通用有限元分析软件ANSYS,自1971年推出至今,已经发展功能强大、前后处理和图形功能完备的有限元软件,并广泛地应用于工程领域,2007年2月发布版本ANSYS11.0。目前ANSYS软件的功能很丰富,主要功能模块包括:结构分析模块(Mechanical)、多物理场分析模块(Multiphysics)、电磁分析模块(EMAG)、计算流体力学模块(CFX)和瞬态动力学模块(LS-DYNA)。在2006年,ANSYS公司收购了计算流体力学软件Fluent。
ANSYS/Mechanical是ANSYS的核心产品,是以结构力学分析为主的有限元软件,功能包括:线性的结构静力分析,非线性分析(材料非线性、几何非线性及边界条件非线性),动力学分析,断裂力学分析,稳定性分析(屈曲分析),热分析,热—结构耦合分析,热—电耦合分析。ANSYS/Mechanical还提供优化设计、概率设计和二次开发工具。
ANSYS/Multiphysics是ANSYS的特色产品,为位移、温度场、电磁场和流场等多物理场耦合分析提供了统一的分析环境和数据库,其功能包括:热—结构耦合、结构—电耦合、结构—磁耦合、结构—声学耦合、结构—流体耦合、热—电耦合、热—磁耦合、流体—热耦合、流体—电磁耦合。需要注意的是,ANSYS流体分析采用的不是有限单元法。
ANSYS软件具有如下特点:
1)实现前后处理、求解及多场分析统一数据库的一体化大型FEA软件。
2)强大的非线性分析功能。
3)多种求解器分别适用于不同的问题及不同的硬件配置。
4)支持异种、异构平台的网络浮动,在异种、异构平台上用户界面统一、数据文件全部兼容。
5)具有并行计算功能,支持分布式并行及共享内存式并行。(www.daowen.com)
6)参数化设计语言APDL,用户编程接口UPFs。
7)提供CAD软件接口,包括:Unigraphics,Pro/ENGINEER,I-Deas,Catia,CADDS,SolidEdge和SolidWorks。
8)支持多种硬件平台:Intel PC,SGI,HP,SUN,ALPH,IBM,CRAY。
ANSYS软件的主要应用范围包括:结构分析、瞬态动力学、传热应力分量、热—力耦合、电—磁耦合、流—固耦合等工程领域的问题。需要进一步了解ANSYS软件的功能和应用案例,可以访问安世亚太(PERA China)公司的网站,http://www.peraglobal.com.cn/。按照安世亚太公司网站的介绍,ANSYS11.0版本在以下方面有所增强。
1)采用变分技术作为高级预处理校正运算法则,减少非线性静态和瞬态分析的迭代次数,大幅度减少了求解时间。
2)强化了旋转机械分析的功能。ANSYS Workbench平台提供了一个完整的几何设计和分析系统,整合了ANSYS CFX和ANSYS BladeModeler的高级物理场分析能力,帮助设计人员模拟旋转机械,例如水泵、压缩机、风扇、吹风机、涡轮、膨胀器、涡轮增压器和鼓风机。通过消除手工文件传输、结果转化和重复分析的时间,压缩了分析过程。
3)ANSYS AUTODYN首次集成到ANSYS Workbench环境下。ANSYS AUTODYN是一款通用显式分析工具,适用于固体、流体和气体及其交互作用的非线性动力学模拟。
4)把柔性结构及动态系统的频率响应和随时间变化历程整合在一起。
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