1. SIMULIA的定位与核心价值
SIMULIA 是达索系统(Dassault Systèmes)旗下的高端工程仿真品牌,致力于为多学科物理场耦合、复杂系统设计与优化提供统一的虚拟测试平台。其核心技术基于 有限元分析(FEA, Finite Element Analysis),同时融合多物理场(结构、流体、电磁、声学等)和复杂材料行为的建模能力,帮助企业在产品设计阶段实现数字化验证与优化,降低物理样机测试成本,缩短研发周期。
2. 核心技术模块与功能
SIMULIA提供一套完整的仿真工具链,涵盖从建模、求解到后处理的全流程:
– Abaqus:行业领先的非线性有限元分析工具,适用于复杂材料行为(如超弹性、蠕变、塑性变形)和大变形问题分析,广泛应用于结构强度、碰撞、疲劳寿命预测等领域。
– CST Studio Suite:专注于电磁场、射频与天线设计的多物理场仿真工具,支持电磁兼容性(EMC)和信号完整性分析。
– fe-safe:专注于材料和结构的耐久性分析,支持复杂载荷条件下的疲劳寿命预测。
– Tosca:基于优化的轻量化设计平台,结合拓扑优化和形貌优化技术,自动生成高刚度、低重量的结构设计方案。
– XFlow:基于格子玻尔兹曼方法的流体动力学(CFD)工具,适用于瞬态流动、自由表面流动等问题。
– SIMULIA Co-Simulation Engine:实现多物理场的实时耦合仿真(如流固耦合、热-结构耦合等)。
3. 多学科虚拟测试与优化技术亮点
– 多尺度建模能力:支持从微观材料特性到宏观系统行为的全尺度建模,例如复合材料的微观损伤传播到整体结构失效分析。
– 高精度求解器:针对非线性、动态响应、冲击与振动等复杂问题提供高保真仿真结果,确保虚拟测试结果与真实物理实验高度吻合。
– 参数化优化与自动化流程:通过Isight集成,实现多目标优化(如轻量化、耐久性、成本平衡),支持机器学习加速的敏感性分析和鲁棒性设计。
– 材料库与实验数据集成:内置海量材料数据库,并支持用户导入实验数据,提升材料模型的准确性。
– 云平台与高性能计算(HPC):通过3DEXPERIENCE云端部署,实现大规模并行计算,加速复杂仿真任务。
4. 行业应用场景
– 汽车工业:碰撞安全性分析、电池热管理优化、NVH(噪声、振动与声振粗糙度)仿真。
– 航空航天:复合材料机身耐久性预测、发动机叶片气动-热力耦合分析。
– 能源与重工:海上风电结构疲劳分析、核反应堆热-流体耦合仿真。
– 消费电子:手机跌落冲击测试、5G天线的电磁辐射安全验证。
– 生物医疗:人工关节的力学性能优化、心血管支架的血流动力学分析。
5. 平台优势与客户价值
– 缩短研发周期:通过虚拟样机迭代替代物理实验,节省50%以上的开发时间。
– 降低制造成本:减少样机试制数量,优化材料用量和制造工艺。
– 加速创新:多学科协同仿真支持跨界技术融合(如结构-电磁-热耦合的电动汽车设计)。
– 高开放性:支持与CATIA、SolidWorks、ANSYS等工具链的无缝集成。
– 可持续性设计:基于仿真的轻量化与能源效率优化,助力企业实现低碳目标。
6. 总结
SIMULIA通过统一的仿真生态系统,为复杂工程问题提供了从多物理场建模到智能化优化的完整解决方案。它不仅是一套技术工具,更是企业数字化转型的关键推手,帮助客户在设计阶段规避风险、提升性能,最终实现“ 一次仿真,一次成功(Simulate to Innovate)”的目标。