汽车工业CAE解决方案Word文档格式.doc
- 文档编号:15274530
- 上传时间:2022-10-29
- 格式:DOC
- 页数:7
- 大小:537KB
汽车工业CAE解决方案Word文档格式.doc
《汽车工业CAE解决方案Word文档格式.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《汽车工业CAE解决方案Word文档格式.doc(7页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
2.汽车工业与CAE
汽车工业代表着一个国家制造业发展的水平,它不仅是带动面最广泛的工业,而且是高新技术的最大载体,一般航空、航天领域的高精尖技术只有通过汽车工业才能转化为规模产业,所以汽车工业是或曾是几乎所有发达国家的支柱产业。
作为制造业的中坚,汽车工业一直是CAE应用的先锋。
CAE技术的应用,有效地推动了汽车制造业的前进;
汽车业的需求也极大地带动了CAE。
多年来,汽车业的选型趋向一直是CAE技术发展的晴雨表,也是业内人士关注的焦点。
在汽车产品的研发过程中,CAE已经成为设计链中必须的条件,没有CAE分析的设计就不能进入下一个技术流程。
新产品开涉及到的疲劳、寿命、振动、噪声等强度和刚度问题,可成熟地在设计阶段解决,这样就可以大幅度提高设计质量,缩短产品开发周期,节省大量开发费用。
2.1.汽车工业CAE应用分类
CAE分析贯穿了汽车开发的全过程,小到螺栓预紧力分析,大到整车碰撞模拟和整车NVH(噪声、振动和声振粗糙度)分析,CAE分析都发挥了无可替代的优势和作用。
CAE分析范围覆盖了结构、流体力学、多体动力学、被动安全、工艺、整机合整车性能等方方面面。
概括起来,目前汽车开发过程中的CAE分析主要包括:
1.结构强度、刚度和模态分析及结构优化设计。
汽车结构有限元分析的应用体现于:
一是在汽车设计中对所有的结构件、主要机械零部件的刚度、强度和稳定性进行分析;
二是在汽车的计算机辅助设计和优化设计中,用有限元法作为结构分析的工具;
三是在汽车结构分析中普遍采用有限元法来进行各构件的模态分析,同时在计算机屏幕上直观形象地再现各构件的振动模态,进一步计算出各构件的动态响应,较真实地描绘出动态过程,为结构的动态设计了提供方便。
2.噪声、振动与不平顺性(NVH)分析。
有限元法除了广泛应用于汽车结构分析外,还可应用于车身内的声学设计,通过车身内声模态与整机模态的耦合,评价乘员感受的噪声,并进行噪声控制。
3.疲劳寿命与可靠性分析。
汽车产品设计已进入有限寿命设计阶段,要求汽车在设计的使用期内整车和零部件完好,不产生疲劳破坏;
而达到使用期后,零部件尽可能多地达到损伤。
以求产品轻量化,节约材料和节省能源。
4.碰撞与安全性分析。
汽车模拟碰撞分析的目的就是为了提高汽车被动安全性能。
对于汽车被动安全性能的要求,一是在碰撞时,车身结构、驾驶系统、座位等能吸收较高能量,缓和冲击;
二是发生事故时,确保车内乘员生存空间、安全气囊、座椅安全带等对乘员的保护功能,以保证乘员安全并在碰撞后容易进行车外救助和脱险。
5.气动或流场分析。
随着计算机技术的飞速发展,应用计算流体力学(CFD)方法来预测汽车车身外部流场已成为可能。
CFD在汽车领域中的绝大部分应用都集中于进行汽车外流场的数值模拟。
在内燃机的设计和开发中,CFD已经被作为一种重要而有效的工具加以利用。
6.汽车的可操纵性分析。
车辆的可操纵性分析是指利用整车多体动力学模型,在驾驶人员采用不同驾驶方法的情况下,对车辆的侧倾稳定性进行仿真研究,还可以预测车辆在各种极限条件下的性能。
7.整车性能的分析评价与预测。
从整体的角度对汽车的各种性能进行分析和预测,包括汽车的空气动力学特性、声学特性、振动特性、操纵稳定性、乘坐舒适性、碰撞安全性等。
2.2.汽车工业常用CAE软件
目前,国内汽车工业进行CAE分析以使用国外成熟的商业软件为主,也有少量自编程软件。
常用的CAE软件如下:
l前后处理Hyperworks,Patran
l碰撞分析LS-Dyna,Pam-Crash、Radioss
l机械动力学仿真Adams
l非线性分析Ansys,Abaqus,Marc
l疲劳分析Fatigue
l流体分析Fluent,Star-cd,AVL-Fire
l锻压过程仿真SuperForge
l汽车内噪音预测分析Akusmod
l多学科智能优化iSight
l汽车自动化建模SOFY
l发动机热力学分析GT-Power
l整车性能分析GT-Drive
l……
3.曙光的汽车CAE解决方案
由于受到计算机硬件价格和技术的制约,早期的汽车CAE软件大多运行在工作站甚至是配置较高的个人PC机上。
然而,随着汽车设计对CAE计算精度要求的日益提高,CAE的计算规模和复杂程度迅速增长,个人PC机早已不能满足应用需求,目前大部分的汽车CAE软件都在高性能服务器上进行。
针对不同的汽车CAE软件和不同的计算规模,曙光公司给出了以下几种典型方案供用户参考:
3.1.方案一
l个人工作站
节点型号
A440r-F(1台)
基本配置
CPU:
2*AMDOpteron2000
内存:
8~16G
硬盘:
4*SATA(Raid0)
OS:
WindowsXP64bit
专业图卡:
NvidiaQudroFX1500-5500(256MB-1GB)
适用范围
小规模汽车CAE模拟
适用软件
Hyperworks、Patran、Fluent、Star-cd、AVL-Fire、Ls-dyna、Pam-crash、Radioss等
3.2.方案二
l工作组服务器-SMP
A950r-F(1台)
8*AMDOpteron8000
32~64G
4*SCSI/SAS(Raid0)
RedHat/SuSe/WCCS
隐式结构分析软件的中、大规模计算
Ansys、Abaqus、Marc、Nastran等
3.3.方案三
l工作组服务器-Cluster
A950r-F(1台)+820r-F(4台)
+
l
A950r-F:
A820r-F:
4*AMDOpteron8000
16~32G
1*SCSI
网络:
GigaE/Infiniband
隐式结构分析软件的超大规模计算
说明
主节点(A950)的特殊性:
除了参与计算外,还负责读入数据、分配计算单元、控制计算流程和收集计算结果
3.4.方案四
l工作组服务器-Blade
TC2600(1~4台)
4~8G(主节点内存加倍)
1*SAS
CFD软件和显示结构分析软件的中小规模(1台)、大规模(2~2台)和超大规模(2~4台)计算
Fluent、Star-cd、AVL-Fire、Ls-dyna、Pam-crash、Radioss等
4.曙光服务器在汽车行业的CAE应用案例
4.1.案例一
用户单位
长春一汽
服务器配置
4台R4380A,用千兆以太网连接,每台R4380A配置四路双核CPU,整套服务器共计32CPU
实施日期
2006年9月
使用情况
用户使用FORTRAN编译器ABSOFT9.0(STARCD版)、商业Fluent软件和STAR-CD软件,模拟汽车行驶过程中车体所受风载以及发动机内部的复杂流场。
几个月的使用结果表明以上软件在曙光机群上运行稳定,且具有较高的计算效率,大量的计算结果为汽车设计提供了强有力的理论支持,大大缩短了设计周期,节省了研发经费。
4.2.案例二
清华大学汽车系
8台双路AMDOpteron节点机集群;
2004年
用户使用商业Fire、Fluent、STAR-CD软件,对汽车的外流场和发动机的内流场进行模拟。
三年多的使用结果表明,曙光机群对上述软件的并行能够很好的支持,且具有较高的并行效率。
尤其是全流场模拟和精细网格流场模拟,这类在以前的计算机硬件条件下根本无法实施的大规模计算,在曙光机群上能够顺利完成。
4.3.案例三
上海超级计算机中心
512台R4280节点机集群,myrinet高速计算网,每个节点4路单核AMDCPU,整个机群共2048颗CPU
2003年
上海大众等国内多个汽车研究机构在上海超级计算中心机型汽车CAE辅助设计,运行的软件包括Fluent、StarCD、LS-Dyna和PamCrash等
5.相关编纂人员介绍
²
龚道童:
n 所学专业:
流体力学
n 工作部门:
曙光公司技术支持部解决方案中心
n 工作方向:
售前技术咨询,售前方案制作和呈现,性能测试
曹连雨
热物理与流体力学
n 所在单位:
流体力学、财政软件等相关技术的售前支持工作
戴荣
水工结构
曙光公司高性能集群产品技术咨询、方案制作
7
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 汽车工业 CAE 解决方案