内核技术支撑CAE成为驱动产品创新引擎

————访MSC公司大中华区技术总监姜元庆

第二，SOL400 “链式分析”功能。

全新开发的SOL400求解序列，可以实现链式多步分析，前一步分析结果是后一步分析的初始条件。用户可以在一次分析中的一个工况或多个工况间通过嵌套任意多个不同学科不同分析类型的分析，如可以嵌套多个静力、动力、模态、复模态等不同分析类型，这些分析类型可自动依次求解，并可根据需要设定相互间的影响或预状态，也可在隐式和显式、热与结构不同学科间自动转换，由此消除传统“链式”分析中模型数据的转换，即实现基于一个共同的数据模型来进行多学科分析。

第三，更广泛的模型装配处理功能。

进一步扩充了原有的模型装配单元能力，如MPC、Connectors单元从原来所支持的线性分析，扩充至支持大位移大转动的非线性分析；将非线性的接触功能扩充至线性，以实现模型的快速装配及线性动力学分析；

第四，扩充的动力学及声场分析功能。

通过将Nastran及Actran的有限元与无限元技术进行有效集成，多学科求解内核在动力学及声场分析易用与功能方面获得极大提升，用户可直接基于振动分析获得振动噪声评估而无需象以前分别用不同软件建立模型分析求解；

第五，OPENFSI技术。

在MD Nastran中，推出了通用CFD接口 OPENFSI技术 ，实现MD Nastran和主要的CFD软件之间的协同仿真。该接口技术是一个开放的，实现内部强耦合的一个接口，通过OPENFSI，MD Nastran的多学科拓展到计算流体力学领域，实现了多学科一体化仿真。

第六，多学科优化技术。

新的多学科技术可以将多种分析类型进行组合完成多学科优化。其优化的学科范围可包括线性静力、模态、频响、气动弹性、声场及显式碰撞等，可以对结构不同部件采用不同的优化方式如拓扑、形状、尺寸、形貌及地貌优化组合，以获取更优的产品设计。

第七，多学科集成应用环境与模板技术。

在进行CAE多学科分析时，用户迫切期待一个集成度高的企业级多学科仿真分析系统，该系统具有统一的用户环境，能够在同一平台下进行多学科分析，降低用户环境和界面的复杂程度；能够消除传统“链式”多学科仿真中的模型数据转换，即基于一个共同的数据模型来进行多学科分析；能够加强与CAD软件之间的集成与互动，能够进行无缝的数据转换，提高模型导入的精度，加强CAD-CAE的集成；能够定制仿真分析流程，制定企业仿真分析规范；等等。为顺应企业多学科仿真的需求，MSC公司经过数年打造和锤炼，于2006年9月推出其全新力作SimXpert。相对于传统单点分析工具的多重用户环境，MSC SimXpert致力于构建统一的用户环境和操作界面，使得不同学科的分析，如结构分析、机构动力学、传热、碰撞、系统控制等多个WorkSpace都能够在同一个完整的分析环境下完成，提高了多学科模型创建效率，同时这样的创新无疑大大方便了用户，省去了学习不同软件操作的时间，降低了软件使用的门槛。SimXpert同时还提供模板技术，采用面向CAE对象的模板定制功能，其模板创建功能向用户提供了直观的图形用户界面和操作方式，基于简单的“拖拽”式操作，用户通过对SimXpert的标准任务动作模块(Action)进行组合和连接，就可以快速建立可视化的工作流程以提高多学科分析效率。

与此同时，多学科分析客户应用的需求很多，多学科分析可以很简单，简单到仅仅是一个线性静态载荷，一项频率研究；可以很复杂，复杂到如需要对碰撞研究前，先进行多体动态分析(如车辆打滑，障碍影响)，随后对冲击研究做一个显式的分析，最后为残余应力做一个隐式分析等复杂过程。采用MSC多学科分析技术，对于处理这些多学科问题的优势是显而易见的，如汽车行业所关注的噪音、振动和不平顺(NVH)研究，如何描述一个多体动力学ADAMS模型模拟的车辆行驶在崎岖不平的道路上，不规则表面对车辆的噪音与振动产生影响，常规方法需要大量繁琐的处理过程，而利用MSC最新的多学科技术，可直接将ADAMS模型转换为一个综合了完整的Nastran结构的NVH模型。同时，工程师可以使用相同的模型进行乘坐空间的声学仿真模拟，以此方便的实现真实路面状况下的真实NVH属性的综合研究。并且，新的多学科分析技术允许由NVH仿真模拟引起的负载也能够用于后期碰撞仿真模拟。

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