CAE仿真模型V&V技术的价值

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中国是CAE全球最大市场之一，2012年在中国CAE软件销售额超过10亿人民币，涉及到军工、商飞、动车、地面交通、工程机械、石油石化等行业。CAE仿真涉及的范围也越来越广，包括结构分析（静力学、动力学、瞬态冲击、运动学……）、流体分析（气动、水动力、噪声……）、电磁分析（RCS、电磁兼容、线缆分析……）、电子热（辐射热、热防护、散热……）以及光学、声学等。

在工程分析中，CAE仿真能验证设计功能，确保产品设计的合理性，减少设计成本，缩短设计和分析的循环周期；在产品制造或工程施工前预先发现潜在的问题，模拟各种试验方案，减少试验时间和经费，进行机械事故分析，查找事故原因。CAE分析起到的“虚拟样机”作用在很大程度上替代了传统设计中资源消耗极大的“物理样机验证设计”过程，采用优化设计，找出产品设计最佳方案，降低材料的消耗或成本。

然而目前在国内CAE技术对研究单位产生价值偏低，地位尴尬，CAE准确性无法保证导致“仿真不真”，CAE根本无法取代全部或部分试验，难以体现其应有价值。国家在CAE领域投资巨大，回报却不理想。

传统典型的产品研发流程是设计—仿真（虚拟实验）—真实物理试验，随着CAE技术的发展，仿真逐渐替代试验，仿真经过验证后成为虚拟试验。在制造工业发达的国家虚拟试验平均取代了70%以上的物理试验，在某些行业甚至做到了完全取代真实试验。美国Jaguar Principal CAE/CFD事业部利用流体CAE工具完全代替了气动阻力计算、发动机舱热管理试验。奥地利虚拟汽车研究中心用假人、虚拟试验场进行虚拟撞车试验，代替了90%以上的真实撞车试验，节省了大量的试验费用。

CAE仿真能够替代物理样机试验的一个关键就是CAE仿真可信度高，经得起验证。基于这个目的我们正式提出针对CAE的V&V（Verification & Validation）理念，V&V理念在国外已经发展了近十年，指的是CAE模型的验证与校核，这是使得CAE仿真成为虚拟试验的关键。在一个先进企业仿真部门的平均时间分配情况是进行仿真建模和分析工作<50%,进行V&V CAE仿真验证及试验工作>50%，这也强调了CAE验证与校核即V&V的重要性。V&V的核心思想是利用物理试验结果、解析解等数据，对CAE模型进行验证与校核，使得CAE仿真结果与试验结果具有一致性。美国机械工程师协会（ASME）和国际有限元工程师协会(NAFEMS)每年都召开专门的世界性V&V会议，共同进行V&V的技术交流。

对于一个产品来说，从整机到单一物理特性单元，每一个级别都需要建立CAE仿真模型，而每一个级别也需要进行物理试验对模型进行验证。

创立于2012年的北京安怀信科技股份有限公司(以下简称安怀信)，一直推进仿真模型验证技术的普及和推广，致力于仿真模型建立及验证技术在国内的发展。

安怀信主自研发了中国市场上第一款仿真模型验证软件SimV&Ver,并于2013年9月取得软件著作权。近几年里，先后为航空，航天，兵器，高铁，重机等高端装备制造业提供正向设计为方法 论，V&V技术为手段的解决方案，形成了一整套V&V的解决方案，如，SimV&Ver CAST用于仿真结果与试验结果一致性分析方法；SimV&Ver  C-SDM产品虚拟性能样机管理系统，SimV&Ver MATH数学模型验模工具；SimV&Ver statics结构静力学验模工具；SimV&Ver VIBRANT结构动力学试验可视化及仿真模型修正一体化工具；SimV&Ver CFD流体力学验模工具等等。得益于安怀信丰富的国际合作经验，以及其核心团队多年的CAE仿真及验证相关的咨询经验。

安怀信为满足广大客户对V&V应用的需求，在国内各地不定期的举办V&V动力学和V&V静力学的实操培训课，并在每年会举办一次V&V master class大师课，在大师课上邀请国际或国内在V&V领域的大师，分享自己在V&V领域的实战经验及方法。即将于今年10月份在上海召开第三届V&V master class大师课，届时会有V&V行业的神秘嘉宾现身会场，安怀信团队目前已经开始筹备，敬请期待！

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