多学科优化软件 案例 SIMCUBE

leilina

多学科优化资料，由于文件太大了，发不上来，有兴趣的可以发信息给我，184102830891. 典型案例案例1XX多学科集成项目

项目目标：

项目来源于国家重点基础研究发展计划，项目要求实现某国防领域相关学科领域的多种商业软件和自编程序算法的集成；实现自编程序与商业软件的输入、输出的数据类型集成；实现模块之间的数据传递，并能在迭代的过程中从下游流程反馈到上游流程中，即可以逆向传递数据；实现数据在仿真过程的实时可视化，可查看各种物理量的变化趋势，在流程运行结束后也可查看各个参数的变化趋势，提供曲线图与云图绘制功能。

                              

图10 某项目业务流程图

实现方案

实现流程

①    PERA.SimCube的自动化应用Atuomation提供仿函封装各种商业软件和自编程序算法，提供复合仿函解决通用的流程模式，如序列、并行、分支、循环、总线等；

②    仿函有各种输入、输出参数，通过参数封装项目中的各种数据类型；

③    提供参数之间的链接达到数据的传递功能；

④    提供参数的数据可视化，使用多线程技术在流程运行过程中对数据实时可视化；

⑤    提供流程多种执行模式：单个仿函的执行、单步调试执行和自动化执行；

⑥    提供报告生成功能；

⑦    应用的框架基于插件开发，具备很好的可扩展性，仿函、参数都可按业务需求使用框架进行二次开发；

⑧    另外，仿函与参数的编辑器同样可基于插件扩展；实现模型数据提取仿函提取另一个流程的计算结果数据，利用这个仿函便于多个流程之间的衔接，便于对流程按业务模块进行分层设计实现。

应用效果

PERA.SimCube获得项目单位的高度赞扬，认为其在复杂工业品的研发中，尤其是集成自研程序的过程中，可提供极高的应用价值。其中流程建模、流程执行、数据可视化等功能可帮助研发人员节省大量时间；尤其是实时可视化功能，非常有利于研发过程初期仿真流程的调试，提高仿真效率。

虽然源于某项目单位课题，但实际上因为系统在架构设计上做了充分全面的考虑，包括在通用性与业务相关功能上做了很好的抽象，所以使PERA.SimCube具有优秀的实用性和扩展应用价值，可灵活响应和满足研发设计单位协同仿真、多学科集成等迫切需求，快速解决企业困扰。

案例2复杂流体动力计算系统项目

项目目标

本项目基于某船所水面舰船研究部总体仿真设计工作的现状，构建一个统一的仿真设计平台。实现对研制型号流场分析流程的集成封装，通过项目实施，达到以下目标：

1.   根据输入对象，开发不同类型的图纸或三维模型向计算模型的自动转换功能。对于Wasim计算模型转换可默认剖面位置、剖面型值点数量，也可手动输入剖面位置、剖面型值点数量。

2.   标准化定制输入设置，开发数据程序自动准备Wasim、CFX计算输入标准化定制文件，计算模型自动导入，计算参数采用默认输入，也可手动修改，输入设置完成后自动执行计算程序。

3.   针对结果文件的参数提取，需开发数据程序从计算软件中输出所需的结果文件，并对结果文件中的结果按照定制输出模板进行提取、输出。

4.   对提取得到的结果进行数据分析、换算，并开展各种对比分析，形成运动变化趋势曲线、作业极坐标图、兴波波高图等。

实现方案

以Hysim软件为基础软件框架，分别构建Wasim和CFX计算分析流程，实现分析流程的自动运行和相关的前后处理功能。

Wasim计算流程

Wasim计算流程实现Wasim软件的数据格式转换等前后处理和自动计算过程，在计算流程中开发前处理交互界面，提高数据处理过程的效率（如下图所示）。

图 1 Wasim计算流程

Wasimpre组件：实现从型值表文件到Wasim计算模型的转换；

WasimSolve组件：Wasim计算参数设置，并驱动计算

WasimPost组件：WasimPost设置后处理需求响应，驱动后处理程序，提取数据结果到Excel

CFX计算流程

CFX计算流程完成从ICEM软件网格划分到后处理结果输出的全过程。

图 2 CFX计算流程

ICEM网格划分组件主要实现三维模型文件(*.igs)到CFX网格文件的转化。

CFX仿真计算组件，以向导方式实现CFX环境下航行船舶的流场瞬态计算功能

CFX结果后处理组件主要实现CFX结果文件导入、CFX结果数据抽取、CFX结果数据二次计算、CFX结果数据绘图。

案例3XX武器总体快速设计系统项目

项目目标

本项目基于某航天所总体仿真设计工作的现状，构建一个统一的快速设计系统。实现XX武器总体整个设计过程的的快速化，通过项目实施，达到以下目标：

Ø  根据的总体设计流程，构建基于XX武器总体专业的快速设计系统；

Ø  XX武器总体快速设计系统包括三维计算模块、气动计算模块、动力参数计算模块、弹道计算模块等，封装各专业的设计工具和算法；

Ø  根据XX武器总体设计流程，通过输入XX武器指标，系统自动调用各设计模块开展设计，最终形成XX武器总体方案论证报告；

Ø  系统允许设计人员暂停、区间执行或改变设计流程等操作，使系统能够适应更多的武器系统论证任务；

实现方案

以Hysim软件为基础软件框架，分别构建总体各专业分析流程（总体、气动动力、弹道等），实现总体整个分析流程的自动运行和相关的前后处理功能。

总体设计模块

总体设计模块实现XX武器的舱段参数化创建，并将模型输出给后续的气动计算模块，某些模型数据需要进行简单计算以用于后续模块的计算（如下图所示）。

  

图１总体模块

设置各分部段几何参数，包括形状、质量、质心、转动惯量以及翼片类型、尺寸以及个数，在PRO-E中生成模型

气动计算模块

气动计算模块完成从ICEM软件网格划分到后处理结果输出的全过程。

图２气动计算模块

Ø  ICEM网格划分组件主要实现三维模型文件(*.igs)到气动网格文件的转化。

Ø  FLUENT仿真计算组件，以向导方式实现FLUENT环境下XX武器的流场多工况的瞬态计算功能

Ø  Fluent结果后处理组件主要实现FLUENT结果文件导入、FLUENT结果数据抽取、FLUENT结果数据二次计算、FLUENT结果数据绘图以及报告的自动生成。

动力计算模块

动力计算模块实现ＸＸ武器发动机的设计全过程封装

图３动力计算模块

Ø  根据设计需要进行药型选择

Ø  计算发动机顶盖结构强度

Ø  发动机内弹道计算，得出总冲等关键参数

Ø  搭建优化流程，优化发动机关键的几个设计参数

Ø  发动机输出曲线绘制

弹道计算模块

弹道计算模块实现ＸＸ武器弹道的计算过程

图４弹道计算模块

Ø  XX武器外弹道计算，计算出射程等弹道参数

Ø  绘制弹道曲线并输出

Ø  按固定格式自动生成弹道报告