仿真模型互通与ANSYS多物理场技术深度分析

仿真技术经过近50年的发展，在主要行业已经广泛应用。并且，正在从 “单物理场/单学科”数字探索，逐步向“多物理场耦合/多学科系统集成”驱动产品研发，甚至“全生命周期仿真”正在驱动行业创新高速发展。

为了顺应上述发展方向，企业在产品开发过程中，需要更加关注关键技术深度和广度的研发投入。对于仿真技术而言，过去仅考虑单个物理场，比如结构强度、气动、磁场强度、电场强度等性能，已经越来越难以满足市场的现实需求。在实际产品开发过程中，设计师需要综合各方面因素，尤其是需要考虑多物理场/学科之间的相互影响。以飞机气动外形设计为例，设计师在优化飞机气动外形设计的同时，需要兼顾雷击防护，RCS等电特性，还要保证机体结构外形/材料等参数调整以后，不会影响整机、关键部位的结构强度。

仿真模型互通及ANSYS多物理场技术分析的图1

ANSYS专注工程化的仿真技术开发近50年，尤其是在多物理场耦合/多学科系统集成仿真领域已耕耘近20年。支持ANSYS自研“单一求解器架构”、“多求解器耦合架构”多物理场耦合技术；更可以通过相关接口，集成第三方语言、工具、标准，最终实现复杂系统高鲁棒性多学科系统集成仿真，有效支撑企业新产品的创新开发需求，支撑企业数字化转型。

以飞机电动刹车系统多学科系统实际工程仿真为例。整个系统由控制、电力电子、电做动、机械传动、电动刹车盘、轮毂、轮胎等部件组成，上述模型在系统仿真集成前，需要进行有效的创建与验证。同时上述模型在创建过程中，除了考虑基本性能意外，还需要考虑不同物理场之间的相互交互影响，比如地面湿滑程度，飞机飞行高度/速度，不同温度等因素。在ANSYS环境下，用户可以通过多种途径分别构建上述部件、分系统的高保真模型，如电路、框图、状态机、物理场模型集成、第三方厂商元件库、第三方软件系统仿真等。同时，以相关技术为支撑，如物理场模型降阶等技术，有效保证上述模型在系统中的求解速度，最终达到系统仿真精度与速度的平衡。

仿真模型互通及ANSYS多物理场技术分析的图2

另外，多物理场/多学科仿真技术在实际应用过程中涉及大量数据、流程、经验的管理问题。ANSYS SPDM仿真数据流程和数据管理平台，以开源PDM平台为基础深度开发，可有效管理多物理场/多学科仿真过程中产生的海量仿真数据、协助用户标准化仿真流程、有效管理仿真人员，并且可以与其他PDM系统有效集成，共同支撑企业的数字化研发创新平台搭建。