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CAEer没有周末?不存在的!!脚本——让CAEer周末约会变为现实!!

2月前浏览15601

本文摘要(由AI生成):

本文讨论了CAE计算中重复劳动过多及软件操作物理和几何继承性差的问题,导致占用大量时间。文章介绍了基于workbench平台的参数化和程序化方法,通过导出参数并集中管理,以及采用日志和脚本方式连接整个计算过程,解决了上述问题。文章还通过圆管流动的算例展示了脚本在CAE中的应用,提高了计算效率,使CAE人员有更多时间享受美好生活。

   

      经常听到CAE工程师抱怨,仿真工作量大,经常加班,严重影响自己的生活质量(单身狗没有周末,谈何约会呀,哎!) 。这里我们认真分析下,为什么会出现这种情况,如何解决这种情况,从而让大家的周末丰富多彩起来。

       做过仿真的人都知道,对于一项仿真工作而言,前处理(几何和网格)可能要占到整个项目的40%-50%。为什么会出现这种情况?因为,几何模型是基础,处理不合适影响物理分析,影响网格划分和网格多少吧,甚至很多情况对于几何模型的划分要采用敏感性分析的方法来确定(例如绕流现象)。网格划分是前提吧,网格划分不好,影响收敛性和精确性。

       真正的求解设置可能可能所占时间不到10%---因为模型是确定的,边界条件一般也是确定的,但令人讨厌的是,输入输出的条件却有可能变化。“老板”们心情好了,让学生们算个5m/s的进口就OK了,心情不好时,再算个10m/s,15m/s,苦逼呀!! 

       等到求解过程中,可能只是计算机的自娱自乐,只要不发散,让它自己run吧。 

      最后就是后处理阶段,这里也要占用一定的时间。因为对于不同行业,ansys作为一款通用软件,不可能包含所有的输出变量(例如气动力学中的升力和阻力系数,两相流中的摩尔比),这个需要一定的编程能力。但一旦把这些参数设置好,CAEer都希望能一劳永逸(我们不想加班!!!)。 

       所以,综合分析,一项CAE之所以占用了大家美好的休息时间和周末约会时间,主要是因为以下两个原因 (1)重复性劳动可能过多,上文提到的进口5m/s,10m/s,15m/s的例子从本质上说,就是一些重复性劳动。 (2)软件操作的物理和几何继承性太差,达不到大家“一劳永逸”的美好愿望,稍微改变一个参数可能都要重复画网格,做计算,做后处理。

       值得幸运的是,基于workbench平台的计算,软件开发者为我们提供了最大可能解决了以上问题的方法。这里需要提出两个概念,即参数化和程序化。 CAE计算的“参数化”,也就是大家经常用到的parameter set,将相关重要数据导出并集中到一起,便于大家查看和修改,主要包括输入参数和输出参数。如下文: 

 图1 CAE参数化示意图 

      CAE计算的“程序化”可能就是大部分人没有听过的。所谓CAE计算的“程序化”,也就是采用日志和脚本(Journaling和Scripting)的方式,将整个计算连接起来,解决上文提出的CAE问题.必须指出的是,CAE计算的“参数化”是CAE计算的“程序化”的基础,如果没有把重要输出输入变量参数化,就无法通过程序的方法解决,提高计算效率。 下面以一个简单的圆管流动的例子说明Journaling和Scripting在CAE中的应用。如图所示,一根中间某段存在缩小的管子(管径suoxiaoR变化)。进口温度(inletT)变化,而进口速度(inletV)和管道所处的环境温度(outsideT)保持。需要求解的是,不同工况下,进出口间管壁的热损失(不考虑管壁厚度)。

 图2:算例模型 

      另外一方面,为了验证计算结果与网格无关(grid sensitivity), 需要对整个计算网格进行无关性(引入网格细化因子Refinement,该值越大,证明网格越小,生成的网格数越多)验证。 将以上设定好的变量导出至parameter set中后,如下图所示

 图3 parameter set中相关参数 

       对于此工况先进行初步计算,并获得壁面热损失。将此结果导出,可到如下图所示:

 图4 parameter set中相关参数 

       继而,记录操作日志(Journal),如下图所示: 

 图5 脚本记录 

       并将其保存在特定位置,如下图所示:

 图6 脚本保存 

       修改原始参数后,选择更新整个流程,完成整个计算。最后选择停止脚本记录 

 图7 脚本停止记录 

       选择用记事本打开刚才生成的脚本文件jiaoben.wbjn后,可以看到 

图8 脚本示意图 

      这是一个采用ironpython语言写的脚本文件,所以,上文提到的“重复性劳动”可以通过对这个脚本的修改来实现,最简单的就是在原始脚本的基础上增加一些循环,使其能够重复性计算。 

 图9 脚本运行 

      选择添加过脚本后的程序,运行后,workbench便可以自动进行计算,CAEer便可以去享受美好生活了!!! 另外,由于workbench旗下的软件一般都有良好的几何和物理继承性,这也是使用workbench软件的好处吧。 综上所示,采用基于workbench的脚本方法,可以大大提高CAE操作人员的操作便利性,提高仿真效率,让CAEer们的周末约会变为现实!

      附件为原始文件和修改后的脚本文件,感兴趣的发个红包呀,小弟先谢谢您了

附件

15积分20181204191407-Desktop.rar
CFXDesign XplorerWorkbench代码&命令python参数优化
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2018-12-04
最近编辑:2月前
CAE惠老师
硕士 | 仿真工程师 愿在CAE的道路上与你同行,加油!
获赞 32粉丝 321文章 10课程 1
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未登录
2条评论
咔啦龙
签名征集中
4年前
ironpython和Python是什么关系?用的是一套语言吗?
回复 1条回复
孟德尔的灵魂
签名征集中
4年前
请问老师,运行脚本以后,我去哪里查看我的结果,我发现在workbench里只显示当前设计点的结果,其他设计点不显示
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