有限元分析 ANSYS.V13-MAGNiTUDE

语言：英语
网址：http://www.ansys.com/products/new-features/
类别：有限元分析

ANSYS 新版本在CAE 功能上引领现代产品研发科技，涉及的内容包括：高级分析、网格划分、优化、多物理场和多体动力学。ANSYS Products 13的主体是ANSYS WORKBENCH 2.0！整合了Ansys诸多软件.这是2010年12月最新版ANSYS Products v13，4DVD，近9G容量

ANSYS 13.0 includes a great number of new and advanced features that make it easier, faster and cheaper for customers to bring new products to market, with a high degree of confidence in the ultimate results they will achieve. The product suite delivers new benefits in three major areas:

Greater accuracy and fidelity: As engineering requirements and design complexity increase, simulation software must produce more accurate results that reflect changing operating conditions over time.
Higher productivity: ANSYS 13.0 includes dozens of features that minimize the time and effort product development teams invest in simulation.
More computational power: For some engineering simulations, ANSYS 13.0 can provide speedup ratios that are five to 10 times greater than previous software releases. Even complex multiphysics simulations can be accomplished more quickly and efficiently, speeding up product development and market launch initiatives.

· 继续开发和提供世界一流的求解器技术
· 提供了针对复杂仿真的多物理场耦合解决方法
· 整合了ANSYS 的网格技术并产生统一的网格环境
· 通过对先进的软硬件平台的支持来实现对大规模问题的高效求解
· 继续改进最好的CAE 集成环境－ANSYS WORKBENCH
· 继续融合先进的计算流体动力学技术

ANSYS Workbench 2.0

The ANSYS Workbench environment is the glue that binds the simulation process; this has not changed with version 2.0. In ANSYS 12.1, while the core applications may seem familiar, they are bound together via the innovative project page that introduces the concept of the project schematic. This expands on the project page concept. These advancements alone represent a major step forward on the path towards Simulation Driven Product Development.

加速多步求解

ANSYS VT 加速器，基于ANSYS 变分技术，是通过减少迭代总步数以加速多步分析的数学方法。这包括了收敛迭代和时间步迭代或者二者的综合。收敛迭代的例子是非线性静态分析，不涉及接触或塑性，而时间步迭代指的是线性瞬态结构分析，二者组合的例子，非线性结构瞬态或者热瞬态分析。

网格变形和优化

对于很多单位，进行优化分析的最大障碍是CAD 模型不能重新生成，特征参数不能反映那些修改研究的几何改变。通过与ANSYS WORKBENCH 的结合，ANSYS MESH MORPHER
（FE-MODELER 的新增加模块）可以实现这个功能，甚至更多。

通过网格操作而不是实体模型，ANSYS MESH MORPHER 对于来自于CAD 的非参数几何数据，如IGES 或者STEP，以及来自于ANSYS CDB 文件的网格数据，实现了模型参数化。将网格读入FE MODELER，并且产生对应于该网格的“综合几何”的初次配置。在ANSYS 12.1，ANSYS MESH MORPHER 提供了四种不同的转换：面平移、面偏置、边平移和边偏置。更多样的配置可以通过以上转换的组合实现。例如，一个圆柱表面的面偏置就等效于变更其半径。

在ANSYS WORKBENCH 中，ANSYS 和ANSYS CFX 技术的集成取得了更大的进步。在13 的ANSYS WORKBENCH 环境中，用户可以完整地建立、求解和后处理双向流固耦合仿真。最新的版本也提供了单一后处理工具，可以用更少的时间获得复杂多物理问题的解决，并且扩展了仿真的应用领域。

利用ANSYS CFX 软件的统一网格接口可以在ANSYS 和ANSYS CFX 之间传递FSI 载荷，所有流固耦合问题的结果的鲁棒性和精度获得了改进。界面载荷传递技术的突破，很明显的好处就在于让同一团队的FEA 和CFD 专家共享信息更方便。在13中流固耦合的领域也得到了扩展。

涡轮系统一体化解决方案

ANSYS WORKBENCH 环境提供了旋转机械设计过程所需的几何设计和分析的集成系统。ANSYSWORKBENCH，作为高级物理问题的集成平台，能够让设计人员建立旋转机械的模型，比如水泵、压缩机、风扇、吹风机、涡轮、膨胀器、涡轮增压器和鼓风机。ANSYS 解决方案集成到设计过程，从而消除了中性文件传输、结果变换和重分析，使得CAE过程几周内就完成了。

ANSYS ICEM CFD 和AI ENVIRONMENT 13 中的创新在于多区域体网格划分工具，可用于空气动力学中。新的网格划分方法提供了对块（结构网格方法）的灵活性和控制，易于使用的自动（非结构化）网格方法。半自动多区网格算法允许用户在面和体上对网格进行总体控制，边界上通过映射或者扫描块提供了纯六面体网格，而内部过渡到四面体或者六面体为主的网格。映射、扫描和自由划分技术为模型中最重要区域的结构化六面体网格划分提供了自由，可以保证用较少的精力得到高质量的自动化网格。

ANSYS ICEM CFD 和AI ENVIRONMENT 13 产品也回答了古老的问题：“我应该用四面体划网还是花更多的时间用六面体划网”。相对于传统的四面体网格算法，新的体-拟合笛卡儿划网方法可以帮你用更少的时间划分纯六面体网格。包含四面体和金字塔形状的混合网格划分方法减少了限制并且提供了更容易的方法编辑网格。这个方法产生的六面体网格的统一性更适合于显式碰撞分析或者任何六面体网格更适合的分析。

线性和非线性动力学

在13 中，ANSYS 巩固了它的高级动力学分析能力并扩展到ANSYS WORKBENCH 中。线性和非线性结构动力学和应力分析，现在已经无缝的集成到了ANSYS WORKBENCH 仿真环境中。使得刚体和柔体的频率响应和时间历程动力学集成在一起。在一次设置中，用户现在能够选择一系列的力学行为：线性、高级非线性；完全刚体和完全柔体以及他们的组合。其他特征包括支持简单和复杂的连接和约束，基于几何的自动连接侦测，非线性材料和接触、运动学分析以及与CAD 系统的相关性。...

ANSYS软件是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件。由世界上最大的有限元分析软件公司之一的美国ANSYS开发，它能与多数CAD软件接口，实现数据的共享和交换。软件主要包括三个部分：前处理模块，分析计算模块和后处理模块。前处理模块提供了一个强大的实体建模及网格划分工具，用户可以方便地构造有限元模型；分析计算模块包括结构分析（可进行线性分析、非线性分析和高度非线性分析）、流体动力学分析、电磁场分析、声场分析、压电分析以及多物理场的耦合分析，可模拟多种物理介质的相互作用，具有灵敏度分析及优化分析能力；后处理模块可将计算结果以彩色等值线显示、梯度显示、矢量显示、粒子流迹显示、立体切片显示、透明及半透明显示（可看到结构内部）等图形方式显示出来，也可将计算结果以图表、曲线形式显示或输出。

特色功能

   ●  前后处理
            ○ 双向参数互动的CAD接口
            ○ 智能网格生成器
            ○ 各种结果的数据处理
            ○ 各种结果的图形及动画显示
            ○ 全自动生成计算报告

   ●  结构静力分析（线性/非线性）
   ●  叠层复合材料（非线性叠层壳单元、高阶叠层实体单元、Tsai-Wu失效准则、图形化）
            ○ 非线性分析能力
            ○ 几何非线性（大变形、大应变、应力强化、旋转软化、压力载荷强化）
            ○ 材料非线性（近70种非线性材料本构模型，含：弹塑性、蠕变、粘塑性、粘弹性、超弹性、非线性弹性、岩土和混凝土、膨胀材料、垫片材料、铸铁材料等）
            ○ 单元（或称边界/状态）非线性
            ○ 高级接触单元（点对点接触、点对面接触、刚对柔面面接触、柔对柔面面接触、线性接触（MPC）等，支持大滑移和多种摩擦模型，支持多场耦合接触）
                     ■ 其它非线性单元（旋转铰接单元、弹簧－阻尼器单元、膜壳单元、……）

   ●  动力学分析能力
            ○ 模态分析（自然模态分析、预应力模态分析、循环对称模态、阻尼复模态、模态综合分析）
            ○ 谐响应分析
            ○ 瞬态分析（线性/非线性、多种算法）
            ○ 响应谱和随机振动分析（单点谱、多点谱、功率谱）
            ○ 转子动力学分析
   ●  屈曲分析（线性屈曲、非线性屈曲、循环对称屈曲分析）
   ●  高级对称分析（循环对称模态分析、循环对称结构静力分析、轴对称、平面对称和反对称）
   ●  断裂力学分析（应力强度因子、J积分、裂纹尖端能量释放率）
   ●  通用疲劳分析
   ●  结构热分析部分（Professional）
            ○ 稳态温度场（热传导、热对流、热辐射）
            ○ 瞬态温度场（热传导、热对流、热辐射、相变）
            ○ 管流热耦合
            ○ 支持复杂热载荷和边界条件
            ○ 非线性特性（接触传热、非线性材料）
   ●  耦合场分析部分及其它功能
            ○ 静流体分析（流固耦合静动力分析）
            ○ 声学分析（声波在各种声学介质中的传播、声波的反射和吸收（远场））
            ○ 耦合场分析
   ●  设计优化：多种优化算法、多种辅助工具
   ●  拓扑优化：拓扑形状优化、拓扑频率优化

   ●  概率设计系统(PDS)
            ○ 十种概率输入参数
            ○ 参数的相关性
            ○ 两种概率计算方法：蒙特卡罗法、响应面法
            ○ 支持分布式并行计算
            ○ 可视化概率设计结果

   ●  其它实用技术
            ○ P单元、子结构、子模型分析技术
            ○ 单元生死分析技术
            ○ 专用单元（螺栓单元、真实截面梁单元、表面效应单元、轴对称谐波单元、……）

   ●  二次开发特征
            ○ ANSYS参数化设计语言(APDL)
            ○ 用户可编程特性（UPF）
            ○ 用户界面设计语言(UIDL)
            ○ 专用界面开发工具（TCL/TK）
            ○ 外部命令
   ●  求解器：直接求解器、多种迭代求解器、特征值求解器

   ●  并行求解器
            ○ 分布式ANSYS 求解器：包括两个稀疏矩阵求解器（“Sparse”和“Distributed Sparse”直接求解器）、一个PCG求解器和一个JCG求解器
            ○ 代数多重网格求解器AMG：支持多达8个CPU的共享式并行机（CPU每增加一倍，求解速度提高80％，对病态矩阵的处理性能优越）

在ANSYS 13.0包括先进的技术落后，他们将达到数百个新的功能，使人们更容易，更快，更便宜，为用户带来新的成果的最终产品市场，具有高度的信心。利用ANSYS 13.0提供了新的好处主要在三个方面：

通过新的更大的保真度解算方法。由于工程要求和设计复杂性的增加，模拟软件必须更精确的结果，反映随时间变化的运行条件。利用ANSYS 13.0电磁暂态求解器的特点是能产生更高等新功能的高保真效果，动态仿真环境。
更高的生产率建立在一个自适应的体系结构。利用ANSYS 13.0包括仿真功能，最大限度地减少几十的时间和精力投入产品开发团队。例如，由于产品设计的复杂性增大，并且-与物理考虑不再是一个单一的不足-基于ANSYS 13.0工程专业更容易为用户提供不同的合作来交换数据，发展现实世界的模拟，包括多场。
通过软件创新性能和计算能力。利用ANSYS 13.0能提供加速比率，正在显着地大于以前的软件版本。复杂的多物理模拟可以更迅速和有效地完成，加快产品开发和投放市场的倡议。
“ANSYS的13.0版本的基础建立在以前的ANSYS。模拟过程中，特别是它的地址的用户反馈有价值的自动化功能，通过整合，优化产品设计周期压缩到多个物理性能，最大限度地提高虚拟原型和准确性，“吉姆说卡什曼，总裁和ANSYS首席执行官。 “发行将创造竞争优势，为用户提供一个重要的，因此更容易，更快地将创新的新产品推向市场-已经成为当务之急。在今天的经济体系”

“红牛赛车的速度知道很多有关的需要。 ANSYS的帮助我们创新的汽车移动到下一个级别的赛车设计，授权我们快得多，这使得比赛的竞争性的比赛我们更多。在一天结束的情况下，可以帮助我们实现我们的目标，赢得更多的比赛，说：“史蒂夫Nevey，技术开发业务经理牛红。

保真度

改进ANSYS的13.0提高求解速度和保真度，为客户提供了更大的优势。新的软件版本包括求解方法，利用先进的技术，更迅速地提供准确的答案。例如，在舞台上的力学结构，三维一幅土地，可用于那些涉及大型形状变形。它允许工程师停止其模拟网作为自己变得扭曲-然后remesh材料的当前状态，并继续模拟。

电磁模拟-雷达-如宽带和动态的瞬态解算器的HFSS™采用自动自适应网格细化和创新当地时间步程序，准确地表示几何和领域，同时优化运行，稳定性和效率。此外，新的混合有限元求解桥梁和频率电磁积分方程方法高，使得HFSS的第一个商业代码，有这个能力。该技术是理想的应用程序的组件结合模拟绕一大距离，如电脑天线，细节特征和复合材料等。

在流体建模动荡的环境中，嵌入大涡模拟（LES）的求解提供了一个更快的解决方案还保持准确性，适用于解决复杂的就业辅导组领域的利益和更快的解决雷诺平均的Navier - Stokes（雷诺平均）向休息。利用ANSYS 13.0还包括一个新的流体动力学性能的多参考帧，使工程师能够同时模型的多个移动系统-例如，旋转角左右移动的汽车轮毂作为。

生产力

利用ANSYS 13.0是建立以提高用户的生产力，尤其是当运行复杂的多场关键工程仿真。利用ANSYS的一个客户是Chromalloy先进的功能，它评估燃气涡轮发动机部件，以确定各种压力的影响。 “Chromalloy需要评估的压缩机或涡轮叶片的产品根据实际条件设计。这意味着多场，其中包括流体，热学和机械/结构。在ANSYS软件的最新版本的进步将有助于我们更好地理解这些部队，并继续带来最优质的产品推向市场，“佩奇说斯特罗尔，在Chromalloy结构设计经理。

在ANSYS 13.0新工艺压缩功能将会使客户喜欢Chromalloy更高效，无缝的工作。该版本利用了ANSYS的开放和灵活的架构基础，在定制工程的工作流程，可以减少从模拟过程的时间和成本。与Microsoft ® Excel ®中的集成使用户能够使用电子表格，包含互动模型和参数表定义的分析意见。其他增强包括创新cutcell啮合的功能，产生几乎所有复杂的三维几何元素的自动六面体，外部数据映射器，进口数据中的列中的文本定义一个点云文件的形式，并跻身麦克斯韦®更紧密的结合， HFSS和力学求解器在执行电磁热结构模拟。

性能

ANSYS的13.0带来了软件和计算能力的工程模拟的新水平。功率增强包括一个新的和独特的变技术的应用，降低了5至10时在谐波分析中的应用解决方案的时间因素。 ANSYS软件的最新版本还具有更大的GPU处理器，可与复杂的，耗时的算法，卸载同时增加处理速度和精度的支持。

新的整合的功能释放与ANSYS视野，使多场工程仿真工具提供给所有需要的13.0对准谁。该套件可为叶轮机械的设计和仿真分析流体和结构，如循环对称，多参考帧运动工具;内部燃烧（IC）的引擎应用的新模式 - 喷射，点火和燃烧;，新工艺和能源行业解决方案，包括多相，实际气体，核沸腾了，化学反应的工具。啮合，元建模，更紧密耦合流体结构交互作用（消防装置），非线性功能和其他改进完善了新的功能列表。

“在与客户的紧密互动的基础上，我们设计了利用ANSYS 13.0，满足了优质，快捷，功能强大的模拟结果，提高他们的产品发展努力的最迫切的需求，”卡什曼说。 “在创新的新功能ANSYS的13.0数百人会更容易和更符合成本效益比以往任何时候都适用于工程仿真技术可以放心地将新产品推向市场 - 。一业务能力，变得更重要每一天”

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