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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)計者必須精確預(yù)測復(fù)雜產(chǎn)品在多種物理場相互作用的自然界中的真實行為。ANSYS多物理場解決方案使得用戶能夠評估他們的設(shè)計在真實世界多物理場條件下的運(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、流體流動和電磁學(xué)相關(guān)問題及其多物理場相互作用的問題。
ANSYS Mulitiphysics為多物理場和單一物理場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-低頻電磁場分析功能，包含多物理場直接耦合場單元和ANSYS多場求解器，從而同時提供直接耦合和順序耦合求解多物理場問題的解決方案。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，ANSYS Mulitiphysics為用戶提供足夠的手段解決真實世界的、具有挑戰(zhàn)性的多物理場問題。多物理場帶來的更多好處：
· 針對所有物理場的高品質(zhì)求解器：結(jié)構(gòu)力學(xué)、熱傳遞、流體流動和電磁場
· 統(tǒng)一的多物理場仿真環(huán)境
· 全參數(shù)化多物理場分析
· 多物理場仿真的并行求解
2.產(chǎn)品優(yōu)勢
? 可靠的求解器技術(shù)
ANSYS多物理場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。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，為用戶提供足夠的手段解決真實世界的、具有挑戰(zhàn)性的多物理場問題。
汽車刀片保險絲耦合電傳導(dǎo)、熱傳遞和熱應(yīng)力分析的多物理場分析
? 統(tǒng)一仿真環(huán)境
ANSYS Workbench平臺是一個強(qiáng)大的多物理場仿真環(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)境使得多物理場仿真能夠在這樣一個開放、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多物理場解決方案提供了兩個被公認(rèn)的求解技術(shù)來求解多物理場問題，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求解廣泛的直接耦合和順序耦合的多物理場問題，如：感應(yīng)加熱、靜電激勵、焦耳熱生成和流固耦合作用（FSI）。
? 直接耦合場單元
直接耦合場單元允許用戶僅使用一個有限單元模型，選擇合適的耦合物理場選項，就能求解耦合場問題。直接耦合場求解技術(shù)通過允許用戶創(chuàng)建、求解和后處理一個簡單的分析模型，大大地簡化了各種各樣多物理場問題的模擬。
直接耦合場單元的特點：
· 單一模型簡化多物理場仿真
· 支持主要的耦合物理場
· 高度非線性多物理場求解的魯棒性
· 支持并行處理
· 包含幾何非線性
? 順序耦合求解
順序耦合技術(shù)允許工程師們通過將多個單一物理場的模型耦合到統(tǒng)一的仿真環(huán)境中，用ANSYS Workbench中的自動多物理場耦合技術(shù)求解多物理場問題。該平臺對于諸如熱-應(yīng)力分析、微波加熱和流固耦合等多物理場問題，支持單向和雙向順序求解。
順序耦合求解特點：
· 不同分析系統(tǒng)之間自動載荷映射
· 單向和雙向耦合
· 支持不同物理模型之間的異構(gòu)網(wǎng)格
· 物理專家之間的協(xié)作
· 高級流固耦合
多物理場耦合的關(guān)鍵在于各場分析數(shù)據(jù)的無縫傳遞，如果沒有協(xié)同統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫，或者不是同一家公司產(chǎn)品，分析數(shù)據(jù)的傳遞通常是無法達(dá)到無縫的要求的。ANSYS不僅提供結(jié)構(gòu)、流體、熱、電磁單場分析功能，而且這些分析在統(tǒng)一模擬環(huán)境、數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行。經(jīng)過多年的不斷發(fā)展和完善，以先進(jìn)的分析技術(shù)和理念引領(lǐng)著多物理場仿真的發(fā)展方向。
3.功能特點
Ansys Mechanical創(chuàng)建了一個集成平臺，該平臺使用有限元分析（FEA）進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。Mechanical是一個動態(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、可定制的用戶界面使各級工程師能夠快速、自信地獲得答案。
? 線性動力學(xué)
Ansys Mechanical涵蓋了線性動態(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，以及快速解決方案的高級求解器選項。
? 非線性
超越線性彈性材料，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)動參數(shù)優(yōu)化。
? 熱分析
通過模擬部件之間的熱傳導(dǎo)、對流和輻射，可以預(yù)測零部件的溫度，然后可以使用這些溫度來檢查產(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解決了與所有類型海上和海洋結(jié)構(gòu)物的水動力評估相關(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題需要更詳細(xì)的評估，Ansys已經(jīng)為單向和雙向耦合提供了自動化、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)或特定工作流自動化并在用戶之間共享。
4.新增功能（Ansys Mechanical 2021 R2）
Ansys 2021 R2帶來了與Ansys Mechanical的更多產(chǎn)品集成，使用戶能夠通過在Mechanical界面中使用和編寫腳本，訪問更多的求解器技術(shù)，以實現(xiàn)穩(wěn)健的模擬和無限的建?？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)工作流程可實現(xiàn)效率和持續(xù)分析，如疲勞計算。
? 簡化多階段分析
使用不同的循環(huán)對稱扇區(qū)計數(shù)執(zhí)行簡化的多級分析可通過將模型大小和運(yùn)行時間減少到原來的1/50倍而節(jié)省大量時間。
? 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，可實現(xiàn)諸如預(yù)應(yīng)力加載和重新啟動跌落試驗?zāi)M等工作流。
