“仿真平台+仿真APP”数字化解决方案

仿真软件平台Simdroid在自主仿真内核基础上,开发了仿真APP开发环境,除进行仿真分析外,还能便利地开发仿真APP,实现了“拖拉拽”式的可视化开发,并能够将仿真APP编译成脱离平台、独立运行的软件工具。仿真APP是行业标准、产品知识、专家经验和仿真分析的集成。仿真APP将企业“know-how”的研发诀窍固化为工具,实现了参数化输入,解放了仿真工程师在仿真优化中的重复劳动。

中小企业云仿真服务平台一般分为五个层次:底层硬件、云基础设施、仿真软件平台、仿真APP库、制造企业应用。

底层硬件:仿真分析对计算资源的需求较高,单机PC一般难以满足仿真计算需求。国家电网、格力电器等大型企业为了仿真分析,均建设了自己的超算中心。云仿真工业互联网平台服务大量制造企业,需要将平台部署在超算中心硬件平台上。

云基础设施:云服务提供商提供计算、存储、网络、安全、监控等服务,可以解决仿真软件平台部署过程中的相关配套技术。

仿真软件平台:仿真软件平台覆盖结构、电磁、流体、热和多物理场分析功能,涵盖建模、网格剖分、求解计算、后处理全流程,并且实现仿真APP便捷开发和独立编译,实现仿真APP上传、评价、交易、下载的全过程管理。

仿真APP库:仿真APP是行业标准、产品知识、专家经验和仿真分析的集成,能够让设计工程师可以快速、准确地实现仿真分析。在仿真软件平台上集聚一批专业的方案提供商和服务提供商,为制造企业提供定制化的数字化解决方案和仿真APP定制开发服务。

制造企业:企业在自主研发过程中,可以从平台上搜索满足自身需要的仿真APP,或者通过平台对接仿真专家,提升自身产品研发水平。

仿真APP是行业标准、产品知识、专家经验和仿真分析的集成,能够让设计工程师可以快速、准确地实现仿真分析。以下是仿真app成果实例:

IH电饭煲采用电磁加热原理进行锅体内胆加热,其原理是通过电磁线圈接入交变电流,锅体在切割磁力线时产生涡流损耗,进而对锅体内胆进行加热的。与传统电饭锅通过加热盘加热锅体的方式不同,IH电饭煲可以通过配置多级线圈让整个锅体内胆均匀发热,同时可以利用数字电路实现精准的温度、火候控制。根据电饭锅能效限定值及能效等级国家标准,需在23℃的环境温度下,锅内盛放80%容积的水,将水加热到90℃,记录耗电量,计算加热时水的内能变化,从而获得加热效率。某家电企业在IH电饭煲的设计研发过程中,采用了实验为主、仿真辅助的手段计算电饭煲加热效率,指导IH电饭煲能效提升。IH电饭煲的电磁加热效率计算涉及到涡流场分析、共轭传热分析,是一个典型的多物理场耦合仿真问题,该企业在以往开展仿真工作时采用了ANSYS软件,在ANSYS Workbench中搭建了基于Ansoft Maxwell+Icepak的IH电饭煲电磁加热多物理场仿真模型。基于ANSYS开展多物理场仿真工作,通常都需要调用多个软件,且基于ANSYS开展仿真APP的封装难度较高,仿真模型难以复用。近期我们分别采用Simdroid平台和ANSYS APDL对该企业某型号的IH电饭煲开展了电磁加热多物理场耦合仿真的建模计算,基于Simdroid平台分别建立了涡流场-流体-温度场耦合计算模型、涡流场-固体传热耦合计算模型,基于ANSYS APDL建立了涡流场-固体传热计算模型,并与实验结果进行了对比。

我们针对基于Simdroid的IH电饭煲涡流场-流体-温度场耦合模型进行了全参数化建模和封装,并编译生成了可脱离Simdroid平台独立运行的专业仿真软件,供该企业直接免安装运行。该仿真软件中固化了全参数化的电饭煲仿真模型、专家经验和仿真流程,可重复利用,对后续IH电饭煲的优化提升具有指导意义。

经多次实验证明,利用仿真app方式,软件成本仅为传统商软方式的1%-10%,开发者也无需懂编程或仿真,仅雇佣设计工程师即可直接使用,省却了培养专业电磁仿真和软件开发工程师的大额开销,同时将时间成本控制在仅仅2-3小时的计算时间内。并且在模型和流程中起到了良好的固化作用,为企业提供了可重复循环使用的高效能优化方式,直接提升了产品的研发和出品方式。

“重平台+轻APP”,使极轻的体量的仿真APP完全实现传统十几G仿真软件的功能;搭配极简的操作流程,将工程师从仿真软件操作中解脱出来,把精力投入到产品性能上的打磨上。

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