ANSYS16.1结构分析工程应用解析

1.新功能 

作为一个大型CAE分析软件，ANSYS自20世纪70年代诞生以来，随着计算机和有限元理论的发展，在各个领域得到了广泛应用和高度评价。伴随着版本的更新，分析能力和各项操作功能都得到了改善和发展。ANSYS 16.1不仅在计算速度上进行了改进，同时增强了软件的几何处理、网格划分和后处理等能力。另外，它还将创新的仿真技术引入各主要物理学科。这些改进代表了仿真驱动产品的发展又前进了一大步。 

目前，ANSYS 16.1版本可以提供一个整体的仿真环境来实现完备的虚拟仿真。 

ANSYS为每个学科提供市场领先的、具备功能深度和广度的解决方案，同时可实现跨学科的集成仿真，可以将机械、流体、热、电磁等的仿真结果嵌入到系统中进行整个系统的虚拟原型的设计。 

 在电子设计与仿真方面：ANSYS 16.1改进的HPC和FA-DDM变得更高效、更智能。其速度和内存效率都得到了显著提升，并且可以自动优化计算资源，支持多层并行操作。在ANSYS 16.1中，测试一个80×80Vivaldi阵列天线仿真，其中有超过1亿的未知量和1900万网格，可以在1.5h内结束测试，速度提升2.2倍，内存消耗减少90%以上，消耗不到1%，提升幅度非常大。 

另外，ANSYS 16.1还提供了各种各样的设计平台，能够帮助用户更快速地解决工程实际问题。 

在电磁兼容设计平台中，可以将原来电机的Map图仿真时间由10天缩短到只用1天时间，而且实际操作只需要30min左右就可以完成。 

在RedHawk芯片设计（芯片/封装性能和功耗 ）方面：随着现代技术的发展，芯片的规模越来越大，一般典型的问题经常都是40亿以上未知量来进行仿真，并且有通信、待机、视频等数百种工作模式。ANSYS 16.1能够帮助用户准确地预测出芯片设计的问题，并且能够优化设计，最终实现整个的芯片性能稳健设计，从而适应所有的工作模式并符合生产要求。 

同时，RedHawk-DMP还具有并行计算功能，速度更快，计算量更大。可以支持分布式多节点并行计算（2～16台计算机），将计算效率提高3～5倍。对于手机芯片，原来需要28h，现在只需要5h。对于苹果、英特尔芯片仿真，都可以非常快速地完成。 

在流体仿真方面，ANSYS拥有了更快的速度，特别是工程计算方面，大大缩短实际的工程计算时间。ANSYS 16.1和15.0相比，整个仿真的各个流程阶段，时间都显著缩短，总耗时减少40%以上。具体表现在以下几个方面： 

1）网格划分速度提升。网格划分速度提高了5～10倍。原来做网格划分需要几天时间，而现在可以在24h内完成。 

2）求解速度提高。涡轮机械的流体仿真求解速度提高了30%～40%。 

3）最大程度地实现了高性能计算。在同类产品里，其他软件最多只能支持200个CPU核的计算，而ANSYS 16.1则极大地超越了这个数量级，因此，对于整个工程仿真的时效率都有极大程度的提升。 

流体仿真-化学物质的反应：拥有化学反应模型以及燃烧模型，通过这个工具可以对化学反应（如内燃机的排放）等方面进行模拟仿真，并且整体的仿真速度快，使用方便，内存消耗少，能够得到非常准确的、符合工程实践的结果。 

流体仿真-形状优化与伴随求导：形状优化可以实现不同的工况，特别是流体局部的变化情况下的仿真，如赛车在赛道上运动的时候，有直行、转弯等不同的工况。现在新的ANSYS 16.1版本可以更方便、更直接地对这些工况进行优化，而且效率更高。 

在结构仿真方面，ANSYS 16.1也有非常多的改进： 

1）新的网格剖分技术、稳健的壳单元和四面体网格； (www.xing528.com)

2）基于四面体网格的复杂结构断裂仿真技术；  

3）非线性接触仿真技术的显著改进；  

4）非线性自适应网格自动化重构技术；  

5）复合材料的高效率精确仿真技术；  

6）PCB/封装的可靠性仿真技术；  

7）多物理场的快速耦合仿真技术。  

2.单元更新 

ANSYS 16.1不支持的单元见表1-1。 

表1-1 ANSYS 16.1不支持的单元 

（续）

注意：表1.1中第1列的单元还可以在ANSYS 16.1中使用，只不过ANSYS建议使用其替代单元。 

3.命令（Commands）更新 

以下命令在ANSYS 16.1中已经不再支持：