突破性能源創新

 
 
 
 
 
 
 

全球能源需求每年不断增长,同时气候变化问题也催生了更严格的排放监管要求,在这双重因素作用下,人们亟需在所有的未来能源系统中实现可持续性设计。随着设计持续改进的余地越来越小,唯有在能源创新领域寻求快速突破性发展,才能应对上述艰巨的挑战。

创新工作会不断增加产品的复杂性,同时还要考虑到越来越多的设计备选方案。因此,能源系统仿真逐渐成为了一种不可或缺的工具,有助于显著改善能源生产与使用的方式。

ANSYS仿真解决方案能帮助您设计高效可持续性的能源系统,充分应对当前和未来的能源挑战。用于热、电气、结构、流体和系统工程的ANSYS独特求解器组合,可帮助您设计各种能源应用所需的组件和系统。无论您是研发改良型工业涡轮机、更高燃料效率的内燃机、使用时间更长的电池、电动汽车的无线充电设备、更高效的太阳能电池板还是更低成本的风力涡轮机,ANSYS解决方案都能帮助您缩短设计时间,加速向市场投放产品。







机械和燃料效率

为提高机械和燃料效率,您应该精心优化所有系统组件的性能,促进其相互之间更好的协作。举例来说,泵、电机和负载应该相互匹配,从而在启动阶段、乃至整个工作周期内都能良好工作,并且实现峰值效率。设计挑战在于如何平衡复杂而且通常相互冲突的工程要求。工程经验对于设计流程至关重要,最终验证需要进行物理测试,这两点毋庸置疑,然而在整个研发周期中执行高级能源效率仿真能让整个流程变得更快速、更方便和更可靠。机械和燃料效率仿真可为您提供更多的信息,有助于加速新产品研发流程,并确保多种不同工作条件下的机械性能。

ANSYS采用多样化的方法改进机械和燃料效率。我们在建模、网格剖分、求解到后处理等仿真流程的每个阶段都积极创新。无论您是仿真喷气式涡轮、泵还是内燃机,ANSYS都能帮助您挑战极限,从而最大化产品性能和效率。我们可提供快速准确的燃烧仿真,支持更高保真度和更精确的多物理场仿真,自动生成嵌入式软件代码,以及实现自动化系统仿真以确认所有组件的相互作用。

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热优化

许多消费类产品设计人员、工业设备制造商和建设项目经理的核心目标是通过热优化来增加能源效率。绿色建筑认证标准、能源之星评级等计划旨在倡导节能型建筑和电器,在供热制冷效率上的少许改善也有助于节约大量资金。但是,如果对新建筑设计方案、电器功能选项、工业设备和制造厂配置进行物理测试,所需成本令人望而生畏。测试工厂规模太大、成本太高,导致难以建设。而关闭正在运行的工厂会给生产带来很大的损失。热管理仿真有助于打造测试用的虚拟设备和工业厂房,这样您就可以在建造之前预测设备和工厂的性能,或者在通过仿真软件进行热管理改进试验时继续保持生产车间正常运行。

ANSYS工程仿真解决方案通过功能强大的仿真能够捕获到所有热过程,包括对流、传导、辐射、燃烧、电气传导、电阻、焦耳热等,从而在热优化工作中助您一臂之力。此外,您还能无缝整合所有影响热性能的多物理场相互作用,通过集成型工具快速实现热优化,并快速完成几何模型到热仿真的相关步骤。

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高级电气化

为满足全球电源效率和可再生能源的需求,人们亟需新的设计方法和仿真工具,来打造新型电气化产品并优化现有设计。在电机、致动器和螺线管上取得少许的性能改善,也能产生巨大的经济和环境影响。不过,为实现性能改善,工程师需要解决复杂的产品研发挑战,这往往会涉及模拟、数字和混合信号电子以及机械、电机机械、水力学等物理领域。工程师需要嵌入式软件控制整个系统。

ANSYS为高级电气化提供综合全面的设计解决方案,为您带来重要的竞争优势。这些解决方案包括:针对涉及电磁、热和机械耦合的关键机电组件进行高度精确的多物理场仿真;能将电机仿真提速50倍的、正在申请专利的高性能计算算法;具有详细的有限元组件模型、能够研发设备控制所需的嵌入式软件的电力电子和嵌入式控制软件仿真,等等。

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空气动力学

空气动力学通常涉及复杂的气流物理现象,在过去需要昂贵的风洞测试、试驾或试飞才能对其进行分析和优化。然而,利用工程仿真技术,仅用物理测试的一小部分成本即可进行准确全面的空气动力阻力评估。此外,仿真技术还能让您更详细地了解载具各部件(包括汽车挡风玻璃、飞机翼尖等)周围的物理过程,但是如果采用风洞测试,不仅很难获得这些信息,而且需要极高的成本。

ANSYS是空气动力学建模领域的全球领先企业,其计算流体动力学(CFD)求解器能支持的湍流模型数量在所有同类商业产品中位列第一。这些模型能以无与伦比的准确度预测空气动力。除了湍流之外,空气动力学设计通常还要与其他设计考量相结合,如机翼颤振和热管理等。这就需要结构、热和其他求解器的耦合和协同仿真。ANSYS是多物理场领域的领先企业,可提供最出色、最稳健可靠的易用型解决方案,能轻松实现空气动力学和其他物理学的耦合仿真。

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轻量化

工程师多年来一直在努力减轻传统材料和复合材料的重量,但现在已经很难找到进一步改进的空间了。现阶段要求我们,唯有进行详细的高保真度工程仿真,才能发现潜在的有效轻量化目标。另一方面,工业3D打印或增材制造的兴起消除了传统的设计约束,并带来了如此多的设计可能性,以至于工程师都无从下手。虽然工程师能构想出设计方案,但他们需要仿真技术将理念变为现实。仿真技术能够优化形状,了解不同材料和制造工艺的影响,这对于不断推动轻量化设计极限具有重要意义。

ANSYS工程仿真解决方案可通过以下方面帮助您降低产品重量:利用直观的前处理功能实现高保真度材料建模,精确预测现实工作条件下的轻量化部件性能,评估轻量化建筑的众多设计标准,并就复合材料、模具和增材制造进行制造设计。