118--CFdesign前端CFD软件加速汽车设计--
3页1、第三届中国 CAE 工程分析技术年会论文集 643 CFdesign“前端 ” CFD 软件加速汽车设计 前端 CFD 模拟仿真软件让机械设计工程师拥有流体流动和热传导分析能力 ,使他们在概念设计阶段就能对设计基础进行 数值 试验验证 。 CFD 是指计算流体动力学 (Computational Fluid Dynamics), 目前已经在航空航天 、汽车、船舶 、能源 、化工等行业有着广泛的应用 。早期 ,汽车制造商是 CFD 的主要使用者 ,那时候由于技术相对简单 ,许多企业建立了专门的专家队伍 ,而没有把软件集成到主流的工程流程当中 。后来 ,企业都拥有了出色的 CAE 团队 ,但仍要花费大 量精力让机械设计工程师们熟练掌握这些工具 。这也就使得在许多零部件和子系统受流体流动和热影响很大的行业中 ,CFD 软件并没有发挥出人们预想的作用 。现在 ,前端 CFD 技术 可以有效解决上述难题 。 1 经济实用的前端经济实用的前端经济实用的前端经济实用的前端 CFD 软件软件软件软件 前端 CFD 是指在产品开发进入样机试验前的开发设计初期就将流动和热分析模拟集成于CAD 环境中 ,主
2、要使用者是多任务的机械工程师 。这意味着企业不需要特定的 CFD 或 CAE 专家来解决流动和热问题 。使用前端 CFD 软件 ,汽车制造商和零部件供应商在设计前期就可以分析零部件和系统的各种关键特性 ,并为最 后的验证保留大量珍贵的物理试验数据 。 传统上 ,大多数汽车零部件供应商一直延续着他们的老式产品开发方法 ,单纯地依靠物理原型试验指导决策 。建立和试验物理原型所耗费的成本及时间消耗掉了他们的竞争优势 ,而前端 CFD 软件无疑为他们提供了重振雄风的机会 ,使用这种软件不但可以限制外部采办 ,还开辟了新的市场机遇 。 对于中小企业来说 ,应用 CFD 技术目前可能仍是一种奢望 ,他们希望获得的是一种经济且现成的解决方案 。幸运的是 ,通过使用前端 CFD 软件 ,零部件供应商只需 再自己的 MCAD 模型上就可以得到通用汽车花费上 百人应用传统 CFD 软件创造出来的效果 。从投资回报的角度来看,这是非常划算的 。使用前端 CFD 软件 ,平均可将用于新产品设计开发 、试验和验证的时间减少 70%,同时 ,还可将与传统原型制作有关的时间和费用降低 65%。 2 CFdesign
3、 软件软件软件软件 CFdesign 是前端 CFD 软件的 开创者 。它可以 有效 消除传统 CFD 软件的瓶颈 。 CFdesign 是领先的流体流动 、传热和电子冷却模拟工具 ,由美国 蓝脊数码有限公司 ( Blue Ridge Numerics, Inc.)开发 。 CFdesign 可以直接供 MCAD(机械 CAD)产品设计团队使用 ,是专门为使用 CATIA、 PRO/E、 UGS NX、 SolidWorks 等其他主要 CAD 系统的工程师而开发的 ,这种软件可将标准 MCAD 工作 平台 转化成完全互动的流动试验台和热力测试台 。同时 ,在与 Alibre、 CoCreate、 DEAS NX、 IronCAD 和其他基 于 ACIS 或 Paraslid 几何内核的 CAD系统配套时 ,这种软件还支持它们之间的本机互操作性 。这种软件工作时就好像是 MCAD 应用软件的一种延伸 ,让设计工程师能够在产品概念设计阶段进行复杂的热传输或流体流动的模第三届中国 CAE 工程分析技术年会论文集 644 拟仿真试验 。 采用 CFdesign 软件 ,企业在设计阶段就能够深
4、入了解零部件和子系统的性能 。 CFdesign软件的优点如下 :使用本机上的 CAD 模型 , CFdesign 软件可对各种设计变量进行定性分析和对比 ;在进行一项 CFD 传统分析的时间内 ,可进行多项 “what if”的假设分析 ;用户可在一个单一接 口上迅速对产品进行优化对比 ,在台式计算机上完成数十项方案的评估工作 ;在MCAD 系统内 ,对某个零部件或总成进行的修改可自动反映到 CFdesign 软件里 ,在整个项目周期中免去了耗费大量时间的工作任务 ,不再需要创造和管理多组几何模型 ;采用功能强大的3D 出版工具还可与设计小组里的每一个人分享高度互动的模拟仿真结果 。 3 成功的应用成功的应用成功的应用成功的应用 CFdesign 软件的应用范围包括 :发动机冷却 、发动机润滑 、电子器件和照明系统 、外部空气动力学 、 HVAC 系统 、发动机缸内流动模拟仿真 、进气道流动模拟仿真 、岐管排气系统流动模拟仿真 、催化转化器 模拟 等。 鉴于其与 CAD/CAM 软件的完美连接 ,并且易于操作 、功能强大 , CFdesign 可有效地缩短用户用于实体原型和试验的时间
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