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流体结构相互作用 (FSI) 涉及对流体(气体或液体),结构还有机械系统的行为进行同时仿真,包括它们之间的行为如何相互影响。示例:气流中的风力涡轮机叶片,一架在水上降落的飞机,安全气囊的膨胀或储罐的晃动。HyperWorks 帮助工程师深入研究流体结构的相互影响并为其设计不同的解决方案。
RADIOSS 针对流体结构相互影响提供了多种解决方案。使用显式时间积分法主要用于对短期事件进行仿真。方法包括耦合欧拉-拉格朗日 (CEL)、任意拉格朗日-欧拉耦合 (ALE)、光滑粒子流体动力学 (SPH) 以及有限体积法 (FVM)。后者被应用于安全气囊的仿真环境中。示例包括飞机水上迫降、安全气囊的膨胀和鸟撞事件中。
AcuSolve 主要是一款通用型的计算流体动力学 (CFD) 求解器。AcuSolve 的主要优势之一是通过代码耦合解决 FSI 问题。
AcuSolve 为一个结构提供两种类型的耦合。
另一个直接 FSI 的有趣应用是 CFD 与多体仿真的耦合,通过 AcuSolve 和 MotionSolve 的耦合实现。初始项目包括:储罐晃动和在风洞中的汽车变换车道。
利用 Altair 的专有技术可以在同一系统中实现三维和一维仿真。复杂系统可以同时使用两种仿真技术进行建模。VisSim 软件套件可以与 Altair 3D 求解器进行耦合以创造一个协同仿真的环境。最典型的应用实例是使用多体仿真进行控制的耦合。可以通过 Altair MotionSolve 实现,一个 MotionSolve 模型可以包含在一个 Vissim SIMULATE 模块图中。
此类仿真的示例如下:
接口自然对于协同仿真可用,也可以使用第三方控制仿真软件实现协同仿真。
在带有 3D 有限元求解器的耦合控制中,协同仿真很有用。例如控制可以与 AcuSolve通过用户定义功能进行耦合,例如在轿车中对气候控制的仿真和设计。
ChassisSim 是一款多体车辆动力学软件,可以使赛车团队和车辆动力学工程师,在车辆上路前对车辆行为的各个方面进行良好的仿真。
MotionSolve 和 DSHplus - DSHplus 用于生成液压力且对运动进行控制,而 MotionSolve 用于提供位移和速度信息。
在计算机辅助工程 (CAE) 中,精确度和仿真效率非常重要。减少计算工作量又不损失精确度的一个方法是以简化形式表示变形结构。此类简化主要通过将结构转换为模态空间或者静态还原实现,或者通过这两种类型的结合来实现。依据环境条件,这一步骤有几个不同的术语,柔性体、超单元、实际的流固耦合、模态综合法等。因为其在多体仿真中很普遍,我们将称其为柔性体。
OptiStruct 常用于柔性体的生成。取决于其应用,它们可以应用在不同的仿真中。在 MotionSolve 中,用于多体动力学,在 OptiStruct 中作为静态和动态仿真的超单元技术,在 AcuSolve 中用于实际流固耦合,而在 RADIOSS 中对于零件结构进行线性地简化。OptiStruct 柔性体也可与许多伙伴或第三方应用兼容。
示例包括:
AcuSolve 是一个通用计算流体动力学 (CFD) 求解器,按照物体周围的气流对其初始声压进行计算。AcuFWH 是 AcuSolve 内部的一个气动声学求解器,通过使用从 AcuSolve CFD 仿真计算出的初始声压,可以应用该求解器对声音传播进行仿真。Altair OptiStruct可进一步应用以研究结构响应。
Altair RADIOSS 使用任意拉格朗日 - 欧拉耦合方法也包括 CAA 功能。具体示例是在一个障碍物上的气流可以研究空气中生成噪音的气流。
OptiStruct 和 Coustyx - 通过 Coustyx 和 OptiStruct 的耦合,用户可以计算通过窗口嵌板从车辆外部到内部的噪音传播。通过计算来自动力总成外壳的噪音辐射可以对噪音辐射进行预测。
气动声学的示例包括:
结构-热应用的示例:
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