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模拟计算

CAE(Computer Aided Engineering)指工程设计中的计算机辅助工程,指用计算机辅助求解分析复杂工程和产品的结构力学性能,以及优化结构性能等,把工程(生产)的各个环节有机地组织起来,其关键就是将有关的信息集成,使其产生并存在于工程(产品)的整个生命周期。而CAE软件可作静态结构分析,动态分析;研究线性、非线性问题;分析结构(固体)、流体、电磁等。

应用领域:

1. 结构力学与性能分析:强度、刚度与寿命评估;振动与动力学分析;跌落与冲击仿真;复合材料力学行为研究。

2. 流体动力学仿真:空气动力学与外流场分析;内流场与热管理;多相流与化学反应流模拟。

3. 热分析与热管理:稳态/瞬态热分析;热-结构耦合分析。

4. 多物理场耦合分析:流-固耦合;热-流耦合;电-热-结构耦合。

5. 生物力学与医疗器械:骨科与植入体分析;医疗器械性能验证。

计算性质:

1. 前处理:高质量模型构建:几何清理与修复;材料属性定义;高性能网格划分;载荷与边界条件设置。

2. 求解计算:核心物理场模拟:线性/非线性静力学分析;模态与谐响应分析;显式动力学分析;计算流体动力学分析;传热与热应力分析。

3. 后处理:深度结果可视化与解读:云图与等值线绘制;矢量图与流线图;曲线与图表生成;动画制作;报告自动生成。

计算软件:

1. ANSYS:全球领先的多物理场仿真平台,行业标准。核心模块:Mechanical(结构/热)、Fluent/CFX(流体)、Workbench(集成平台)。

2. COMSOL Multiphysics:基于有限元法的多物理场直接耦合旗舰软件,方程自定义能力极强,适合前沿交叉学科创新研究。

3. Abaqus:以处理高度非线性问题能力著称,在复合材料失效、橡胶超弹性、金属成型等方面精度和可靠性高。

4. Altair HyperWorks Suite:以优化设计驱动闻名的综合平台。核心模块:HyperMesh(高级前处理)、OptiStruct(结构分析与优化)、RADIOSS(显式动力学)。

5. 其他专业软件:LS-DYNA(显式动力学标杆)、Star-CCM+(集成多物理场CFD)、OpenFOAM(开源CFD)。

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