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ANSYS Maxwell和Simplorer新功能介绍

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2011 Maxwell 3D v14 95,000网格数 13 分钟/时间步 总共约4天
ANSYS
2014 Maxwell 3D R15 95,000网格数 3 分钟/时间步 总共约20小时
2015 Maxwell 3D R16 50,000网格数 75 秒/时间步 总共约8小时
2016 Maxwell 3D R17 50,000网格数 3.6 秒/时间步 总共约22.5分钟
R16 及以前的文件格式(.mxwl)
R17 (.aedt)
6
Simplorer 自动转换到新的项目文件格式
R16 及以前的文件格式(.asmp)
R17 (.aedt)
7
Time Decomposition Method for Electromagnetic Finite Element Analysis 用于电磁场有限元分析的时间分解法TDM
Patent Pending
8
TDM 介绍
• 新方法: 沿着时间轴上的区域分解法，可以让用户不用再 一个一个时间点按序求解，而是同时求解多个时间点
t0
t1
t2
t3
t4
…
t_end
• 用户可以使用:
单个计 算单元
多个计 算单元
cluster
9
虚拟云
TDM 介绍
TDM可以用于分析2D和3D的任意瞬态磁场问题（旋转电机、变 压器等），包括：
2
Simplorer R17 Highlights/亮点
支持Modelica
MVHoDdLe-AliMnSg Languages & Formats
SPICE
改进的 ROM 和耦合界面
Connections with 3-D Physics
持续改进功能和易用性
Integration with Embedded Control
- 涡流 - 非线性材料 - 铁耗 TDM算法对精度没有影响：TDM计算结果与原来的按序瞬态求解 完全吻合。 TDM算法加速支持任何种类的硬件配置，可以使用eHPC加速
10
Time Domain Method – TDM描述
k – 仿真时间步数 n – 并行分布任务数
T1
T2
T3
…
T1
Tk
FEM Matrix Simultaneous Simulation
Matrix Size
Xk
T(k-2) T(k-1) T(k)
11
多级HPC加速和加大求解规模
k – 仿真时间步数 n – 并行分布式任务数
Level 1 (MPI)
Distributed Time Steps
k
…
T1Leabharlann TkLevel 2 (MP)
Multi-Processing
n
12
3D 感应电动机
4
• 一个平台包含多个不同类型的设计
• Simplorer, Maxwell, Maxwell circuit Editor, RMxprt, Q3D, HFSS
• 系统/电路与3D之间的无缝数据链接 和耦合
• 预订义的Simplorer配置，使其有独特 的外观和操作感
5
Maxwell 自动转换到新的项目文件格式
50,000 网格 1 GB RAM
81,000 自由度 375 个时间步
节点X处理器 总处理器 任务 子任务 DOFs/Subdiv.
数
数
1X8
8
-
-
81k
4X8
32
32
4
7.53Mil
16X8
128
128
3
10.1Mil
求解时间
7h05min 1h06min 22min30s
加速比
6.34 19
10年 1250倍
加速Click to edit Master text styles
14
8kW BLDC 电动机 2000 rpm
226,000 网格 7 GB RAM
460,000 自由度 500 个时间步
节点X处理器 总处理器 任务 子任务 DOFs/Subdiv.
数
数
求解时间
加速比
1X8
8
-
1
0.46Mil 26hours42min -
4X8
32
32
16
14.26Mil
3h09min
8.5
8X8
64
64
8
28.98Mil
2h03min
13
16X8
96
128 4
58.42Mil
1h32min
17.4
16X15
240
240
2
117.3Mil
1h17min
20.8
Boxes: 4 Boxes Each box has 12cores/64 GB RAM
Maxwell 和 Simplorer R17 新功能介绍
1
Maxwell R17 Highlights/亮点
• Maxwell Integration to ANSYS Electronics Desktop集成化的电磁产品平 台
• Time Decomposition Method时间分解法 • Model-Based HiL/SiL基于模型的HiL/SiL • Magnetic harmonic (Eddy Current) solver enhancements扩大的涡流场
Cluster: Cluster with 8 nodes Each node has 16cores/128 GB RAM
求解器 • Enhanced flow for Magnetization and Demagnetization增强的充磁和退
磁功能 • Multiphysics多物理场 • Miscellaneous features 其他功能 • Specialized Mesh Topologies特征化的剖分算法 • New Licensing Configuration新的License配置方式
Boxes: 4 Boxes Each box has 12cores/64 GB RAM
13
Cluster: Cluster with 8 nodes Each node has 16cores/128 GB RAM
同样的三维感应电机加速效果
Ansoft
2006 Maxwell 3D v11 240,000 网格数 75 分钟/时间步 总共约19.5天
3
支持最新的FMI 标准
Functional Mockup Interface
Standards-Based Interoperability
用于电气化系统的 新模型库
Multi-Domain Component Libraries
Maxwell 和 Simplorer 集成到 ANSYS 电子产品平台中

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ANSYS12.0新功能

ANSYS12.0新功能

作为一个大型的CAE分析软件，ANSYS自上个世纪七十年代诞生以来，随着计算机和有限元理论的发展，在各个领域得到了高度的评价和广泛的应用。

伴随着版本的更新，分析能力和各项操作功能都得到了更好的完善和发展。

ANSYS12.0不仅在计算速度上进行了改进，同时增强了软件的几何处理、网格划分和后处理等能力。

另外，它还将创新的、耳目一新的仿真技术引入各主要物理学科。

这些改进代表了仿真驱动产品的发展道路又向前迈出了一步。

那么ANSYS 12.0到底有哪些新增功能呢？让我们一睹为快。

ANSYS Workbench 2.0ANSYS Workbench作为一个框架，整合现有的应用，将仿真过程结合在一起，这一点在ANSYS Workbench2.0 没有改变。

但在工程页引入了工程图解的概念，见图1。

通过该项功能，一个复杂的包含多场分析的物理问题，通过系统间的连接实现相关性。

图表元素右边的状态符号显示了该项设置是否需要更新、输入等，方便用户查看设置状态。

图1 ANSYS Workbench 工程页此外，ANSYS Workbench2.0 平台还可以作为一个应用开发框架，提供项目全脚本、报告、用户界面（UI）工具包和标准的数据接口，该功能将随后发布。

在ANSYS 12.0 版本（下文简称R12.0）中，工程数据和DesignXplorer将不再是独立的应用程序，通过UI工具箱它们被重新设计整合在ANSYS Workbench工程页下。

尽管工程页做了较大调整，但Workbench的核心应用程序及操作界面并无大的改变，见图2。

在这个创新的框架下，工程师可以完成一个完整的仿真分析，包括CAD集成、几何修改和网格划分。

工程页的概念图解帮助指导用户完成复杂的分析，说明和明确数据关系，捕捉自动化的过程。

Workbench2.0 平台的改进代表了工程仿真又前进了一步。

几何&网格划分ANSYS在其深厚的知识和经验的基础上，融合了丰富的几何和网格划分技术，整合后的几何和网格划分解决方案，使在不同的分析应用中可以共享几何和网格信息。

ANSYS功能介绍.ppt

ANSYS功能介绍.ppt

它扩展了ANSYS Mechanical产品求解问题的能力。这主要是针对时间 极短，而载荷极大以及复杂的接触问题的仿真方面。例如：
• 跌落试验（电子和消费产品） • 低速或高速的实体-实体碰撞（运动物体，空间问题） • 高度非线性的塑性屈曲（机械加工过程） • 完全的材料失效应用（防御和国防安全） • 可分离的连接如粘接，焊接（电子产品和汽车） • 跌落物体和容器碰撞（石油和气体）
1 公司简介
•ANSYS中国是ANSYS, Inc.在中国的全资 子公司，在上海，北京和成都设有三个分 公司，负责ANSYS在整个中国的业务发展 。
•目前在中国，ANSYS ANSOFT产品系列 由ANSYS中国直接负责市场、销售与技术 服务等。
•ANSYS Mechanical系列， ANSYS CFD 系列以及ANSYS Workbench和ANSYS EKM产品由独家代理商安世亚太公司（ Pera Global）负责销售与技术支持
ANSYS-功能介绍
1 公司简介 2 代表产品 3 前处理 4 独立的求解器 5 专业领域软件
1 公司简介
•ANSYS，Inc成立于1970年，致力于工程仿真软件和技术 的研发，在全球众多行业中，被工程师和设计师广泛采用 。
• ANSYS公司重点开发开放、灵活的，对设计直接进行仿 真的解决方案，提供从概念设计到最终测试产品研发全过 程的统一平台，同时追求快速、高效和和成本意识的产品 开发。
• 目前，ANSYS整个产品线包括ANSYS Mechanical系 列， ANSYS CFD（FLUENT/CFX）系列，ANSYS ANSOFT系列以及ANSYS Workbench和 EKM等。
• 产品广泛应用于航空、航天、电子、车辆、船舶、交 通、通信、建筑、电子、医疗、国防、石油、化工等众 多行业。
基于Maxwell与Simplo...

基于Maxwell与Simplo...

基于Maxwell与Simplo...一、写在前面本文是笔者之前写给ANSYS 官方案例文档（精简版），文章比较长，请大家选择性观看。

对于那些已经报名且学完了我的线上课程《ANSYS Maxwell技能培训10讲，掌握Maxwell十大仿真分析能力》的200+位学员，请联系仿真小助手索要模型认真练习，遇到疑问，欢迎在VIP群交流。

二、前言本章以异步电机的启动计算为例，运用ANSYS19.0，先在RMxprt模块进行电机设计，并完成计算。

再利用RMxprt模块与二维和三维模块之间强大的无缝链接技术，将RMxprt中的电机模型一键导入到Maxwell 2D模块，在Maxwell 2D模块进行有限元分析计算。

最后在Simplorer中建立电路与Maxwell 2D中的电机模型进行场路耦合联合仿真，从而计算异步电机启动后突加负载时三相电流磁链等的变化情况。

三、设计目标异步电机是应用最为广泛的电机类型之一，广泛应用于冶金、煤炭、矿山、机械和油田等各个工业生产领域。

在本例中采用国标Y系列作为计算样机，先在RMxprt模块中建立基本样机模型，再送入Maxwell 2D模块进行有限元分析。

以一台55kW的三相异步电机为例，该电机的定子和转子铁芯轴长为255mm，铁芯材料采用热轧硅钢片D23。

定子绕组采用三相60度相带，线规为Φ1.4铜线，5股作为1匝，每槽22匝，双层绕组，节距为11。

通过本例的学习，希望读者能掌握电机在RMxprt中的建模计算、模型导入Maxwell 2D的方法以及与simplorer外电路进行场路耦合等。

读者可以尝试运用这些方法技巧建立其他电机模型进行计算分析，包括永磁无刷直流电机、永磁同步电机、磁阻电机。

四、操作步骤1、新建工程打开ANSYS仿真软件，找到Maxwell模块对应的图标，单击图标中的下三角，选择RMxprt模块，在弹出的电机类型选择窗口中选择“Three-Phase Induction Motor”，点击“OK”确定。

maxwell16

maxwell16

ansys maxwell 16是首屈一指的电磁场仿真软件，适用于负责设计和分析 3-D 和 2-D 电磁和机电设备（如电机、执行器、变压器、传感器和线圈）的工程师，其中Maxwell 2D 包括交流/ 直流磁场、静电场以及瞬态电磁场、温度场分析，参数化分极，以及优化功能。

此外，Maxwel2D还可产生高精度的等效电路模型以供Ansoft的SIMPLORER模块和其它电路分析工具调用。

而Maxwell 3D可以分析涡流、位移电流、集肤效应和邻近效应具有不可忽视作用的系统，得到电机、母线、变压器、线圈等电磁部件的整体特性。

功率损耗、线圈损耗、某一频率下的阻抗（R和L）、力、转矩、电感、储能等参数可以自动计算。

同时也可以给出整个相位的磁力线、B和H分布图、能量密度、温度分布等图形结果。

全新的maxwell16使用精确的有限元方法来求解静态、频域和时变电磁场和电场，软件的一个主要优势是其自动化求解过程，您只需指定几何形状、材料属性和所需的输出。

从这一点来看，Maxwell会自动生成合适的、高效的、准确的网格来解决问题。

这种经过验证的自动自适应网格划分过程消除了分析过程的复杂性，并使您能够从高效、易于使用的设计流程中受益。

另外，ansys maxwell 16的一个关键特性是能够从有限元解决方案中生成高保真、降阶模型，以便在 ANSYS 的多域系统仿真软件 ANSYS Simplorer 中使用。

此功能创建了一个强大的基于电磁的设计流程，使您能够将复杂的电路与Maxwell 的精确组件模型相结合，以设计完整的高性能机电、机电一体化和电力电子系统。