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揭秘:自主创新中的中源广科藏着哪些核心基础(二)

发表时间: 2019-06-06 17:00:00

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众所周知,CFD是CAE的核心组成部分。前面小编给大家介绍了CFD的概念,本期我们将继续为大家普及CAE的相关知识。

01
 什么是CAE?


一句话很难说清楚,通俗的讲就是通过计算机各种软件代替实验操作,把实验搬到电脑里,模拟产品的相关性能,从而达到省时省力,节约成本的目的。通过CAE电脑模拟能够提前发现问题,更改设计,最后模拟没有问题了,那么实际产品也就差不多成型了。

CAE(Computer Aided Engineering)指工程设计中的计算机辅助工程,指用计算机辅助求解分析复杂工程和产品的结构力学性能,以及优化结构性能等,对其未来的工作状态和运行行为进行模拟,及早发现设计缺陷,并证实未来工程、产品功能和性能的可用性和可靠性。而CAE软件可作静态结构分析,动态分析;研究线性、非线性问题;分析结构(固体)、流体、电磁等。


微型相机可变焦液态镜头变焦过程的CAE仿真


02
 CAE软件可分为两类:  


1、针对特定类型的工程或产品所开发的用于产品性能分析、预测和优化的软件,称之为专用CAE软件;

2、可以对多种类型的工程和产品的物理、力学性能进行分析、模拟和预测、评价和优化,以实现产品技术创新的软件,称之为通用CAE软件。


   

CAE的作用你了解吗?



03
 CAE的作用   


1、增加设计功能,借助计算机分析计算,确保产品设计的合理性,减少设计成本。

2、缩短设计和分析的循环周期。

3、采用优化设计,找出产品设计最佳方案,降低材料的消耗或成本。

4、在产品制造或工程施工前预先发现潜在的问题。

5、模拟各种试验方案,减少试验时间和经费。

以上功能,我们自主研发的clabso也能完美体现。对此,我们来举一个实际案例。


图源自倚世科技伯努利排风柜

市面上有一款伯努利排风柜,我们现通过clabso对这款排风柜进行气流流场模拟分析,使其达到柜内最佳补风效果,为排风柜结构进行优化设计。

优化前示意图


首先,我们对排风柜上部简单加一个入风口,并在下部添加了两个挡板,经过整体流场分析后发现2个问题:

1、在工作区上方出现一个较大的旋涡(位置1);

2、送风和出风在上部开孔处,由送风口直接进入出风口(位置2)。


优化前的气流走向图


针对上述出现的问题,我们对排风柜结构做了如下调整:

1、上部:左边去除挡板(位置1),右边开孔(位置2)。

2、下部:减小开孔面积(位置3)。


结构优化示意图


优化后的气流速度云图和气流走向图


结构调整后我们再次进行了模拟分析,发现工作区气流在补风管道出来与工作区的自吸气流组合,形成一个单向的气流结构,同时,内部在靠近A位置处形成一个很小的旋涡,基本已经控制在可控范围内,若要把这个旋涡变小,只需调节孔的大小。


排风柜整体气流流线图


从整体看,优化处理后的气流结构和流线基本符合最佳补风效果。整个模拟过程中每一个结构网格数量是3500万,计算时间约为5小时,全部方案的计算时间我们仅用了25小时。


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