ANSYS Products 2023官方版 R1

ANSYS推出了最新版的有限元分析軟件—ANSYS 2023，ANSYS作為全球最大的仿真軟件公司，在電磁、結構、流體、芯片和嵌入式仿真領域都具有非常領先優(yōu)勢。ANSYS是一個多用途的有限元法計算機設計程序，可以用來求解結構、流體、電力、電磁場及碰撞等問題，現在已經廣泛應用于航空、航天、電子、汽車、土木工程等各種領域。ANSYS還能與多數CAD軟件接口，實現數據的共享和交換，如Pro/Engineer、NASTRAN、Alogor、I－DEAS、AutoCAD等，能夠滿足各行業(yè)需要，是現代產品設計中的高級CAE工具之一。

ANSYS 2023在仿真能力、計算速度、協同設計效率和穩(wěn)健性方面都有大幅提升，同時還實現了更全面的多物理場仿真，能夠充分考慮實際部件在真實工作環(huán)境下的特性，涵蓋電、熱、流體、結構力學、聲學耦合等仿真。還提升了整個物理場產品組合上的性能，推出了專門針對電源分布網絡進行DC分析的工具，實現了SIwave與Q3D軟件的重大改進。在求解器方面也更加高效，旨在更加深入解決客戶的仿真問題、提高仿真問題的速度、擴展仿真模型的規(guī)模。

軟件亮點

1、能實現電子設備的互聯

電子設備連接功能的普及化、物聯網發(fā)展趨勢的全面化，需要對硬件和軟件的可靠性提出更高的標準。最新發(fā)布的ANSYS，提供了眾多驗證電子設備可靠性和性能的功能，貫穿了產品設計的整個流程，并覆蓋電子行業(yè)全部供應鏈。在ANSYS中，全新推出了“ANSYS電子設計桌面”（ANSYS Electronics Desktop）。在單個窗口高度集成化的界面中，電磁場、電路和系統分析構成了無縫的工作環(huán)境，從而確保在所有應用領域中，實現仿真的最高的生產率和最佳實踐。ANSYS中另一個重要的新功能是可以建立三維組件（3D Component）并將它們集成到更大的裝配體中。使用該功能，可以很容易地構建一個無線通信系統，這對日益復雜的系統設計尤其有效。建立可以直接仿真的三維組件，并將它們存儲在庫文件中，這樣就能夠很簡便地在更大的系統設計中添加這些組件，而無需再進行任何激勵、邊界條件和材料屬性的設置，因為所有的內部細節(jié)已經包含在三維組件的原始設計之內。

2、仿真各種類型的結構材料

減輕重量并同時提升結構性能和設計美感，這是每位結構工程師都會面臨的挑戰(zhàn)。薄型材料和新型材料是結構設計中經常選用的，它們也會為仿真引入一些難題。金屬薄板可在提供所需性能的同時最大限度地減少材料和重量，是幾乎每個行業(yè)都會采用的“傳統”材料，采用ANSYS ，工程師能夠加快薄型材料的建模速度，迅速定義一個完整裝配體中各部件的連接方式。ANSYS中提供了高效率的復合材料設計功能，以及實用的工具，便于更好地理解仿真結果。

3、簡化復雜流體動力學工程問題

產品變得越來越復雜，同時產品性能和可靠性要求也在不斷提高，這些都促使工程師研究更為復雜的設計和物理現象。ANSYS不僅可簡化復雜幾何結構的前處理工作流，同時還能提速多達40%。工程師面臨多目標優(yōu)化設計時，ANSYS通過利用伴隨優(yōu)化技術和可實現高效率多目標設計優(yōu)化，實現智能設計優(yōu)化。新版ANSYS除了能簡化復雜的設計和優(yōu)化工作，還能簡化復雜物理現象的仿真。對于船舶與海洋工程應用，工程師利用新版本可以仿真復雜的海洋波浪模式。旋轉機械設計工程師（壓縮機、水力旋轉機械、蒸汽輪機、泵等）可使用傅里葉變換方法，高效率地獲得固定和旋轉旋轉機械組件之間的相互作用結果。

4、基于模型的系統和嵌入式軟件開發(fā)

基于系統和嵌入式軟件的創(chuàng)新在每個工業(yè)領域都有非常顯著的增長。各大公司在該發(fā)展趨勢下面臨著眾多挑戰(zhàn)，尤其是如何設計研發(fā)這些復雜的系統。ANSYS面向系統研發(fā)人員及其相應的嵌入式軟件開發(fā)者提供了多項新功能。針對系統工程師，ANSYS具備擴展建模功能，他們可以定義系統與其子系統之間復雜的操作模式。隨著系統變得越來越復雜，它們的操作需要更全面的定義。系統和軟件工程師可以在他們的合作項目中可以進行更好的合作，減少研發(fā)時間和工作量。ANSYS增加了行為圖建模方式應對此需求。在航空領域，ANSYS針對DO-330的要求提供了基于模型的仿真方法，這些工具經過DO-178C驗證，有最高安全要求等級。這是首個面向全新認證要求的工具。

軟件特色

一、結構軟件新品亮點

現如今的產品都面臨著減輕重量，同時提升結構性能以及設計美感的挑戰(zhàn)，復合材料由于其具有高強度、質輕的優(yōu)點而成為產品重量上的理想選擇材料，但是眾所周知的是，復合材料具有非均質的材料屬性，其性能的實現往往依賴于制造工藝，因此復合材料結構的建模難度很大。

在ANSYS新版本中，工程師能夠輕松完成復合材料結構建模的操作，充分考慮復合材料模型中缺陷帶來的影響，實現在保護形狀復雜性的同時對復合材料模型中的各層施加正確的截止規(guī)則（cut-off rules）。

1、當超彈性部件的幾何結構較為復雜時，如何將網格進行得當的處理，讓仿真在合理的時間內保持運行的網格密度，ANSYS技術技巧將幫助客戶了解如何選擇合適的材料模型，并提供一些有關如何設置模型的建議，以便管理超彈性部件經常出現的嚴重變形和高度非線性現象。

2、金屬薄板作為許多行業(yè)常用的"傳統"材料，能夠提供所需性能的同時最大限度地減少材料和重量。由薄腹板組成的結構被廣泛應用于工業(yè)設備（外殼、起重機等）以及火車、輪船等交通運輸應用中。與3D結構相比，這些薄腹板給網格剖分工作帶來了一系列不同的挑戰(zhàn)，而ANSYS新產品，運用高效的工作流程來管理裝配體中的大量體積部分，以便用戶能自動創(chuàng)建網格化模型。

二、流體軟件新品亮點

在ANSYS中，HPC的發(fā)展不僅能確保CFD求解器實現盡可能高的效率，還能解決整體仿真過程中影響方案效率和可擴展性的其它問題，無論計算資源是由數百個CPU、數千個內核組成，還是由數十個CPU和數百個內核組成。

·CFX提供的"開箱即用"HPC性能得到明顯改善，多級旋轉機械等工業(yè)應用的基準測試在使用多達2,000個或更多內核時體現出持續(xù)的可擴展性。

·Fluent推出基于HDF5的案例和數據文件，開啟了全并行I/O處理之門，可顯著降低讀寫時間，特別是當使用HPC在數百個或數千個內核上運行仿真時尤為如此。

·Fluent和CFX提供的新型HPC網格分區(qū)功能現在可提供更高質量的分區(qū)，避免大長寬比的單元并可讓表面更加平滑，從而改善HPC計算的穩(wěn)健性、收斂結果和可擴展性。

·基于GPU加速，使用Polyflow的材料處理仿真速度現可提高2~6倍。

·通信的進一步優(yōu)化打破了Fluent的并行瓶頸問題，尤其是在高內核數（大于10,000）的情況下。在ANSYS中，燃燒器仿真可擴展至36,000個內核，效率高達到86%，充分展示了這項功能（參見右圖）。

三、電磁軟件新品亮點

隨著ANSYS的推出，ANSYS已向用戶提供了一種先進技術，便于用戶設計和優(yōu)化上述組件并在整個環(huán)節(jié)中充分利用。ANSYS HFSS可讓工程師能夠在基于現實環(huán)境中系統和組件的組合來仿真無線設備和系統。為多尺度問題提供完整的三維精確度，加快布局研究和魯棒性，并支持通過組件共享實現協作。

1、ANSYS電子桌面

·全新ANSYS電子桌面:統一窗口、高度集成的界面能支持ANSYS電磁場求解器、電路/系統仿真、ECAD鏈接并自動生成相關報告。

·ANSYS用戶界面將三維電磁場分析如HFSS、Q3D Extractor、HFSS 3D Layout、Planar EM與電路和系統分析集成到單個統一的環(huán)境中，能夠實現電磁仿真和電路仿真之間的動態(tài)鏈路仿真。

·帶加密功能的組件庫模型實現整個設計鏈中實現協作：帶加密功能的組件建?？勺層脩魧⑵浣M件模型加密，從而在組件設計人員和系統集成人員之間進行共享。

·器件網格與裝配功能： 網格與裝配可支持無需重新對整個結構進行網格剖分就能修改設計中的天線和其它組成部分，從而實現快速的設計研究和優(yōu)化。

在ANSYS版本里，ANSYS提供的先進技術能夠提供電磁場仿真和電路仿真之間的無縫鏈接。此外，ANSYS還提供了全新的自動化用戶定制設計流程以及高級容差電磁場求解器，便于將電源和信號完整性分析集成到主流設計流程中。ANSYS ECAD設計流程可支持由電路板、封裝、連接器和IC插槽組成的電子系統的端到端仿真。自動化流程可減少耗時的手動設置和由此造成的誤差，并簡化系統成品測試標準生成和系統驗證工作。

2、ANSYS SIwave-DC和ANSYS Icepak仿真實例

·ANSYS界面：該全新界面環(huán)境可提供高度集成的EM工具、電路/系統仿真、ECAD鏈接以及合規(guī)報告功能。

·容差SIwave求解器：為確保成功求解，對SIwave求解器的功能進行顯著增強，使之成為信號和電源完整性市場領域的首選求解器。

·非圖形SIwave運算：SIwave提供的最新非圖形運算功能可幫助用戶在自動化定制設計流程中充分利用最新容差ANSYS SIwave求解器。

·SIwave用戶界面經過升級后，采用基于功能區(qū)的界面，可提供配備虛擬合規(guī)向導的設置功能和求解運算功能，且能夠自動執(zhí)行阻抗熱點檢測。

3、ANSYS在電機、無線能量傳輸和平面磁性器件設計方面取得了重大的新的發(fā)展。ANSYS面向電機市場推出了全新的機械熱分析設計流程；可預測疊片結構中鐵芯損耗的高級求解器；以及可將有限元求解耦合到電路仿真中的新技術，可增強Maxwell與半實物仿真平臺耦合的功能。其技術亮點如下：

·在ANSYS版本中，ANSYS將RMxprt與第三方公司Motor Design Ltd的MotorCAD套件（用于電機設計的模板式熱學分析解決方案）進行耦合，實現獨特的電機設計解決方案，用以對電機進行電磁與熱分析。

·Maxwell引入了新的求解器技術，包括疊片結構矢量磁滯和鐵芯損耗計算、基于磁滯模型的充磁計算和增強的瞬態(tài)求解器，可擴大ANSYS在電機設計中的領先優(yōu)勢。

使用說明

1、3D組件，ANSYS 3D Components代表更大模擬的離散子組件，可以很容易地重復用于ANSYS HFSS中的電磁仿真。

2、3D組件可以封裝幾何體，材料屬性，邊界條件，網格設置，激勵和離散參數控制。

3、它們便于設計重復使用，如天線，連接器和表面貼裝器件，如貼片電容器，電感器和分立LTCC濾波器。

4、為了實現行業(yè)范圍的協作，可以使用密碼保護，文件加密和創(chuàng)建設置創(chuàng)建ANSYS 3D組件，以謹慎地控制組件最終用戶可以看到哪些功能。

5、然而，HFSS仿真引擎完全了解仿真中的整個組件，因此提供了完全耦合和完整的電磁仿真結果。

6、ANSYS 3D組件可以比作實現為即插即用模塊的模擬的構建塊。