多学科集成仿真技术：拓展数字分析能力

多学科（MD）技术为用户提供了能够满足需求的缩小测试与仿真差距的技术，真正实现了多学科仿真，所建立的公共平台大大缩短了传统的单学科间数据传递的时间。

在工程实践中，单个解决方案允许多学科分析，但不能考虑多学科之间的交互作用和耦合。只有对关键学科之间复杂交互作用的准确表述才能保证真实地模拟物理现象。即使借用目前的前后处理器、计算力量和自动运行能力，单个学科专家仍然要通过许多离散的分析步骤来手工模拟仿真学科之间的复杂交互作用。对于某一学科的多步分析，相当耗费时间。另外，通过处理大量的分析数据来确定如何将结果从一个学科传递到另外一个学科，工程师有时手工传递计算信息，或者将运动信息作为静态施加到对系统进行的有限元分析中，往往会带来人为的错误、降低模拟精度，而且这个过程也没有可重复性。

多学科（MD）技术将它们连接在一起，使数据变得动态实时，也就是它们放在一个开放的循环环境中。无论是线性、非线性、运动、CFD还是显式非线性动力学，多学科（MD）技术允许多学科集成仿真，而不是仅仅简单地相互之间连接。这意味着相互之间在极其适当的时候提供正确的工程和力学反馈，有别于传统的多物理系统。

在多体运动和有限元分析之间的多学科集成，有助于多学科模拟仿真在企业产品的早期就进行指导设计，有限元分析和CFD之间的集成，也是同样的方式。例如，ADAMS分析汽车在颠簸路面上如何引起噪声和车辆的振动，MDNastran能够把ADAMS的模型以数学表述的形式和Nastran的NVH模型完全集成到一起，工程师使用一个模型仿真车内的噪声，同时集成到真实的颠簸路况的NVH研究中，而NVH仿真生成的载荷又为后续的碰撞分析所用。在另外一个多学科耦合的例子中，汽车工程师在运行ADAMS分析悬架系统的同时，可以把悬架的数据作为有限元分析模型的一部分，通过Nastran评估部件的寿命。(www.xing528.com)

相比将多个独立的仿真工具捆绑在一起分析的方法，多学科（MD）技术使用户可以用一个模型完成仿真。需要说明的是，这并不意味着所有的学科都用完全一样的模型，而是从一个模型中提取出共同的载荷和约束来做系统级仿真。同时，一个方程也不能解决所有的仿真问题，因此需要一系列的方程来表述一个模型才可能给出非常切合实际的方程结果。用户可以在仿真分析的任何层面上进行优化，拓扑和形状优化应用于不同的学科，概率优化用于确定设计的稳定性，工程师可以解算系统方程并在所有的层面上确定制造过程带来的大量不确定因素的影响。

如果考虑到产品的寿命问题，工程师在制造之前就要仿真整个产品系统。即使先不考虑多学科的集成，模型的大小和复杂程度显然也是惊人的。如果考虑学科之间的交叉，尤其考虑到优化分析，计算资源就要承受严峻的考验，这在前些年极大地制约了系统仿真的效率和准确度。现在来看，随着计算机运算性能的大幅度提高，利用极其庞大的模型数据来分析越来越复杂的仿真模型已经成为可能。多学科（MD）技术是跨学科的优化和集成，其价值在于大大拓展了数字分析的能力，可以充分利用现有的高性能计算技术解决大量大规模的问题。

多学科仿真功能允许制造行业的用户可以准确分析一系列的多学科耦合问题，对产品的性能有一个准确的预测，使得用户距离将来的虚拟产品开发环境更进一步。多学科（MD）技术聚焦于提升仿真效率，保证初期设计的有效性，提升品质并加快产品投放市场的速度。由于生产商需要对开发的部件和装配体进行多学科的细致分析以继续满足客户的高需求，全球领先的虚拟产品开发技术供应商MSC.Software历经数载潜心开发，终于推出了业界期待已久的多学科联合仿真引擎MD系列软件，为相关领域的企业提供了最好的大规模仿真平台。