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国产CAE软件有哪些?

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本文摘要(由AI生成):

本文介绍了多个自主CAE软件,包括电磁仿真、结构仿真、热流体仿真和计算流体力学软件,这些软件在各自领域具有广泛的应用。文章还提到了国家超级计算无锡中心的“神工坊”团队,他们提供高性能仿真应用定制开发服务,以满足不同客户的需求。同时,文章也指出了中国自主CAE软件发展的机遇和挑战,包括政策支持和庞大需求市场。


CAE是什么?

CAE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,把工程(生产)的各个环节有机地组织起来,其关键就是将有关的信息集成,使其产生并存在于工程(产品)的整个生命周期。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。

如果工业软件是皇冠,CAE则是皇冠上最亮的明珠。CAE长期与三维CAD、EDA一并被称为工业软件中最难跨越的“三座大山”,涉及物理学、数学、计算机等众多学科知识。同时,CAE软件对优化产品设计、缩短产品开发周期具有积极作用。在当前数字化转型大势下,CAE技术更是在数字孪生、物联网中承担着重要角色,是助力企业实现数字化升级的关键核心之一。

我国CAE市场份额

CAE 技术难度高、依赖工程经验积累,海外 CAE 厂商起步较早、积累较深,所推出的 CAE 产品具有较高的通用性、稳定性和可靠性,在下游工业制造业企业中拥有较高的知名度以及广泛的客户资源。目前我国 CAE 市场主要被海外厂商主导,根据 IDC 数据,2021 年 Ansys、西门子、达索的市场份额分别为 19%、17%、10%,几乎占据了整体市场的半壁江山,而国产厂商整体市场份额仅为 15%,国产替代空间广阔。

国产CAE软件盘点

1、HAJIF

航空结构强度分析与优化设计软件系统HAJIF是中航工业强度所研制推出的国内航空届最为全面的大型CAE软件系统,以强度试验数据库为支撑,提供飞行器结构静强度、动强度、热强度、气动弹性、结构优化设计等基本求解功能,以及飞机结构细节强度校核、耐久性等特色分析功能。系统还提供可满足用户特殊需求的开放式定制环境,并设计有与多种主流CAE软件的接口,具备独立的图形前后置处理功能。

2、SiPESC

SiPESC工程与科学计算集成化软件平台是由大连理工大学运载工程与力学学部/工业装备结构分析国家重点实验室研发的面向工程与科学计算的集成软件系统,目的是构建适用于计算力学的科学研究和工程应用的公共服务软件平台,其特色是开放式、集成性和面向大规模计算。

3、PHengLEI

风雷软件PHengLEI是中国空气动力研究与发展中心(CARDC)研发的面向流体工程的混合CFD平台。PHengLEI同时具备结构、非结构解算器,采用二阶精度有限体积法数值求解雷诺平均(RANS)方程。集成了Roe、Van-Leer、AUSM、Steger-Warming等计算格式,提供了SA和SST湍流模型。采用大规模并行计算技术和显/隐式时间格式,高效求解模型方程。软件提供常用前、后置软件接口,如Gridgen、ICEM-CFD、Tecplot、FieldView等。

4、INTESIM-Structure

结构分析软件INTESIM- Structure能够模拟复杂的固体力学问题,特别是结构高度非线性问题,包括几何大变形、材料非线性、接触非线性问题。目前主要支持结构稳态线性/非线性分析、瞬态分析、模态分析、热力学分析。

结构分析模块的适用范围非常广泛,包括航空航天结构(如飞机机身)、兵器、机械零部件(如叶轮、传动轴)、汽车结构(如车身骨架,悲置装置)、海洋结构(如船舶结构)、土木工程结构(如桥梁、建筑物)以及应用于微尺度的微机电结构(如微泵、微电子芯片)等。

5、INTESIM-CFD

通用流体分析软件INTESIM-CFD具备一体化前后处理及复杂流场仿真能力,支持从不可压到亚、跨、超声速的全速流体力学计算,为重点行业的各应用领域提供解决方案。

软件集几何建模、网格剖分、物理场设置及结果可视化于统一界面,支持仿真分析全流程脚本化。软件具备丰富的物理模型,可解决多类工程实际问题,包括多相流、动网格、旋转机械、共轭热传导、高超气动热等;具备高效的并行计算能力,且并行核数不受限制,支持众核异构多核并行及GPU加速。

6、INTESIM-Acoustic

INTESIM-Acoustic声学分析模块主要采用有限元方法模拟声场在媒介中的传播、吸收和反射现象,广泛应用于汽车、航空航天、船舶、电子电器等领域,通过声学仿真分析可以帮助解决工业设备运行时的噪声污染等问题,INTESIM-Acoustic支持模态、瞬态和谐态三种分析类型,具备常用的声场边界和声源,并支持结构-声学强耦合分析等,具备较完整的声学仿真所需的功能。

7、PERA SIM Fluid

PERA SIM Fluid是安世亚太自主开发的通用流体仿真系统。PERA SIM Fluid采用计算流体动力学(CFD)数值模拟技术,包含能够精确模拟日常遇到的各种工程流动问题的求解器,提供可压计算、不可压计算、传热计算及多相流计算等功能。

8、PERA SIM Mechanical

PERA SIM Mechanical是安世亚太自主开发的结构力学分析系统,不仅能提供全面的线性、非线性、静力、动力、热、热结构耦合等分析功能,还能够实现与PERA SIM Fluid流体仿真、PERA SIM LEmag电磁仿真的单向耦合求解。

9、RDSim

RDSim三维电磁仿真软件由上海霍莱沃自主开发,运用改进的矩量法、快速算法及高频算法实现高精度高效率的电磁仿真,可实现任意三维电磁物体的电磁场仿真分析。覆盖天线、大尺寸RCS、微波器件及天线布局等应用方向,为复杂电磁问题分析提供全方位的解决方案。

10、中望高频电磁仿真

中望高频电磁仿真是一款自主三维高频电磁场仿真软件。基于革新性EIT技术与FEM有限元算法,中望高频电磁仿真拥有精确的求解器、完善的前处理和强大的后处理能力,可帮助用户高效完成天线、微波器件等高频组件及相关产品的仿真和分析。

11、中望结构仿真软件

中望结构仿真是集建模与仿真于一体的有限元结构仿真分析平台,用于模拟产品结构在各种工况下的力学行为,评估产品结构设计的合理性,帮助企业缩短研发周期,降低研发成本。

12、Simright Simulator

Simright Simulator是一款通过Web浏览器在线使用的结构仿真分析软件,通过计算机仿真评估产品的结构性能,降低物理测试成本,帮助用户迅速地做出更明智的设计决策。Simulator简单易用,即使没有CAE软件使用经验的用户,也可以快速掌握。用户上传CAD模型后,经过简单的设置就可以提交仿真分析,并快速得到计算结果。

13、AICFD

AICFD是由天洑软件自主研发的一款通用的智能热流体仿真软件,可针对复杂流动和传热现象进行快速智能仿真,在航空航天、车辆交通、能源动力、电子电器、生物工程、船舶水利、环境工程、体育工程等领域有广泛应用。作为一款通用的热流体仿真软件,AICFD拥有丰富的湍流模型,包含传热、化学反应、多相流、噪声等多种物理模型,及人工智能、旋转机械、电子散热等特色模块,可以帮助工业企业建立设计、仿真和优化相结合的一体化流程,提高产品的开发效率。

14、QFLUX

QFLUX是十沣科技针对国内流体力学仿真需求倾力打造的一款全中文通用计算流体力学软件。软件具有先进的网格处理技术、丰富的物理模型、高效的图形交互界面、快速的求解速度、高精度算法等核心优势,可以模拟不可压缩湍流与分离流、多刚体6DOF运动、流固耦合换热、固体导热与热辐射、多孔介质渗流、化学反应流、稀薄气体流、多相流、空化、离散相流动、标量输运、气动/水动声学等复杂物理过程,还能够实现与TF-Struct(CFD-CSD)、TF-Particle(CFD-DEM)、TF-Acoustic(CFD-CAA)等多学科的耦合仿真。

如有遗漏或不准确之处,欢迎在留言区指正。

目前国外软件已步入市场推广阶段,而中国CAE软件仍处于研发阶段。面对时代赋予的机遇和挑战,国家超级计算无锡中心“神工坊”团队,秉持“算力赋能、协同创新”的理念,提供高性能仿真应用定制开发服务,基于客户需求和客户实际工作场景,开发定制化高性能仿真应用,赋予其高保真仿真能力的同时,具备友好的用户使用体验。

神工坊仿真应用定制案例

1、ConRodSim

此应用是通过与汽车零部件企业合作,针对汽零常用部件开发定制化仿真APP,根据初始几何外形、约束和目标参数,自动化实现零件的形状优化,实现企业降本增效目标。

2、TankSim

此应用是与江苏物流装备企业合作,针对其罐箱运输过程中,箱内液体晃动情况及液体冲击对箱壁结构损伤等实际场景,开发定制化仿真APP,实现两相流及流固耦合的联合仿真。

3、WTSim

此应用是与风电整机企业合作,针对风场风力机在非定常入流情况下,整机流场及受力分布情况,开发定制化仿真APP,实现从网格划分到后处理的全流程仿真作业。

近年来,国家陆续出台了多项支持工业软件发展的重大政策,为中国自主工业软件发展营造了良好的政策环境,同时大量新型装备的研制以及工业数字化转型为工业软件发展提供了庞大的需求市场,这些都为自主CAE软件发展带来了前所未有的机遇。

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中望 ZWsoft安世亚太 PERASIM英特仿真 INTESIM格物CAE
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首次发布时间:2023-02-10
最近编辑:8天前
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