明导电子推出1D-3D CFD解决方案

作者:龚淑娟 发布时间:2012-08-28
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FloEFD与Flowmaster结合起来可以作为一个1D-3D CFD应用的最佳组合,帮助设计工程师更加快速地实现更完美的产品设计开发.


图1 明导电子机械分析部门总经理Erich Buergel先生

FloEFD与Flowmaster结合起来可以作为一个1D-3D CFD应用的最佳组合,帮助设计工程师更加快速地实现更完美的产品设计开发。除了FloEFD,其他3D CFD工具也可通过MCPPI接口转移到Flowmaster进行1D CFD分析。

2012年1月,电子设计自动化和机械分析技术领域领导厂商明导电子(Mentor Graphics)收购了热流体仿真软件厂商Flowmaster,7月,明导电子即推出了收购后的最新成果——FloEFD和Flowmaster。FloEFD是一个3D的同步CFD(计算流体力学)软件,Flowmaster是一个1D的CFD软件,它们可以作为一个1D-3D CFD应用的最佳组合,帮助用户更好更快地设计产品。

完全革新的“同步CFD”

FloEFD与传统CFD软件基于同样的数学原理,但不同的是,FloEFD采用的是“同步CFD”技术,使得设计工程师能在整个产品生命周期中,在他们熟悉的3D CAD的界面下执行前端CFD和同步CFD,而不需要从CAD导出模型,再将模型导入CFD工具,再进行CFD分析——FloEFD直接利用CAD模型和数据进行CFD分析,省去了模型转换的步骤,就在CAD系统中完成,相对传统CFD分析过程,可节省65%~70%的时间,可以大幅提高设计效率。

明导电子机械分析部门总经理Erich Buergel先生强调说:“在开发项目一开始就引入CFD,并由产品设计工程师而不是仿真工程师来完成一些CFD的分析工作,有助于提高设计效率。FloEFD集成于CAD软件的界面中,利用CAD模型直接进行CFD分析,设计工程师可以不离开自己熟悉的CAD设计界面,就可以非常方便快捷地进行同步CFD分析。” 据介绍,FloEFD是一款功能齐全的通用CFD工具,与CATIA、Pro-E、NX、Solid Edge及SolidWorks等主流3D MCAD软件无缝集成。此外, FloEFD采用的是方形的网格,自动生成非常容易,同样利于同步CFD分析更加快捷。

为了进一步印证FloEFD的方便快捷,明导电子系统设计部门市场开发总监John Isaac先生还特意介绍了两个用户案例:

保时捷在很多项目立项之初就用FloEFD 进行多次快速的同步CFD分析,以便在产品设计的同时就开始优化方案,消除设计隐患和问题,当最终需要一次非常全面的分析时,他们的工程师才用其他传统CFD软件做一次数据庞大、耗时很长的分析。通过这种同步CFD和传统CFD结合的方式,可以节省大量的开发时间,加快产品上市。


图2 明导电子系统设计部门市场开发总监John Isaac先生

在奥迪公司的前车灯开发工作中,设计工程师上班时完全专心于产品设计工作,为了优化产品性能和可靠性,他们当然还需要进行一些CFD分析的工作,于是,下班的时候,他们开始运行FloEFD,让软件在他们下班后自动完成CFD分析工作,第二天早上上班时,他们便可以看到CFD的分析结果了。

从1D-3D的组合应用中获益

正如前面所说,一般情况下,一个大的系统采用3D CFD软件进行仿真,计算密度非常巨大,但如果采用1D CFD的话,计算速度会加快很多。现在,通过收购Flowmaster,明导电子已经成为了目前市场上惟一一家能够同时提供通用1D-3D CFD分析综合解决方案的厂商。现在,设计工程师可以在更大范围内检验设计变量,以迅速获得最有结果的系统设计方案。

与FloEFD适合于完整部件进行3D CFD仿真不同的是,Flowmaster是一个适合于系统级设计工程的更加方便快捷的1D CFD软件工具,可以同时完成瞬态、稳态分析。FloEFD与Flowmaster结合起来,可以帮助帮助设计工程师更加快速地实现更完美的产品设计开发。


图3 发动机冷却水套的1D-3D CFD分析案例

具体方法是:FloEFD进行CFD分析之后,其结果和参数可以直接放入Flowmaster之中,无需任何接口,无需任何转换,之后,Flowmaster就可以随时调用这些特征参数构建参数化的模型,进行一些1D CFD分析,非常简单快捷。例如,在发动机冷却系统的开发工作中,冷却水套的设计工程师有很多必需的CFD分析工作,可以先利用FloEFD对冷却水套做一个30种工况下的3D CFD分析,得到一些结果和特征参数,接下来,可以利用Flowmaster创建一个由这30种工况对应的特征参数构建的参数模型,并将其放入Flowmaster的系统级模型中对冷却水套的某些相关性能(比如温度或压力)进行系统参数化分析,从而得到温度或压力在各种工况下的详细参数及变化曲线(见图)。

显然,后面一步的CFD是一个1D CFD分析过程,它的参数从FloEFD的3D CFD分析中得到,保证了仿真计算的准确性,同时,基于特征参数的1D CFD分析又使得整个分析速度非常快,过程也更加简单。当然,需要补充说明的是,除了FloEFD,其他3D CFD工具也可通过MCPPI接口转移到Flowmaster进行1D CFD分析。

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