仿真APP助力家电设计革新

家电失灵有多烦心？

想象一下，当你想要加热带到单位的午餐，微波炉却热得不均匀，一边烫嘴一边还是凉的；

当你在炎炎夏日里，回到家期待空调能迅速降温，却发现它费力运转了半天，室温还是居高不下；

当你晚上饿了，想要享受外皮酥脆、内里软糯的美味红薯，烤箱却将它烤得一边焦黑，另一边却还是硬邦邦……

除此之外，我们日常使用的电视、洗衣机、洗碗机等家电都会出现各种失灵的情况。这不仅让消费者烦心，更是对家电企业的致命打击。如何通过优化产品设计、提升用户体验，让企业在激烈的市场竞争中稳固立足？

CAE仿真技术大显身手时候到了！

云道智造的通用多物理场仿真PaaS平台伏图（Simdroid），能够帮助企业解决上述家电失灵的难题，提高家电的性能和可靠性。

工程师可以通过伏图平台模拟微波炉内部的电磁场分布，找到加热不均匀的原因——可能是微波炉的磁控管设计不够理想，或者是转盘的旋转不够均匀。工程师可以根据模拟结果，调整磁控管的位置，优化转盘的设计，改进微波炉内部的结构，确保食物在加热过程中能够均匀受热。

图1 微波炉多物理场仿真

工程师可以利用伏图平台来模拟空调在制冷时的表现，找出制冷效果不佳的原因——可能是空调的热交换器设计不合理，或者是空气流通路径存在缺陷。通过调整这些设计，比如优化蒸发器和冷凝器的布局以提高热交换效率，或是改进空气导流板的位置和形状来增强气流的顺畅性，就能够让空调在炎热的夏季更加高效地制冷，确保室内温度快速下降，达到理想的凉爽效果。

图2 空调在房间中的热流场耦合仿真

工程师可以通过伏图平台模拟烤箱内部的温度场，找出温度分布不均的原因——可能是烤箱的加热元件布局不合理，或者是热风循环系统不够高效。基于这些模拟结果，工程师可以调整烤箱的设计，比如优化加热元件的位置，改进热风循环系统的性能，确保烤箱内的温度均匀分布。

图3 烤箱加热流场仿真

冰箱门铰链是连接冰箱门与主体之间的重要部件。在冰箱门开启和关闭的过程中，铰链需要承受冰箱门的重量及开闭时产生的外力。在实际家庭使用中，用户通常会在冰箱门的收纳盒中放置物品，这进一步增加了铰链的负担。如果铰链变形严重，会直接影响到冰箱门的密封性，进而影响冰箱内温度的稳定性，甚至会导致冰箱门无法顺利开启和关闭。

图4 冰箱门铰链

通过伏图平台的隐式结构分析功能，建立冰箱门铰链的仿真模型，并将仿真流程和知识经验封装成APP。设计人员只需调整模型参数（如钣金厚度、轴距离及轴孔半径）和载荷大小（如水平和垂直分解力），即可获得铰链的最大变形和受力情况，从而找到设计铰链的最优参数组合。

图5 冰箱门铰链仿真APP

在伏图平台通过预定义参数、参数化建模、材料定义、网格划分、分析设置到求解计算，即可快速、准确地完成模型搭建。

图6 仿真流程设置

此外，伏图平台还提供了丰富的预定义材料库，大大减少了用户在仿真设置上的时间。它的自动化网格划分工具能够智能地处理复杂的几何形状，生成高质量的网格，而强大的后处理功能则使用户能够轻松地提取和可视化仿真结果，如应力、位移和温度分布等。

图7 冰箱门铰链仿真后处理

计算完成后，可通过伏图平台的APP开发器，把整个仿真过程进行封装，通过拖拉拽的方式设计整体布局、测试APP和导出APP，一个完整的APP就开发完成了。

图8 仿真APP开发

开发完成的APP可以独立运行，用户只需要进行参数修改和提交计算，就可实现不同支架设计方案的受力分析结果和对比评估，从而优化产品设计方案。

图9 冰箱门铰链仿真APP独立运行

相较于传统CAE仿真软件，基于伏图开发的仿真APP更加灵活易用，用户可以零门槛低成本、跨平台跨终端随时随地访问云平台进行仿真分析工作，提升产品研发效率。欢迎访问工业仿真APP商店Simapps，在线体验面向各种产品和场景的仿真APP。

伏图（Simdroid）具备固体力学、流体力学、电动力学、热力学等通用求解器，支持多物理场耦合仿真。在统一友好的环境中为仿真工作者提供前处理、求解分析和后处理工具。同时，作为仿真PaaS平台，其内置的APP开发器支持用户以无代码化的方式便捷封装参数化仿真模型及仿真流程，将仿真知识、专家经验转化为可复用的仿真APP。