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让国产自主仿真软件随“嫦五”起飞 —安世亚太自主通用仿真软件PeraSim提前剧透

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11月24日4时30分,长征五号运载火箭从中国文昌航天发射场起飞,将重达8.2吨的嫦娥五号探测器精准送入地月转移轨道,开启了中国首次地外天体采样返回之旅。值得关注的是,在这样的高精准发射的背后需要大量的计算验证分析工作,这就是仿真技术的力量。


当前随着国际摩擦的升级,我国核心技术领域“卡脖子”的问题愈发突出。仿真软件作为工业软件的核心软件,也面临着被“卡脖子”的风险,发展自主可控仿真软件已势在必行。为此,安世亚太基于25年仿真技术积淀和资源优势,通过准确识别国内用户需求,自主开发了国内首款大型通用仿真软件PeraSim。




安世亚太利用多年仿真实践积累的上万条实际工程案例,对PeraSim进行了大量的工程化验证和结果比对,表明PeraSim能够为工业用户提供强大的结构、热、流体、电磁等学科仿真计算能力。
 
PeraSim通用仿真软件将于年底正式发布。从本期开始,我们将为大家提前剧透该产品的主要功能,包括总体概述、通用结构力学分析、通用流体分析、通用电磁分析,敬请关注!

01
概述


PeraSim是安世亚太自主开发的通用仿真软件,包括PeraSim.Mech机械仿真、PeraSim.Fluid流体仿真及PeraSim.Emag电磁仿真三大模块,提供了强大的面向工业用户的结构、热、流体、电磁等学科的仿真计算能力。 


 



PeraSim通用仿真软件架构



(1)
成熟的软件架构、图形界面



PeraSim基于插件架构,便于扩展。软件支持Windows、Linux等操作系统,支持国际化及包括中文的多语言。PeraSim提供能够支持结构、流体、电磁三种学科的统一交互界面及一致的交互方式。




PeraSim通用仿真软件应用主窗口



(2)
完备的前后处理功能
PeraSim具有完备的前后处理功能,能够同时满足结构、流体、电磁仿真的前后处理应用需要。PeraSim.PrePost前后处理器提供几何建模、网格划分、模型属性定义、求解设置及结果后处理等功能。


 

网格划分、单元质量检查及单元类型设置


边界条件及载荷定义



(3)
通用结构力学分析

PeraSim.Mech是通用结构力学仿真分析系统,涵盖线性、非线性、静力、动力、热、热结构耦合等分析功能。
 


静力分析及结果后处理



(4)
通用流体分析

PeraSim.Fluid是通用流体仿真系统,采用计算流体动力学(CFD)数值模拟技术,包含能够精确模拟日常遇到的各种工程流动问题的求解器,支持可压、不可压计算、传热计算、多相流计算。

(5)
通用电磁分析

PeraSim.Emag是通用低频电磁仿真系统,能满足机电产品工程师的设计仿真需求,提供二维/三维的静电场、直流电场、交流电场、电瞬态场、静磁场、涡流场、瞬态电磁场求解功能。




(6)
高效并行



PeraSim具备高效的并行计算能力,支持高效分布式并行计算。

(7)
自动生成Python脚本代码

用户在PeraSim中的所有操作都能被实时录制为Python脚本代码,便于仿真分析的自动化、参数化、定制等应用需求。


 


02

功能特色

(1)
丰富的CAD、CAE数据接口

PeraSim的CAD、CAE数据接口支持IGES、STEP、STL等几何模型数据的导入,以及ANSYS、Fluent、LS-Dyna、ABAQUS、NASTRAN等软件网格模型数据的导入。

(2)
统一的软件交互界面、一致的交互方式




PeraSim提供能够支持结构、流体、电磁三种学科的统一软件交互界面及一致的交互方式。

(3)
多模型管理

PeraSim支持多模型管理。一个项目文件中,支持多模型、多种分析类型,支持多窗口渲染,从而方便处理复杂的仿真分析。

(4)
强大的Python API接口

PeraSim嵌入Python解释器,具有强大的Python API接口,便于自动化测试,软件定制及扩展灵活。

(5)
可方便集成第三方求解器

PeraSim的前后处理器与求解器解耦,支持使用Python灵活地集成各种求解器,不仅支持自己的求解器,也可集成第三方求解器。

(6)
实时自动录制Python脚本

用户在PeraSim中的所有操作都能被实时自动录制为Python脚本代码。

(7)
支持撤销/重做

软件所有改变内部数据的功能都支持撤销/重做,便于用户建模。

(8)
丰富的各类有限单元类型

PeraSim提供了涵盖杆单元、梁单元、管单元、板壳单元、质量单元、弹簧单元、平面单元、实体单元、热单元等的丰富的各类单元类型。

(9)
材料模型库

PeraSim材料模型库面向结构、流体、电磁三个学科,提供了丰富的材料模型:


PeraSim支持线弹性、弹塑性、超弹性、线性及非线性热分析等多种材料本构;

PeraSim为流体仿真提供基本的流体介质材料数据库,支持粘度(包括牛顿流体、幂律模型、应变率函数)、密度、理想气体状态方程、多项式、线性状态方程,支持随温度的材料属性变化;

PeraSim为电场仿真提供常用非线性材料,包括导体、绝缘体、硬磁/软磁、各向异性等材料;

PeraSim材料模型库支持用户自定义材料属性。





(10)
丰富的湍流模型

PeraSim提供了丰富的湍流模型,支持包括层流、Spalart-Allmaras、标准k-epsilon模型、Realizable k-epsilon模型、标准k-ω模型、SST模型、LES模型及DES模型等在内的多种湍流模型。

(11)
非线性分析

PeraSim提供非线性求解计算方法,利用本构模型技术、单元技术及求解技术等解决各种复杂非线性问题,用户在PeraSim中可以模拟各种非线性物理现象,包括:几何非线性、材料非线性、接触状态非线性等。

(12)
大型模型求解能力

PeraSim具备高效的并行计算能力,支持高效分布式并行计算。PeraSim求解采用并行算法以加快求解速度,能够并行处理包括刚度矩阵生成、线性方程组求解及结果计算在内的整个求解过程。

(13)
多种复杂问题求解算法

PeraSim求解器提供了丰富的算法程序,支持复杂问题的求解,包括多种方程求解方案,如:雅可比共轭梯度求解(JCG)、共轭梯度迭代求解(PCG)、不完全乔类斯基共轭求解法(ICCG)、直接稀疏矩阵求解等。

03

价值要点

  • 仿真是产品正向设计的核心,PeraSim提供通用物理场(结构、流体、电磁)及耦合场分析功能,仿真驱动产品研发。

  • 通过强度、刚度、温度、模态、频响等分析,预测产品性能,评估产品设计是否安全合理,并在此基础上进行优化设计,从而缩短产品设计周期并降低风险。

  • PeraSim的流动、传热、多相流分析等功能,能够精确模拟各种工程流动问题,从而为各个行业的工程师提供流体问题解决方案。

  • PeraSim的电磁场分析功能,能满足机电产品工程师的设计仿真需求,大幅降低原型机测试和生产成本,提升高品质产品设计能力。


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    版权声明:

    原创文章,来源多安世亚太,本文已经授权,欢迎分享,如需转载请联系作者。


几何处理求解技术网格处理通用系统仿真流体基础结构基础电磁基础其他软件
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2020-11-25
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