Workbench开发指南：仿真模板开发
本文摘要（由AI生成）：
本文介绍了如何基于ANSYS Workbench平台进行仿真模板开发，以球阀仿真流程为例，通过WB参数化、脚本参数化、WB批处理调用、求解计算和结果读取等步骤，实现了用户通过界面输入流速和阀门开度后，执行计算功能后即可完成整个分析流程，输出并显示管道压降。
本案例以球阀为对象，基于其仿真参数化文件，演示如何对仿真流程进行界面开发，形成定制化仿真模板的完整过程。
1、需求描述
球阀控制水通过1英寸(25.4毫米)直径管道，在不同流速和阀门开度时，会对应着不同的管道压降。通过仿真模板开发形成定制化界面，需实现用户通过界面输入流速和阀门开度后，执行计算功能后即可完成整个分析流程，输出并显示管道压降。
2、知识储备
在开始之前，我们需要了解：仿真模板开发涉及仿真流程开发和界面开发两个阶段。在仿真流程开发阶段中，首先需要对仿真流程进行参数化，实现的方式有两种：Workbench参数化和脚本参数化；然后通过WB脚本对仿真流程进行集成和调用。界面开发阶段中，我们将仿真流程封装起来，提供与仿真流程中输入和输出参数间交互的用户界面。整个开发过程中，需要掌握的知识内容如下：- 首先需熟悉ANSYS仿真操作过程，可以在Workbench平台对仿真流程进行参数化；WB参数化方法可以查看往期文章《轻松搞定ANSYS仿真参数化》。如果是采用脚本参数化的方式，需要了解软件模块对应的脚本开发知识，如SCDM中的Python脚本、Fluent中的Scheme脚本、Mechanical中的ACT Python脚本。
- 最后具备面向对象编程和代码封装能力，至少掌握一种常用界面开发(GUI)技术，如C#的WinForms开发或WPF开发、QT界面开发等技术。
3、实施路线
以球阀仿真流程为例，以其Workbench参数化文件为基础，根据开发需求，模板开发的实施路线和详细的操作步骤如下。
编写WB脚本代码，实现Parameter Set下的输入参数：阀门开度(P1)和入口流速(P3)的修改，并将输入参数初始值用特殊字符替换，脚本内容如下。
添加结果输出代码到脚本中，在仿真系统更新完成后，自动输出最大网格扭曲度(P2)和管道压降(P4)，最后保存项目文件。
将上述脚本代码内容放在一起保存为Valve.py；在Workbench界面中，选择File -> Archive功能，将项目文件保存为Valve.wbpz。项目和脚本文件放在同一个文件夹中。采用C#的WinForms开发技术，可以进行可视化的界面设计。首先打开Visual Studio2015，执行文件 -> 新建 -> 项目，选择创建Visual C#模板下的Windows窗体应用程序，解决方案和名称都为ValveApp；然后在VS2015中将工具箱中的Label、GroupBox、TextBox和Button控件拖动到窗体(Form)上，创建下图所示窗体控件布局和内容。
后端代码用于实现界面交互功能，包括脚本参数替换、WB批处理调用、求解计算和结果读取等，具体代码如下。替换原始脚本中的变量值为指定值，然后写入到文件中生成新脚本。
创建新的进程(Process)，指定参数项目文件(*.wbpz)和脚本文件(*.py)，调用WB批处理命令。
首先将原始的项目和脚本文件复 制到工作目录下，然后将脚本中参数替换为界面输入值，最后调用WB批处理方法RunWB2执行仿真计算。
计算输出的结果文件内容如下。
Mesh-Max=0.8733
pressure-drop-op=4091.4672
编写代码读取文件数据，将最大网格扭曲度和管道压降的结果存在泛型数组里。
事件(Event)基本上说是一个用户操作，如按键、点击、鼠标移动等等；应用程序需要在事件发生时对事件进行响应。通过事件机制可以实现界面控件调用后端功能代码。本案例中，我们为btnSolve按钮添加一个Click事件，挂接到btnSolve_Click方法上，以此实现完整仿真流程调用。
在VS2015中编译项目代码，生成应用程序ValveApp.exe，然后将原始项目和脚本文件放在wb_files文件夹中，将应用程序和wb_files文件夹放在同一目录，文件结构如下图所示。
4、后记
在实际仿真模板开发项目中，大部分工作量都集中在仿真流程开发上。当然界面开发难度会随着参数数量与交互复杂性的增大而急剧增大。界面开发的方式有很多种，比如常用的C#的WinForms或Python的PyQt5等，大家可以根据自己的喜好去选择。仿真流程参数化是仿真流程开发中的关键部分，我们可以通过WB参数化功能或者是脚本参数化实现。WB参数化方式存在局限性：只适用于几何拓扑和边界类型不变的模型，即计算只会改变其大小与位置尺寸、边界条件值。如果涉及几何拓扑、物理模型、边界类型的更改和自动后处理操作等，就需要采用更灵活和通用性脚本参数化的方式。
