Sim V&Ver® CFD

流体力学仿真验证工具

Hydrodynamics simulation verification

产品定义
CFD验模工具模块
网格离散误差分析模块
离散误差精度评估流程
代理模型
UQ不确定性量化分析
仿真与试验结果对比与误差分析
仿真模型精度自动优化模块
CFD与Pyarmid虚拟样机系统集成
客户价值

   产品定义

SimV&Ver CFD流体力学验模流程,国内第一款拥有自主知识产权的流体仿真模型验模软件。

▪  首先明确物理问题和目标响应量,集成CFD仿真软件和网格软件接口,并进行初步CFD仿真设置和求解;

▪  利用SimV&Ver CFD的仿真模型验证功能模块,对由物理模型近似带来的误差、迭代收敛误差、时间/空间离散误差等各项误差及其精度进行评估和控制;

▪  利用SimV&Ver CFD的仿真与试验结果对比模块(CAST),对仿真和试验结果的一致性进行分析,定量评估仿真结果的误差;如果仿真结果精度结果满足要求,则直接进入虚拟性能样机库,否则进入修正模块;

▪  利用DOE实验设计和灵敏度分析模块,对输入参数生成样本空间,进行参数相关性分析和和灵敏度分析,同时计算仿真输入参数对仿真输出结果影响大小的灵敏度排序图;

▪  当单次CFD仿真时间过长时,可以基于样本点输入/输出数据建立高精度代理模型,进行高效快速计算,加快验模分析;

▪  修正模块中,会根据试验数据采用各种优化算法和参数修正等方法对仿真模型输入参数、物理模型参数等进行修正和校准,得到精度最高的仿真参数组合并形成仿真模板,最终进入虚拟性能样机库;

▪  UQ不确定性量化模块中,可考虑输入参数的概率分布,采用不确定性分析方法得出仿真结果概率分布和偏差,并确认仿真模型置信区间;

▪  当调用已确认和校准仿真模型对超出确认域问题进行仿真预测时,可采用Prediction仿真模型误差与精度预测功能对仿真结果的误差和置信度进行评估;用户可根据评估结果指导设计新的确认试验。

 

 

CFD验模工具模块

 

 

主要功能一览:

 

 

网格离散误差分析模块

         

▪ 仿真模型所用物理模型(湍流、燃烧等)精度评估与控制模块,针对特定仿真问题选择最高精度物理模型。

▪  计算结果收敛误差精度评估与控制模块

▪ 离散误差精度评估与控制模块:对由网格间距和网格分布设置导致的计算结果误差精度进行评估。

离散误差精度评估流程

参数映射,网格批量生成

算例文件自动生成,批量计算

离散误差精度评估结果:网格无关性结果与网格收敛性分析结果


代理模型

▪  代理模型对函数关系未知的输入/输出参数,通过参数关联的方法,生成高精度的数学模型,描述输入/输出数据之间的关系,快速计算输出参数,用以支撑快速预测与设计。

技术指标:

代理模型(SM)

▪ 多元适应回归样条(Mars)

▪ 多项式回归(Polynomial Regression)

▪ 高斯克里金(Gaussian Process or Kriging Interpolation)

▪ 移动最小二乘法(MLS ,Moving Least Squares)

▪ 人工神经网络(Artificial Neural Networks)

▪ 径向基函数法

▪ ……

 

代理模型应用流程

 

UQ不确定性量化分析

 

▪  UQ不确定度量化可采用多种方法评估由于输入参数的概率分布导致的仿真结果概率分布形式和置信区间范围,对仿真结果可靠性评估;

 

 

仿真与试验结果对比与误差分析

以标准数据为基准,基于多种数据对比分析方法,实现计算结果与标准数据定量对比,给出量化误差结果,评估仿真精度

技术指标:

一致性对比算法(CAST)

▪ 相对误差对比

▪ 面积法

▪ Theil不一致系数

▪ 决定系数R平方法

▪ ……

仿真模型精度自动优化模块

▪ 根据NASA、NACA等权威机构试验数据或用户已有试验数据,对仿真模型精度进行自动校准(Calibration);

▪ 根据试验数据概率分布形式,基于贝叶斯方法(Bayesian)对仿真模型输入参数概率分布形式进行修正,得到更准确的仿真输入参数概率分布形式;

技术指标:

优化算法(Optimization Algorithm)

▪  进化算法

▪  拟牛顿法

▪   模式搜索法

▪   共轭梯度法

▪   组合优化方法1:进化算法+拟牛顿法

▪   组合优化方法2:进化算法+模式搜索法+拟牛顿法

▪   ……

▪ 基于已经过试验确认的仿真结果,利用差值和回归分析等方法对缺乏试验确认的仿真模型误差与精度进行预测(Prediction),指导产品设计。

仿真预测结果误差与精度分析

CFD与Pyarmid虚拟样机系统集成

▪ 仿真负责人在Pyramid系统中分解产品的流体力学层级模型,将具体的仿真和验证任务分配给具体仿真人员;

▪ 仿真人员可以在Pyramid系统中接收到建模要求、仿真模型、参考仿真模型、仿真验证精度目标要求、参考虚拟样机等一系列文件;

▪ 仿真人员完成仿真和验模工作,并达到精度要求指标以后,形成相关仿真规范,所有相关数据将自动存入Pyramid系统内,成为新的流体力学与传热学虚拟样机。

客户价值

▪ 用户可利用定制化模板完成CFD仿真、试验误差对比分析、仿真模型精度提升等复杂工作,极大提升工作效率;

▪ 产品的流体力学特性和传热学特性被准确、清晰地仿真模拟,无需传统的保守设计,研发人员可以利用高精度与与置信度的CFD虚拟样机,进行高效的流场和传热性能优化设计,大大降低产品的成本、研发周期进而提升产品竞争力;

▪ 自动、快速的CFD验模和精度提升工具,同时集成了企业流体模型验证的最佳实践知识,为企业进行新产品研发提供了作为标杆的仿真验模模板;

▪ 与Pyramid虚拟性能样机库结合,形成企业产品各层级的流体力学和传热学虚拟样机,是企业的核心流体力学和传热学性能大数据。

 

公司优势

超过12年行业服务经验为您的产品研发设计保驾护航

  • 35  

    多项发明专利,35个软件著作权。

  • 60

    十二年服务于顶尖研发企业

  • 138

    颠覆全国城市

  • 999+

    口碑好评

成功用户案例

我们与较多技术单位和部门合作过程中发现,经过多年的科研攻关,科研单位积累了大量不同型号、不同工况的仿真与试验数据,如何有效利用这些数据,建立高效代理模型,实现快速预测计算。在此情况下如何评估仿真结果精度和可信度成为仿真人员亟待解决的难题。

  • 案例一:某专用设备基于试验数据逆向建模,建立代理模型

    工程问题:案例描述:某流体设备积累大量试验数据,基于转速、高度、半径、出入流量等15个设计输入参数的影响,获得关注的效率性能,受成本和时间的限制,为支撑设备虚拟性能设计,试验和数值模拟效率太低,需要构建高精度快速计算模型,支撑快速性能设计分析。more>>

  • 案例二:设备舱热仿真模型验模分析案例

    工程问题:某三维密闭舱体,顶部存在一平面辐射热源,舱体内外受热,温度增加,仿真中存在辐射吸收系数α、舱壁物性参数(密度ρ、比热容cp、热传导系数k等)等不确定因素,导致热仿真计算给出舱体内外壁面温度值与实验测点数据存在较大偏差。要求对设备热仿真模型开展验模分析,并给出与实验数据一致性的仿真结果,并推荐给出对应模型参数设置。more>>

  • 案例三:某型单级轴流压气机性能仿真与试验

    工程问题:针对某型单级轴流压气机进行CFD仿真计算和多次试验测量,得到仿真结果和一系列上下波动的试验数据,用户面临如下问题:1.根据仿真和试验数据,如何判定压气机实际性能(如增压比)?2.仿真结果与试验结果有较大差别,应当如何定量评估仿真模型误差精度并对其进行优化提升?3.根据要求对超出额定转速的工况进行CFD仿真计算,如何在缺乏试验数据情况下对其结果精度和误差进行初步评估以指导设计?more>>