轻松搞定ANSYS仿真参数化

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本文摘要（由AI生成）：

DesignModeler、SpaceClaim、Meshing、Mechanical、Fluent、CFX-Pre、CFD-Post等应用程序中，都可以定义参数，实现参数化驱动。几何建模参数包括几何参数和拓扑参数，几何参数指给定特征的尺寸或位置，更改几何参数可实现模型大小及位置变化，并不一定改变模型中实体的总数；拓扑参数对应着模型中的几何特征数，更改特征数可以添加或删除几何实体，实现模型中实体数量的变化。

一、ANSYS参数化概述

在ANSYS应用程序中，可以将关键的仿真特性定义为参数（Parameters）。然后在Workbench中参数管理(Parameter Set)界面下管理参数，通过参数化驱动，实现快速更改仿真模型几何及拓扑参数、材料参数、网格参数、边界条件等设置，用来研究和优化不同设计方案下产品性能。

二、ANSYS中仿真参数化

参数可以在用于结构和流体仿真的所有ANSYS应用程序中定义，如：SpaceClaim, DesignModeler、Meshing、Mechanical、Fluent、CFX-Pre、CFD-Post；囊括仿真分析的所有阶段：几何建模、网格划分、计算求解及后处理。
在Workbench中，参数分为两种类型：输入参数和输出参数。输入参数定义被研究系统的几何形状或分析输入。包括几何形状参数：模型尺寸、位置及拓扑参数，分析输入参数：压力、边界条件、材料特性和板厚等。
输出参数是模型的信息，或者是分析的响应输出。这些包括体积、网格单元数、质量、频率、应力、速度、压力、力和热流。

三、几何建模参数化

几何建模参数包括几何参数和拓扑参数。

几何参数指给定特征的尺寸或位置，更改几何参数可实现模型大小及位置变化，并不一定改变模型中实体的总数；

拓扑参数对应着模型中的几何特征数，更改特征数可以添加或删除几何实体，实现模型中实体数量的变化。

（1）DesignModeler参数化

ANSYS DesignModeler作为Workbench平台上几何建模软件，具备建立全参数化几何模型功能。通过草图工具来建立二维草图模型，然后通过拉伸、旋转、扫掠、放样等三维特征操作来创建实体模型。

在DM中，草图尺寸、创建平面的输入、3D特征操作等都可参数化。同时参数之间也可以通过表达式相互链接。DM中任何以“¨”符号为前缀的输入都可以参数化，示例如下：

（2）SpaceClaim参数化

ANSYS SpaceClaim 是一款快速且直观的三维建模软件，可帮助任何分析师或工程师创建、编辑及修复几何结构、切面数据和网格。SpaceClaim集成在Workbench平台，可以通过拉伸、移动创建参数。SpaceClaim中创建参数过程如下所示：

① 点击拉动(Pull)或移动(Move)按钮，进入拉动或移动模式下，选择相应特征进行操作：

拉动模式下选择几何特征如圆柱面、孔面，软件会显示特征尺寸，允许用户更改模型特征尺寸；
移动模式下选择模型组件，指定参考位置移动组件，软件会显示移动或旋转尺寸，允许对组件位置和方向更改。

② 在组(Groups)选项卡中，单击<创建参数>，然后会在驱动尺寸下创建一个参数，并为参数提供默认名称，可以通过右键单击进行重命名。或者更简单方法：点击尺寸参数旁的“P”，可直接创建参数。

四、网格参数化

ANSYS Meshing是ANSYS Workbench平台下的核心模块，支持输出结构、电磁场、流体、显式动力学模块所需的多种类型网格，是一款功能全面的网格生成工具。Meshing中任何以“¨”符号为前缀的输入或输出都可以参数化。

五、求解及后处理参数化

（1）Mechanical参数化

ANSYS Mechanical是首屈一指的有限元分析软件解决方案，使用有限元方法(FEA仿真)进行结构和热仿真分析。在Mechanical中网格、设置及后处理中，任何以“¨”符号为前缀的输入和输出都可以参数化。

（2）CFX参数化

ANSYS CFX 是一款高性能计算流体动力学 (CFD) 软件工具，适用于众多 CFD 和多物理场应用，并在涡轮机械仿真方面（例如泵、风扇、压缩机等）具有卓越精确度、鲁棒性和速度，因此获得广泛认可。CFX可集成在Workbench平台上，并具备表达式语言(CFX Expression Language :CEL)，很方便用户通过CEL创建参数。