仿真分析软件

仿真分析软件

ANSYS是美国ANSYS公司研制的大型通用有限元分析软件,能与多数CAD软件接口,实现数据共享和交换。以下是其详细介绍:


功能

• 结构分析:可进行线性、非线性(如塑性、蠕变等)和高度非线性分析,求解外载荷引起的位移、应力和力,以及随时间变化的载荷对结构的影响,包括瞬态动力学分析、模态分析等。

• 流体动力学分析:能分析瞬态或稳态的流体流动问题,得到每个节点的压力和通过每个单元的流率,还可模拟热-流耦合等复杂物理现象。

• 电磁场分析:用于分析电感、电容、磁通量密度等电磁场问题,可应用于螺线管、发电机等的设计和分析。

• 热分析:处理热传导、对流和辐射三种基本热传递类型,可进行稳态和瞬态、线性和非线性分析,还具备相变分析和热-结构耦合分析能力。


模块

• 前处理模块:提供强大的实体建模及网格划分工具,方便用户构造有限元模型,如ANSYS DesignModeler可进行三维建模、概念建模等。

• 分析计算模块:包含多种分析类型,如结构分析、流体动力学分析等,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:将计算结果以彩色等值线、矢量、粒子流迹等多种图形方式,或图表、曲线形式显示或输出,帮助用户直观理解分析结果。


特点

• 多物理场耦合能力强:能精确模拟多个物理场之间的相互作用,如热-结构、流-固耦合等,更真实地反映实际工程中的复杂物理现象。

• 单元类型丰富:提供100种以上的单元类型,可模拟各种结构和材料,适应不同几何形状、物理问题和工程需求。

• 求解器高效准确:经过长期的研发和验证,求解器在处理复杂问题时具有很高的精度和效率,能够快速得到可靠的分析结果。


适用行业及解决的痛点

• 航空航天:可用于飞机结构强度分析、发动机流场模拟等,解决设计中轻量化与强度、可靠性的矛盾,优化气动性能,提高燃油效率。

• 汽车工业:能进行汽车碰撞模拟、发动机冷却系统设计等,提升汽车被动安全性,优化散热性能,降低能耗和噪音。

• 电子电气:可对芯片散热、电磁兼容性进行分析,解决电子设备的热管理问题,提高电磁干扰免疫力,确保设备性能稳定。

• 生物医学:可模拟骨骼、软组织力学性能及血流动力学等,辅助医疗器械设计和手术方案规划,提高产品安全性和有效性。


Ansys软件还有以下行业应用:

能源领域

• 燃气轮机:可用于燃气轮机的设计和优化,对其内部的复杂流场、热传递以及结构强度进行分析,提高燃气轮机的效率、可靠性和耐久性。

• 风力发电:涵盖从嵌入式软件到风场选址、预测性维护和数字孪生等方面的仿真。通过对风力涡轮机的结构力学、空气动力学以及控制系统的仿真,优化涡轮机的设计和性能,提高发电效率和可靠性。

电子电气领域

• 半导体:在半导体器件的设计和制造过程中,Ansys可用于分析芯片的热性能、电磁兼容性以及机械可靠性等。例如,通过热分析优化芯片的散热设计,确保芯片在高功率运行时的稳定性。

• 电力电子:为电力电子产品(包括逆变器、转换器、开关装置等)提供系统级仿真解决方案。能够模拟电力电子系统中的电磁、热和机械等多物理场问题,帮助工程师优化设计,提高系统的性能和可靠性。

化工领域

• 换热器:能优化换热器设计,在恶劣工作条件下提高能效、进行材料选择和寿命预测。通过对换热器内部的流体流动和热传递进行仿真,工程师可以优化换热器的结构和参数,提高其换热效率和运行稳定性。

• 流体混合:其流体混合仿真工具可对多相混合过程,以及一种或多种流体类材料的混合进行建模,帮助工程师设计和优化混合设备,提高混合效果和生产效率。

土木建筑领域

• 结构分析:用于建筑物、桥梁、隧道等土木结构的力学分析,包括静力学分析、动力学分析以及抗震分析等。通过仿真评估结构在不同载荷条件下的性能,为结构设计提供依据,确保结构的安全性和可靠性。

• 岩土工程:对岩土体的力学行为进行模拟,如土壤的压实、边坡的稳定性分析以及地下工程的开挖模拟等。帮助工程师了解岩土工程中的复杂力学问题,优化工程设计和施工方案。



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