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仿真模板及流程自动化软件COMET

更新:2015-9-30 19:44:03      点击:
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产品介绍

1  Comet核心技术

 

基于抽象模型的结构多学科仿真模板

Comet基于抽象模型的结构多学科仿真模板技术被称为下一代CAE核心技术,实现分析的模板化、自动化;网格划分、分析软件的界面统一化;结果快速可视化等功能。

1.1  抽象建模技术

独特的抽象建模技术,使得CAE分析建模可以完全摆脱对CAD模型的直接依赖,在得到CAD几何模型以前,就可以基于抽象模型定义多学科分析流程,包括材料属性定义、网格划分设置、载荷和边界条件设置、求解类型控制参数设置等。

其中抽象模型的概念如下:

将“特定”工程问题的共性抽取出来;

挖掘机工作部件的“工程问题”(考虑存在多种不同设计方案)

 

基于“工程问题”定义通用的“抽象模型”

抽象模型包括分析模型(装配体/部件)、载荷、约束对象、局部网格控制、连接等。

 

抽象模型类型选项

基于抽象模型定义载荷与边界

Comet的“抽象模型”功能实现仿真流程模板创建与CAD建模同步并行,彻底改变了传统的仿真必须先有模型才能开始着手(直接基于几何)的工作流程;通过特有的Active tag (标签)的技术实现抽象模型和物理模型的自动匹配,真正实现一类工程问题只需一个多学科仿真流程模板,即可实现不同设计方案、结构多学科的快速自动化仿真。

1.2多学科仿真流程模板定制技术

Comet仿真流程模板基于“抽象模型”来定制,将同一工程问题仿真流程固化,使得分析可以多次被自动调用并执行计算,实现仿真流程自动化。

Comet提供强大的多学科仿真流程模板定义引擎,用户可以在Comet环境中定义分析流程、流程中的各种分析任务,以及分析任务的输入和输出。 Comet的模板定制功能能够把整个CAE分析所涉及的材料定义、单元选择、网格划分、载荷定义、约束定义、求解设置和结果输出等工作都包含进来,形成一个完整的分析流程。

一个完整的Comet仿真流程模板由输入、输出、分析任务、任务的输入端口、任务的输出端口和数据线等共同构成。

Comet的分析模板定制功能不仅适用于单学科结构分析,同样适用于多学科耦合分析。如下图就是涉及到三个学科热、结构和光学分析的流程模板:

基于抽象模型定义的多学科仿真流程模板定制

1.3抽象工程模型技术

AEMTMComet的另一个核心技术,它是一个包含分析项目所有信息的通用的CAE数据模型,这些项目信息包括:系统或子系统的分析流程、任务、几何、网格、单元和材料属性、载荷边界条件、分析结果。AEM的数据模型不依赖于任何特定的CAD/CAE软件,可以支持任意CAD/CAE软件的应用。这一独特的数据模型为用户提供了一个统一的环境浏览所有分析相关的数据,并且实现和CAD软件间的数据双向传递。

1.4工程看板技术

Comet提供的工程看板,让项目成员和组织架构里的人员实时了解项目的情况,使用者可以从工程看板里面得到CAE的输入参数(网格大小、材料属性值以及载荷工况值等)以及仿真结果数据等等,以及直观的以不同的颜色自动判断仿真结果是否满足用户预先定义分析规范和要求。通常显示的内容为:仿真系统常量(全局)、系统变量、结果数据查看和系统需求。

工程看板的应用可以带来以下好处:

    不需要准备每一次设计审查报告,方便实时设计审查;

    在客户设计审核时,可以直接展示所有的设计和分析原始数据、设计的演变过程及最终设计的结果情况;

    管理人员可以实时和随时了解项目的情况;

    设计人员可以迅速地创建多个设计方案,并且可以方便地对设计方案进行方案性能评定,从而得到高质量的设计方案;

    固化设计、分析的最佳实践经验和知识。

Comet工程看板

2  Comet软件主要特点

2.1  科学、系统管理各阶段设计、分析知识、流程和数据

项目树“Stage

Comet 以项目树“Stage”的形式来管理和组织项目,各个学科的工程师,包括产品设计工程师或者部门经理都可以同时参与到同一个Comet工程项目。这让整个团体有一个共同工作的环境,所有的数据和工作流一目了然,,多个学科之间协调工作又可以独自保存各自工作不冲突。

在创建Comet项目的同时已经把设计、分析的流程和知识都固化成模板,这比传统的纸质文档更有效的管理数据、流程以及版本更新以及审核的问题;实现各个学科协调和知识的有效重用。例如部门经理只需在到任何一个工程师的”Stage”下创建一个“New Stage”,即可直接调用该工程师定制的仿真流程模板,输入新CAD方案后即可运行该仿真模板自动化进行分析计算并获取结果数据。

2.2  支持基于用户定义的网格控制规则实现网格自动化划分

网格任务规则设置

Comet 可以实现全自动化网格划分,基于工程师定义好的网格控制规则来划分高质量的网格。网格控制包括全局网格控制、组件网格控制以及局部网格控制三大选项。除了支持常用的网格类型同时允许用户定义ContactMPCSpring等特殊单元类型、网格尺寸定义以及网格质量控制等。

Comet网格划分的几何对象基于“抽象模型”的定义,实现在用户关注的“关键区域”划分更高质量的网格,包括接触对的定义、刚性连接等。

为确保自动化网格划分的质量,Comet还提供丰富的网格质量检查工具。以便让客户随时了解网格的质量是否满足分析的要求,另外也可通过定义网格参数变量和网格质量参数控制来自动化改善网格质量(网格划分自动多次循环)。

网格质量检查

2.3  支持网格装配功能

网格装配

Comet 可以实现网格装配功能,基于同一全局参考坐标系。Comet允许一个大装配模型分成若干组件进行各自独立的网格划分,通过定义Contact或者Joint实现装配面(接触对)的网格匹配,从而“合并”成一个大的有限元模型。

Comet还支持从不同的CAD系统里(全局坐标一致)获取不同的组件,最终通过网格装配组装成一个大的有限元模型。例如一个用户最终用的大有限元模型的几何可以一部分来自Pro/E,另一部分来自于UG。这意味支持用户的多几何数据来源(上、下游数据格式经常不一致)。

2.4  分析流程中的各个节点以“任务”的形式管理和保存

仿真流程中各个“任务”

Comet 以“任务”来定义仿真流程模板,如“模型输入”、“网格划分任务”、“分析任务”等。各个“任务”都有“输入”和“输出”数据流的定义,以及“任务”条件设置(各个专业的知识和经验设置)等。

总之,Comet的每个“任务”列表可以直观描述多个学科之间的业务关系,让整个多学科仿真流程清晰、易懂。

2.5  丰富的数据接口和良好的用户拓展功能

CAD接口来讲,Comet具备目前主流CAD工具(包括中性格式)的模型输入,还能捕获CAD的设计参数。

CAE接口来讲,目前Comet具备结构分析类软件Nastran, Abaqus, Ansys,多体动力学Adams,热分析Thermal Deaktop, 光学分析软件SigFit CodeV等主流CAE软件的数据接口。

Comet还支持与数值计算类软件如MatlabExcel等有直接接口,用户可以在Comet环境中运行这些程序。如把计算结果与实验结果相比对,并输出到SpreadSheet中,通过控制语句调整CAE参数,重新执行分析计算,直至仿真结果接近真实物理实验的结果。

Comet丰富的数据接口

另外Comet也提供用户自定义任务,允许用户运行自身的In-House程序等,为用户实际应用提供丰富的扩展空间。

2.6  丰富的CAE参数定义

Comet系统变量

Comet支持定义将CAE参数如材料属性、网格大小以及载荷工况等定义为系统变量,方便用户进行快速CAE参数变更。

CometCAE参数变量分为全局变量和局部变量两大类,全局变量的值影响CAE全局分析,对所有仿真流程有效;系统变量的值只关联当前仿真流程。

CometCAE参数类型支持StringRealInteger等。

2.7  支持DOEParameter Study

PStudy Task”定义

Comet支持DOEParameter Study,允许用户定义变量变化的步距,循环运行仿真流程模板,并把不同的参数值匹配的仿真计算结果,以表格的形式管理和记录参数变化与仿真计算的关系趋势。

 

2.8  指导和提升CAE仿真的精度 

研究网格模型质量与仿真计算的关系

Comet自动化网格划分以及结果快速轻量可视化已经给用户提供高效分析的工具,相比过去用户可以在同样的时间内多次自动运行仿真计算,从而得到更高精度的计算结果。

不仅如此,Comet还提供更专业的指导和提升CAE仿真精度的工具和手段,如“Process Clock”和“If-Control”控制。图示为一个完整的仿真循环,用户通过研究网格大小(由大到小)设置对仿真计算结果的影响度来评价最合理的有限元模型定义。

此外,Comet允许客户将真实物理实验的结果(应变片)以Spreadsheet的形式导入到Comet中,Comet自动把仿真计算的结果值与应变片测试值相比对,从而指导用户改善仿真设置(或定义)确保仿真计算精度不断靠近物理实验精度。

2.9  工程看板技术

Comet允许用户预先定义好仿真计算的“目标”,一旦运行完仿真计算,Comet会自动将计算结果与“分析目标”相比对,用户甚至不需查看“云图”即可直观查看仿真计算是否满足预定的各项目标(以不同的颜色展示)。

另外Comet也支持把用户关注的关键区域的仿真计算结果值以表格的形式保存。

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