1. 结构强度分析模块
(1) 软件具备采用“项目视图”功能,让用户能清楚了解工程意图、数据关系、项目状态等多种信息,并将整个仿真流程更加紧密的组合在一起,通过简单的拖拽操作即可完成复杂的多物理场分析流程。
(2) 软件不仅有通过IGES、STEP、SAT和Parasolid中间格式读入CAD文件的功能,还提供与Autodesk、Creo、Solid Edge、SolidWorks和NX软件的专用接口,从而能实现直接共享这几类CAD软件的参数化几何零部件和装配模型,并且自动传递和定义各种装配关系,无需任何改动直接进行必要的分析。能够通过设置接触容差自动探测自建模型和导入的CAD模型装配关系,自动建立接触单元,实现快速复杂装配体的仿真分析,减少大量的人工定义零件之间的装配接触的工作。
(3) 软件可以实现结构的装配、对装配体进行操作,可以查看装配体的层次关系;
(4) 软件可以进行自上而下的设计、3D设计、概念设计和仿真分析模型;
(5) 软件具备拉伸、移动、填充和合并等能力,具备编辑2D和截面建模的能力;软件具备在二维截面环境下进行三维设计和修改,从而得到真正三维实体的能力;
(6) 软件具备自动清除局部的细节特征功能,通过设置容差把与有限元分析无关的细节特征,如小倒角、小孔等,自动忽略掉;自动填补小孔洞:可以通过设置洞的半径,自动查找该半径下的孔填补;
(7) 软件具备对结构分析、热分析等所创建的仿真模型及数据在同一仿真环境下实现整合与数据的统一的功能
(8) 具备基本的结构线性静态分析功能;
(9) 同时拥有非线性(几何非线性,材料非线性,接触非线性)和动力学分析功能(模态、谐响应、瞬态分析、响应谱、随机振动等),实现应力、变形、摩擦、插拔力等各种工程分析;
(10)软件可以模拟多种边界条件的(对称边界、压缩支撑等),具有工程问题实用载荷类型(惯性力、弯矩、远端载荷、轴承载荷、螺栓预紧力等);
(11)具备螺栓模拟功能:能方便的创建螺栓单元,分析螺栓预紧力作用下的结构受力;
(12)具备屈曲分析功能(线性屈曲、非线性屈曲、循环对称屈曲分析);
(13)可以进行高级对称分析(循环对称模态分析、循环对称结构静力分析、轴对称、平面对称和反对称);
(14)能进行断裂力学分析(应力强度因子、J积分、裂纹尖端能量释放率)。
(15)能够模拟结构在热载荷下的温度分布。同时可以进行稳态热分析和瞬态热分析。
(16)能够模拟的热现象包括:热传导、热对流、热辐射、相变、稳态温度场、瞬态温度场;
(17)能够模拟线性和非线性的材料性能。
(18)软件可以利用自动探测运动副功能来建立零件之间的连接关系。并根据自动探测的结果,可以快速修改运动副的连接关系;
(19)软件可利用完整的运动副类型(固定、转动、柱面滑动和转动、平动、滑槽、万向连接、球铰、平面运动、自定义等)和弹簧来建立零件之间的连接,提供精确的定位方法保证零件间的定位。提供体对体(BTB)和体对地(BTG)等连接方法;
(20)软件刚体动力学分析可以和柔性体分析功能在统一的环境中实现无缝集成,一次求解同时得到结构运动结果和强度/变形结果等,并支持柔性体的各种非线性特性(如接触、大变形、材料非线性等)。用户可自由定义零件为刚体或柔体,设置相关求解属性,直接计算刚体的位移、速度、加速度和反作用力以及柔体的变形和应力。软件能真正意义上实现刚柔动力学分析的直接耦合;
(21)具备显式求解器,用来解决固体、流体、气体及其相互作用的高度非线性动力学问题。如结构动力学、快速流体流动、材料模型、冲击、爆炸及冲击波响应分析。
(22)具备金属、陶瓷、玻璃、水泥、岩土、炸药、水、空气以及其它的固体、流体和气体的材料模型和数据库。
(23)仿真分析向导:具备操作方便,求解参数自动设置的功能,如提供结构强度、刚度、模态、谐响应、传热、疲劳等分析向导,帮助分析人员快速上手,缩短分析时间;
(24)具备参数化建模功能:在修改模型时减少重新划分网格、施加载荷、加边界条件等工作,实现基于参数化的高效仿真分析;同时CAE与CAD软件间模型能够实现参数双向传递。
(25)模型网格:具备结构化与非结构化网格划分功能;网格具有基于曲率自适应与自动优化的能力;具备网格诊断与单个节点操纵的能力;具备网格雕塑功能以便对任意复杂模型划分全结构化网格;具备与所有主流计算流体仿真软件的网格格式接口;能对不同流体软件的计算网格进行相互转换;结构力学计算网格亦能针对任意复杂结构采用网格雕塑方法创建全六面体网格;自动的面网格、四面体网格、棱柱层网格和六面为主的体网格划分功能,薄面扫描划分功能;
(26)自动六面体、四变形壳网格划分功能,而且在局部细节如倒角,能够自动局部加密,在圆孔周围会自动划分由四变形或六面体组成的环行单元;
(27)良好的网格编辑功能:手工拖动网格节点调节网格质量;局部的粗化、细化、自动光滑、网格缝补等功能提高网格质量;低阶单元与高阶单元的自动转化;
(28)虚拓扑功能:能把多个小碎面自动连接成一个整面,使网格划分更加连续,避免几何细节特征造成局部网格质量过密;
(29)软件可以进行疲劳分析,分析类型包括:应力疲劳分析、应变疲劳分析、平均应力修正等;可得到的疲劳结果包括:寿命、损伤、安全系数、等效交变应力、疲劳敏感性、雨流矩阵、损伤矩阵等。
(30)软件具备单/多目标优化分析功能,将各种设计参数集成到分析过程中,基于实验设计(DOE)方法来探索设计变量和产品性能之间的关系,并将二者通过响应面的方式结合起来,用科学的优化方法计算得出最优设计方案。
(31)软件支持优化结果扩展工具,可以用图形洞察产品的性能,包括敏感性图、相关矩阵、曲线,曲面,蛛状图与Pareto前沿的并行图表。在探索设计的时候,这些工具输出相关数据,以帮助加深理解。
(32)图形后处理能力:前后处理与求解器高度集成,需具备三维交互式可视化环境;云图、矢量图、流线图、等值线(面)图、粒子轨迹图等分析图;具备流场探针的功能;时间历史结果处理;集成的动画创建和播放;具有多窗口显示的能力;具备定性/定量数值计算能力;具备读取多种CAE/CFD软件计算结果的能力;
(33)软件的前后处理为Windows操作风格,目录树管理模型数据库,支持两个零件连接面(运动关系)的清晰显示,快速高质量的动画显示效果,支持多窗口画面分割显示并能自动生成计算报告。
2. 流体力学分析模块
(1) 求解器支持丰富的网格类型,包括三角形、四边形、四面体、棱柱、六面体、金字塔网格以及上述网格所组成的混合网格,并支持界面不连续的网格、动/变形网格以及滑动网格等。
(2) 求解器具备四面体网格转换为多面体网格的功能,并具备支持多面体网格的积分算法。
(3) 求解器必须支持网格自适应技术,可根据计算中得到的流场结果来调整和优化网格,从而使计算结果更加准确。
(4) 求解器支持功能完善的动网格技术,能支持以下三种动网格技术:弹簧类推法、动态层铺法、局部网格重新生成法,并且三种方法可以联合使用。
(5) 求解器的数值算法具备有限体积法,同时也具备基于有限元的有限体积法。
(6) 求解器必须包括二维求解器和三维求解器,能完成二维流动问题、二维轴对称流动问题、带有旋流的轴对称问题和三维流动问题的分析计算。能够求解稳态流动和瞬态流动、可压缩流动和不可压缩流动。
(7) 求解器必须包含基于压力的分离求解器(Pressure Based Segregate Solver)、基于压力的耦合求解器(Pressure Based Couple Solver)、基于密度的耦合显式求解器(Density Based Explicit Solver)和基于密度的耦合隐式求解器(Density Based Implicit Solver)。
(8) 具备单/双精度的计算能力。
(9) 求解器具有至少三阶的离散格式;软件具有简单易懂、方便修改的批处理文件运行能力。
(10)求解器具有多重网格初始化(FMG)技术和混合初始化技术,能获取较好的初始流场,并能够大大提高问题的收敛速度。
(11)具备拟瞬态(Pseudo-transient)松弛方法,对于高度各向异性网格的稳态问题,可以更快地达到收敛。
(12)具备高效的并行计算能力,且并行效率达到近似线性。
(13)求解器必须包含有限速率、非预混燃烧、预混燃烧、部分预混燃烧、PDF燃烧模型、涡扩散模型、EDC模型及废气排放预测模型比如NOX(氮氧化物)、SOX(硫氧化物)、Soot(粉尘),支持CHEMKIN格式的反应机理和热物理性质的导入;反应模型可以和LES、DES湍流模型结合使用。
(14)求解器必须包含VOF、Mixture、Eulerian、DPM模型,能够模拟气泡流,粒子流和自由表面流,能考虑液相与气相之间的传热、传质问题(如蒸发、冷凝、沸腾、气蚀空化等),具备湿蒸汽模型。
(15)求解器在处理离散相与连续相之间的相互作用时,具有丰富的物理模型,如能考虑升力、阻力、壁面润滑力、虚拟质量力、相间传热等。
(16)求解器在处理VOF多相流模型时Volume fraction体积分数格式具有Compressive格式。
(17)求解器支持多相流模型和非迭代时间推进法连用,以加快计算速度。
(18)求解器包含能模拟除冰应用的Eulerian Wall Film模型,能考虑液滴在壁面成膜、收集、剥落等现象。
(19)具备DDPM(Dense Discrete Phase Model)模型,可以模拟密集型离散相,包括局部体积分数达到材料堆积极限的情况。
(20)具备DEM模型,可以考虑离散颗粒之间的摩擦作用。
(21)在DPM模型中可以模拟颗粒的旋转。
(22)具备群体平衡模型(Population Balance Model),有效求解气泡直径分布的问题,同时考虑气泡的破碎和融合现象,从而计算各种粒径气泡的分布规律。
(23)具备离散相模型,包含雾化子模型及燃烧和蒸发子模型,用于模拟液体燃料或煤粉粒子的燃烧及蒸发问题。
(24)软件必须包含Rosseland辐射模型、P1辐射模型、DTRM辐射模型、S2S辐射模型、DO辐射模型、太阳辐射载荷模型,能更精确计算燃烧腔体内温度分布。
(25)求解器在计算面面辐射角系数时支持GPU加速求解。
(26)软件必须具备Spalart-Allmaras, k-epsion(Standard、RNG、Realizable), k-omega, Transition k-kl-omega, Transition SST, Reynolds Stress,SAS, LES, BSL-w模型,嵌入式LES(Embedded LES),Stress-Blended Eddy Simulation(SBES),DES等模型。
(27)具有转捩模型,能更准确地模拟层流到湍流的过渡流动,能更准确模拟包含转捩的复杂流动。
(28)求解器具有惯性(静止)或非惯性(旋转或加速)坐标系,具有多坐标系模块和滑移网格模块,具体模型包括:单参考坐标系(SRF)、多参考坐标系(MRF)、混合平面模型(MPM)、滑移网格(SMM)、运动/变形网格(MDM)等。
(29)求解器具备六自由度(6DOF)运动的分析能力。
(30)具有噪声计算模块,能做噪声计算和输出声压数据给专业声学分析软件等,必须包含Fflow-Williams&Hawkings声学模型和宽带噪声源模型分析噪声。提供多种方法计算由非稳态压力脉动引起的噪声,可以将瞬态大涡模拟(LES)预测的表面压力通过快速傅立叶变换工具转换成频谱。
(31)求解器可以模拟牛顿流体与非牛顿流体。
(32)软件具备溶化/凝固以及蒸发/冷凝相变模型。
(33)软件具备多孔介质模型(考虑多孔介质压力突变),可以模拟非均质渗透性、惯性阻抗。
(34)软件具有多层壳导热模型。
(35)可以添加常数或非常数的质量、动量、热、化学组分等变量的体积源项。
(36)具备连续纤维模块,可以很好地模拟纤维和气体流动之间的动量、质量以及热的交换问题。
(37)求解器内部集成丰富的物性参数的数据库,里面有大量的材料可供选用,此外用户可以非常方便地定制自己的材料。
(38)软件允许用周期性计算域定义周期性问题,大大减少工作量。
(39)interface具有稳健性,支持interface网格不完全重合。
(40)求解器必须支持二次开发能力,能基于目前常用的C语言进行二次开发,添加用户自己定义的物理模型、材料属性和边界条件等,实现标准界面没有提供的功能。
3. LSTC LS-DYNA显式瞬态动力学求解器
(1)提供完整功能的LSTC LS-DYNA显式瞬态动力学求解器。
(2)提供16核并行许可。
4. 高性能计算(HPC)模块
(1) HPC不但支持SMP构架和MPP构架的硬件系统,其算法也支持SMP和MPP;
(2) 支持16核的硬件系统和软件操作系统条件;
(3) 支持分布式稀疏矩阵求解器和分布式预条件共轭梯度求解器,同时也支持分布式的用于模态分析的特征值求解器;
(4) 支持高性能I/O(尤其是计算主进程),可采用SAS, Raid或光纤等高性能I/O;
(5) 支持分布式计算各进程之间的高带宽、低延迟、低CPU占用的高速互联技术(如Infiniband);
(6) 具备可扩展性,可随时增加相同模块的HPC数量进行扩展;
(7) 支持求解器可以配合相应的软件口令和硬件加速兼容使用(如显卡GPU加速);
(8) 支持的求解器类型,包括有结构软件及流体软件等;
(9) 软件支持5任务数并发,每个任务可分别以16核并行。