仿真需求。
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以上就是本系列文章的全部内容,总结一下,本系列文章介绍了SOLIDWORKS MODSIM方法,我们希望通过这种基于平台的SOLIDWORKS MODSIM方式改变现有常见的多物理场仿真使用场景,将所有分析角色全部融合在同一套架构之下,既保证了通用性,又消除了软件之间的程序壁垒,为简化多物理场耦合计算提供了最大的可能性和便利性。通过MODSIM方法可以帮助企业建立更加顺畅的研发流程,在当前内卷的环境下提高产品的竞争力。