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1 概述
在不斷拓展的仿真應(yīng)用中，工程師和設(shè)計(jì)者必須精確預(yù)測(cè)復(fù)雜產(chǎn)品在多種物理場(chǎng)相互作用的自然界中的真實(shí)行為。ANSYS多物理場(chǎng)解決方案使得用戶(hù)能夠評(píng)估他們的設(shè)計(jì)在真實(shí)世界多物理場(chǎng)條件下的運(yùn)作狀況。ANSYS提供的軟件使得工程師、科學(xué)家們能夠在簡(jiǎn)單統(tǒng)一的工程仿真環(huán)境中模擬結(jié)構(gòu)力學(xué)、熱傳遞、流體流動(dòng)和電磁學(xué)相關(guān)問(wèn)題及其多物理場(chǎng)相互作用的問(wèn)題。
ANSYS Mulitiphysics為多物理場(chǎng)和單一物理場(chǎng)分析都提供了全面的解決方案。該產(chǎn)品包含結(jié)構(gòu)、熱、流體和高-低頻電磁場(chǎng)分析功能，包含多物理場(chǎng)直接耦合場(chǎng)單元和ANSYS多場(chǎng)求解器，從而同時(shí)提供直接耦合和順序耦合求解多物理場(chǎng)問(wèn)題的解決方案。將工業(yè)界優(yōu)秀的結(jié)構(gòu)、熱、流體和電磁各學(xué)科求解器技術(shù)與開(kāi)放的ANSYS Workbench環(huán)境、靈活的仿真方法和并行產(chǎn)品組合包結(jié)合起來(lái)，ANSYS Mulitiphysics為用戶(hù)提供足夠的手段解決真實(shí)世界的、具有挑戰(zhàn)性的多物理場(chǎng)問(wèn)題。多物理場(chǎng)帶來(lái)的更多好處：
· 針對(duì)所有物理場(chǎng)的高品質(zhì)求解器：結(jié)構(gòu)力學(xué)、熱傳遞、流體流動(dòng)和電磁場(chǎng)
· 統(tǒng)一的多物理場(chǎng)仿真環(huán)境
· 全參數(shù)化多物理場(chǎng)分析
· 多物理場(chǎng)仿真的并行求解
2.產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)
? 可靠的求解器技術(shù)
ANSYS多物理場(chǎng)解決方案建立在可靠的求解器技術(shù)之上，已被很多大學(xué)和公司的幾十年應(yīng)用所證實(shí)。在所有物理學(xué)科中的技術(shù)深度和寬度是理解不同物理學(xué)科之間相互作用所必須的。ANSYS將工業(yè)優(yōu)秀的結(jié)構(gòu)、熱、流體和電磁各學(xué)科求解器技術(shù)與開(kāi)放的ANSYS Workbench環(huán)境、靈活的仿真方法和并行的產(chǎn)品組合包結(jié)合起來(lái)，為用戶(hù)提供足夠的手段解決真實(shí)世界的、具有挑戰(zhàn)性的多物理場(chǎng)問(wèn)題。
汽車(chē)刀片保險(xiǎn)絲耦合電傳導(dǎo)、熱傳遞和熱應(yīng)力分析的多物理場(chǎng)分析
? 統(tǒng)一仿真環(huán)境
ANSYS Workbench平臺(tái)是一個(gè)強(qiáng)大的多物理場(chǎng)仿真環(huán)境，為ANSYS核心功能的應(yīng)用增添了利器，為CAD接口、幾何修復(fù)、網(wǎng)格劃分、結(jié)果后處理提供通用工具，并賦予協(xié)同工作能力。ANSYS Workbench環(huán)境使得多物理場(chǎng)仿真能夠在這樣一個(gè)開(kāi)放、適應(yīng)的軟件架構(gòu)中完成。
感應(yīng)加熱爐電磁-流體耦合
? 靈活的仿真方法
ANSYS多物理場(chǎng)解決方案提供了兩個(gè)被公認(rèn)的求解技術(shù)來(lái)求解多物理場(chǎng)問(wèn)題，包括直接耦合求解與順序耦合求解。這兩種途徑提供了靈活的仿真方法來(lái)求解廣泛的直接耦合和順序耦合的多物理場(chǎng)問(wèn)題，如：感應(yīng)加熱、靜電激勵(lì)、焦耳熱生成和流固耦合作用（FSI）。
? 直接耦合場(chǎng)單元
直接耦合場(chǎng)單元允許用戶(hù)僅使用一個(gè)有限單元模型，選擇合適的耦合物理場(chǎng)選項(xiàng)，就能求解耦合場(chǎng)問(wèn)題。直接耦合場(chǎng)求解技術(shù)通過(guò)允許用戶(hù)創(chuàng)建、求解和后處理一個(gè)簡(jiǎn)單的分析模型，大大地簡(jiǎn)化了各種各樣多物理場(chǎng)問(wèn)題的模擬。
直接耦合場(chǎng)單元的特點(diǎn)：
· 單一模型簡(jiǎn)化多物理場(chǎng)仿真
· 支持主要的耦合物理場(chǎng)
· 高度非線(xiàn)性多物理場(chǎng)求解的魯棒性
· 支持并行處理
· 包含幾何非線(xiàn)性
? 順序耦合求解
順序耦合技術(shù)允許工程師們通過(guò)將多個(gè)單一物理場(chǎng)的模型耦合到統(tǒng)一的仿真環(huán)境中，用ANSYS Workbench中的自動(dòng)多物理場(chǎng)耦合技術(shù)求解多物理場(chǎng)問(wèn)題。該平臺(tái)對(duì)于諸如熱-應(yīng)力分析、微波加熱和流固耦合等多物理場(chǎng)問(wèn)題，支持單向和雙向順序求解。
順序耦合求解特點(diǎn)：
· 不同分析系統(tǒng)之間自動(dòng)載荷映射
· 單向和雙向耦合
· 支持不同物理模型之間的異構(gòu)網(wǎng)格
· 物理專(zhuān)家之間的協(xié)作
· 高級(jí)流固耦合
多物理場(chǎng)耦合的關(guān)鍵在于各場(chǎng)分析數(shù)據(jù)的無(wú)縫傳遞，如果沒(méi)有協(xié)同統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)，或者不是同一家公司產(chǎn)品，分析數(shù)據(jù)的傳遞通常是無(wú)法達(dá)到無(wú)縫的要求的。ANSYS不僅提供結(jié)構(gòu)、流體、熱、電磁單場(chǎng)分析功能，而且這些分析在統(tǒng)一模擬環(huán)境、數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行。經(jīng)過(guò)多年的不斷發(fā)展和完善，以先進(jìn)的分析技術(shù)和理念引領(lǐng)著多物理場(chǎng)仿真的發(fā)展方向。
3.功能特點(diǎn)
Ansys Mechanical創(chuàng)建了一個(gè)集成平臺(tái)，該平臺(tái)使用有限元分析（FEA）進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。Mechanical是一個(gè)動(dòng)態(tài)環(huán)境，它擁有一系列完整的分析工具，從為分析準(zhǔn)備幾何圖形到物理模型以獲得更高的保真度。直觀、可定制的用戶(hù)界面使各級(jí)工程師能夠快速、自信地獲得答案。
? 線(xiàn)性動(dòng)力學(xué)
Ansys Mechanical涵蓋了線(xiàn)性動(dòng)態(tài)分析的需求，包括模態(tài)、諧波、頻譜響應(yīng)和預(yù)應(yīng)力隨機(jī)振動(dòng)，以及快速解決方案的高級(jí)求解器選項(xiàng)。
? 非線(xiàn)性
超越線(xiàn)性彈性材料，您可以模擬材料發(fā)生塑性變形甚至超彈性變形時(shí)的行為（橡膠和氯丁橡膠等材料）。
? 接觸
Ansys Mechanical包括一系列全面的接觸功能，使您能夠考慮多個(gè)零件之間的相互作用。
? 結(jié)構(gòu)優(yōu)化
Ansys Mechanical包括參數(shù)化、形狀（網(wǎng)格變形）和拓?fù)鋬?yōu)化。Ansys Mechanical中的模型可以用于驅(qū)動(dòng)參數(shù)優(yōu)化。
? 熱分析
通過(guò)模擬部件之間的熱傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射，可以預(yù)測(cè)零部件的溫度，然后可以使用這些溫度來(lái)檢查產(chǎn)生的應(yīng)力和變形。
? 材料
一系列材料模型涵蓋了超彈性、形狀記憶合金、土壤、混凝土、塑料和金屬結(jié)構(gòu)等所有材料，可在機(jī)械模型中精確建模。
? 復(fù)合材料
Ansys Mechanical具有利用上游制造模擬工具的數(shù)據(jù)對(duì)短纖維復(fù)合材料建模的功能。
? 流體力學(xué)
Ansys解決了與所有類(lèi)型海上和海洋結(jié)構(gòu)物的水動(dòng)力評(píng)估相關(guān)的大多數(shù)分析要求。
? 流固耦合
根據(jù)壓力和/或熱負(fù)荷準(zhǔn)確預(yù)測(cè)流體和固體之間的相互作用。隨著流體-結(jié)構(gòu)相互作用的增加和問(wèn)題需要更詳細(xì)的評(píng)估，Ansys已經(jīng)為單向和雙向耦合提供了自動(dòng)化、易于使用的解決方案。
? 定制和腳本
定制仿真工作流的快、簡(jiǎn)單的方法。Ansys Mechanical內(nèi)部的自定義功能允許重復(fù)任務(wù)或特定工作流自動(dòng)化并在用戶(hù)之間共享。
4.新增功能（Ansys Mechanical 2021 R2）
Ansys 2021 R2帶來(lái)了與Ansys Mechanical的更多產(chǎn)品集成，使用戶(hù)能夠通過(guò)在Mechanical界面中使用和編寫(xiě)腳本，訪問(wèn)更多的求解器技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)健的模擬和無(wú)限的建?？赡苄?。
? 裝配式結(jié)構(gòu)的新嚙合能力
新功能包括自動(dòng)縫焊、熱影響區(qū)（HAZ）元件和大型焊接件組件的網(wǎng)格生成。新的指導(dǎo)工作流程可實(shí)現(xiàn)效率和持續(xù)分析，如疲勞計(jì)算。
? 簡(jiǎn)化多階段分析
使用不同的循環(huán)對(duì)稱(chēng)扇區(qū)計(jì)數(shù)執(zhí)行簡(jiǎn)化的多級(jí)分析可通過(guò)將模型大小和運(yùn)行時(shí)間減少到原來(lái)的1/50倍而節(jié)省大量時(shí)間。
? 與Ansys LS-DYNA的持續(xù)集成
將LS-DYNA技術(shù)（如光滑粒子流體動(dòng)力學(xué)（SPH）、任意拉格朗日-歐拉（ALE）和隱式-顯式解決方案）集成到Ansys Mechanical中，可實(shí)現(xiàn)諸如預(yù)應(yīng)力加載和重新啟動(dòng)跌落試驗(yàn)?zāi)M等工作流。
