整车前处理只需数小时--加速汽车多物理场仿真和优化方案【内含专场直播】

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        随着环境污染问题的日益凸显，新能源车辆的研发和应用成为解决空气质量问题的关键。随着技术创新的不断进步和国际市场需求的增加，中国新能源汽车产业已经进入快速发展阶段，其研发周期日益缩短，CFD在其研发中也扮演着越来越重要的角色。

        由于整车几何庞大而复杂，如何从前处理、仿真到优化实现高精度系统加速，是每个主机厂关注的问题。如何快速的完成 CFD 仿真分析优化成为业内关注的焦点，市场需要更精准、更快捷、更易于使用的 CFD 工具。

        本文将带您了解一款仅需数小时实现整车前处理，轻松完成耦合式PBS到WMLES高精度求解，以及有AI加持的CFD软件，下滑了解，还可免费参与专场直播，感兴趣提前预约~

01 Cadence CFD

        2021年1月，Cadence宣布收购了 NUMECA International；同年4月，Cadence又宣布完成了对Pointwise公司的收购，Cadence Fidelity就是整合了Numeca和Pointwise这两块CFD软件之后推出的全新的Cadence公司的CFD平台，凭借从收购NUMECA和Pointwise获得的专业知识和技术，Fidelity CFD结合了CFD工程师在简化工作流程中模拟多物理场系统性能所需的所有先进技术。

        Cadence（楷登）产品群总监 Yannick Baux表示，Cadence Fidelity CFD（计算流体力学）是新一代高性能、高精度、多物理场仿真软件平台，适用于涡轮机械、航空航天、汽车、船舶等多个垂直领域。

统一用户界面

        Cadence Fidelity 软件平台中所有的工具都采用统一的用户界面，使用 Python API 实现从叶片设计到网格划分再到仿真和优化的全流程方案，有助于提高生产力。高性能计算体现在 HPC 分布式网格划分/求解、GPU 加速和 Cadence OnCloud 可扩展仿真三个方面。求解器包括 RANS、DES、LES，实现从低速到高超声速流动仿真。

几何清理和网格划分，高效与质量兼得

        Fidelity CFD 软件业界领先的几何清理和几何导入，支持 CAD、STL 等绝大多数文件格式，同时将 CAD 与叶轮机械拓扑、几何结构与叶轮机械拓扑结构相关联，实现 CAD 装配零件树状结构的可视化；所有网格划分和仿真参数都在拓扑结构上设置，还可以用相同的设置实现设计地快速替换。

实现更快、更准确的叶轮机械仿真

        Fidelity CFD 显著提高了所有垂直行业的流体动力学性能和准确性，可实现所有流型下的快速收敛。其压力基求解器针对泵、风扇、鼓风机、风力涡轮机、螺旋桨、压缩机、汽轮机、燃气轮机等；其密度基求解器拥有空间和时间上的二阶精度；适用于大长宽比的网格，强大AMG线性求解器可以对边界条件和连接做完全隐式处理，并可在结构化和非结构化算法之间切换，加速几何多重网格收敛。

        Fidelity CFD 在突破传统 CFD 求解器技术限制方面取得了重大技术创新，下一代高阶流动求解器具有先进的流体湍流仿真，预测空气动力阻力的能力比传统 CFD 求解器高 10 倍。此外，高精度仿真的收敛时间可以从几周缩短到一天以内。

设计优化工作流程

        基于 Concepts NREC 敏捷工程设计系统的叶轮机械初步设计，在多级轴向/径向叶轮机械的设计与分析中融入了最先进的损失模型、交互式流道改型、叶片设计、满足特定的设计标准的自动几何调整、快速评估偏离设计点的性能曲线生成，以及最终三维几何形状的详细设计。叶轮机械初步设计还可与三维 CFD 分析工具无缝集成。

        Fine Design3D 是一个多学科叶轮机械稳健设计优化工具，其独特的 CAE 环境优化软件融入了嵌入式设计系统、最先进的优化算法、敏感性分析、不确定性分析、多学科优化和稳健的设计优化能力。

02 Cadence Fidelity CFD前处理

        Cadence Fidelity还有一个神级应用，就是其CFD前处理，处理CFD前处理速度极快，并且生成的CFD网格质量非常高。有一位汽车行业的CFD技术专家曾感叹，其几年前在做本田技研项目的时候，发现本田日本总部一款整车CFD前处理所需要的时间仅为1.5天，且通过报告查阅发现，其网格质量非常高、计算精度也很高。按照当时国内整车CFD前处理的方式，最为迅速的解决方式就是使用wrapper功能进行包面处理，前处理所需时间约为5天，也是1.5天的三倍以上；如果使用手工处理，则一名工程师最少需要15天；后来通过交流发现，该款软件就是【Cadence Fidelity】软件。

        Cadence Fidelity的前处理AutoMesh由AUTOSEAL、POINTWISE、AutoGrid5、HEXPRESS四个模块组成：

        AUTOSEAL是一个全自动、并行式极速完成洞缝搜索与几何密封工具，能够帮助工程师非常快地将粗糙的不封闭的CAD处理成密封几何。从CAD或STL到密封几何体不到一分钟。

        Pointwise可以生成多块结构网格、非结构网格和混合网格，支持导入多种CAD数据格式作为网格的生成基础。可以对结构化网格进行更多的控制，构建多块拓扑，允许结构化网格在流场的任何地方聚集，这使得CFD工程师更容易构建出高精度并且高性价比的结构化网格。Pointwise还拥有多种非结构化网格技术，这些技术继续将结构化网格的控制和灵活性与自动化相结合，擅长对复杂模型生成高质量非结构网格。而且用户可以从相同的图形界面，轻松地在网格区块间实现结构化网格到非结构化网格之间的来回切换，很容易地根据局部的精度要求来定制生成最适合的网格。Pointwise是CFD工程师处理高复杂模型CFD网格的利器。

        AutoGrid是一款自动生成完全结构化网格的利器，是当今叶轮机械和发动机设计的标杆，在几分钟内提供高质量的全自动多块结构网格划分。通过基于向导的工作流程，只需简单点击几下鼠标， AutoGrid就能引导用户从几何体到网格的各种应用。

        HEXPRESS用来生成完全六面体或六面体主导的混合网格、可处理任意复杂几何生成高质量的非结构化网格。高质量网格的生产速度比其他CFD产品快两个数量级。

        并且Cadence Fidelity是一款很开放的CFD软件，其前处理可以输出CFD网格供其它CFD软件包括STAR CCM+、Ansys CFD等求解器使用，而且Cadence Fidelity的前处理模块可以独立销售，着实是CFD工程师的一大福音。

03 专场直播预约

        10月31日19:30，Cadence CFD 技术支持经理贾力平博士将带您了解Cadence CFD如何实现整车仅需数小时而非数天的前处理、从耦合式PBS到WMLES高精度求解，以及有AI加持的优化技术系统加速方案。

🔻下方查看直播详细内容，提前预约报名~

1️⃣直播主题：Cadence CFD系统加速汽车多物理场仿真和优化方案

2️⃣直播时间：10月31日 19:30

3️⃣讲师介绍：贾力平 博士Cadence CFD 技术支持经理，具有十多年的CFD软件应用及行业经验，特别是在复杂网格划分、空气动力学与水动力学仿真、数据中心仿真设计及运维等方面具有多年的从业经历。

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技术邻简介:

技术邻专注于工科技术社区，从最早的CAE技术社区（中国CAE联盟）发展而来，在CAE领域有20年的教学和咨询服务经验。

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