ANSYS Products 有限元分析

ANSYS生态系统主要由以下几大支柱产品线构成，它们既可独立工作，也可无缝协同：

1. ANSYS Mechanical：结构力学分析的基石

• 定位：基于有限元法的结构力学仿真核心平台。

• 核心能力：

  • 线性/非线性分析：从简单的线性静力学到复杂的材料非线性（塑性、超弹性）、几何非线性（大变形）和接触非线性。

  • 动力学分析：模态、谐响应、响应谱、随机振动和瞬态动力学分析。

  • 热分析：稳态和瞬态热传导、对流和辐射分析。

  • 疲劳分析：基于应力或应变寿命理论预测零件的疲劳寿命。

2. ANSYS CFD：计算流体动力学旗舰

• 核心产品：ANSYS Fluent 和 ANSYS CFX。

  • Fluent：应用最广泛的通用CFD软件，以其强大的功能和灵活性著称，适用于从不可压缩流到可压缩流、从化学反应到多相流的各种复杂流动问题。

  • CFX：以其卓越的鲁棒性、精确度和在旋转机械（如叶轮机械）领域的专业优势而闻名。

• 核心能力：模拟流动、传热、化学反应、多相流等。

3. ANSYS Electronics：电磁与电子系统仿真

• 核心产品：

  • ANSYS HFSS：三维全波电磁仿真的“黄金标准”，用于高频天线、微波器件和高速互联设计。

  • ANSYS Maxwell：低频电磁场专家，用于电机、变压器、传感器等电磁设备的设计。

  • ANSYS SIwave：专注于PCB和封装的电源完整性和信号完整性分析。

4. ANSYS AIM & Workbench：仿真平台与工作流集成

• ANSYS Workbench：这是整个ANSYS生态系统的集成平台和指挥中心。它提供了一个统一的图形化项目流程图界面，用于构建、管理和连接各种仿真分析（如将Mechanical、Fluent、Maxwell耦合），并实现参数和数据的自动传递。

• ANSYS AIM：一款面向设计工程师的易用型多物理场仿真工具，嵌入了引导式工作流，降低了仿真门槛。

核心优势与工作流亮点

1. 无与伦比的多物理场耦合能力
这是ANSYS最核心的竞争力。例如：

• 流固耦合：用Fluent计算机翼的气动压力，并将其传递给Mechanical分析机翼的结构变形。

• 热-结构耦合：分析制动盘因摩擦生热导致的热应力和变形。

• 电磁-热耦合：用Maxwell计算电机的电磁损耗，并将其作为热源导入Mechanical进行温升计算。

2. 系统级仿真
通过 ANSYS Twin Builder 等工具，可以创建系统的“数字双胞胎”，将详细的物理场模型（如FEA, CFD）降阶为快速的实时模型，并与控制系统模型集成，在系统层级验证产品性能。

3. 高性能计算与优化

• HPC：完美支持分布式并行计算，能够高效处理数亿网格的超大规模问题。

• 优化设计：提供参数优化、拓扑优化（如ANSYS Discovery）和六西格玛设计等工具，自动寻找满足性能要求的最佳设计。