理论教育 联合仿真的主要方式优化

联合仿真的主要方式优化

时间:2023-06-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:联合仿真方式的典型应用有:多体动力学与控制系统、结构与气动载荷等。

联合仿真的主要方式优化

1.模型转换式(Model Transfer)

模型转换式的原理如图4-2所示。其主要原理是将其中一个工具的模型转化为特定格式的包含模型信息的数据文件,供另一个工具中的模型调用,从而实现信息交互。典型的数据格式如用于刚弹耦合分析的模态中性文件(mnf),包含采用[M]、[K]、[x]和振型矩阵表示的弹性体信息;用于控制机构一体化仿真以及其他仿真的动态链接库文件(dll),该文件中包含采用变量表示的函数信息。

图4-2 模型转化式的基本原理

模型转化式的典型应用有:控制、电液与机构一体化仿真(如飞机操纵面),有限元与多体机构(如刚弹耦合机械系统),等等。这种方式的特点在于求解速度快,对系统资源占用较少,稳定性好,并且模型建立后便于重复使用,而局限则在于需要定义特定数据格式的文件,通用性稍差。如:

-将MSC.EASY5 所建立的控制与多学科系统导入MSC.ADAMS;

-MSC.EASY5 模型作为一套GSE 方程加入MSC.ADAMS(dll 动态链接库形式引入);

-MSC.ADAMS 求解器积分计算所有的模型;

-在MSC.ADAMS 中对控制系统性能进行评估,采用此种方式,可以在控制系统预置参数的情况下研究整个模型的性能,进行统一的试验设计和参数优化

2.联合仿真式(Co-Simulation)

联合仿真式是目前较为通用,也是使用最多的一种数据交换方式,其数据交换原理如图4-3所示,两个不同仿真工具之间通过TCP/IP 等方式实现数据交换和调用。(www.daowen.com)

当两个不同仿真工具之间通过联合仿真方式建立连接后,其中一者所包含的模型可以将自己计算的结果作为系统输入指令传递给另一者所建立的模型,这种指令包括力、力矩、驱动等典型信号,后者的模型在该指令的作用下所产生的响应量,如位移、速度、加速度等,又可以反馈给前者的模型,这样,模型信息和仿真数据就可以在两者之间双向传递。

联合仿真方式的典型应用有:多体动力学与控制系统(如车辆控制)、结构与气动载荷(如飞行动力学分析)等。这是一种最为容易建立和实现的集成仿真方式,具有很强的普适性,但局限在于难以处理刚性系统,对系统资源占用较多,某些情况可能速度较慢。

-由MSC.EASY5 和MSC.ADAMS 求解器求解各自的模型;

-在设定时间步进行数据通信

图4-3 联合仿真式的基本原理

3.求解器集成式(Solver Convergence)

求解器集成式的基本原理是实现两个不同工具之间的求解器代码集成,从而实现在其中一个仿真环境中对另一个仿真工具的求解器调用,如图4- 4所示。

图4-4 求解器集成式的基本原理

求解器集成式的典型应用有:带有屈曲等材料非线性问题的大型结构模型,带有流固耦合、冲击等几何非线性问题的大型结构问题等。这种方式的优势在于可以方便有效地运用多种学科领域的求解技术,便于用户直接使用现有模型,而局限在于模型中的某些因素如单元类型、函数形式等在某些情况下需要重新定义,同时软件的开发和升级周期较长。

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