流体分析软件Fluent仿真无敌全过程讲课讲稿
流体分析软件F l u e n t 仿真无敌全过程
流体分析软件fluent仿真分析无敌全过程图
—以二维分析为例
导入二维模型
新建点
新建线（虚线）
分割面
划分网格
定义边界条件
VISSIM,PARAMICS,TSIS仿真软件对比分析
VISSIM,PARAMICS,TSIS仿真软件对比分析三大著名的仿真软件 (VISSIM/PARAMICS/TSIS)对比分析 VISSIM仿真系统 VISSIM是德国PTV公司开发的微观仿真软件，是一种微观的、以时间为参照、以交通行为模型为基础的仿真系统，主要用于城市和郊区交通的模拟仿真中。它采用的是一个离散的、随机的、以0(1s为时间步长的微观模型。车辆的纵向运动采用了基于规则的算法。不同驾驶员行为的模拟分为保守型和冒险型。VISSIM提供了图形化的界面，用2D和3D动画向用户直观显示车辆运动，运用动态交通分配进行路径选择。VISSIM可以模拟轨道和道路公共交通、自行车交通和行人交通，由仿真获得的交通特征数据可以评估不同的选择方案。它能够模拟许多城市内和非城市内的交通状况，特别适合模拟各种城市交通控制系统，主要应用有:(1)由车辆激发的信号控制的设计、检验、评价;(2)公交优先方案的通行能力分析和检验;(3)收费设施的分析;(4)匝道控制运营分析;(5)路径诱导和可变信息标志的影响分析;(6)路段、交叉口及整个交通网的通行能力和交通流分析;(7)评估不同的设计规划方案和交通组织方案;(8)评估环形交通;(9)评估收费系统和其他交通服务设施;(10)评估智能交通系统的效果(如路径选择系统);(11)大型公交车站的功能分析:(12)复杂交通设施各种运行方式的优化设计(如信号灯控制的路口和无信号灯控制的路口的组合和协 调);(13)信号灯控制程序的设计和优化:(14)设计公交优先系统;(15)2D和3D 模拟结果的动态演示等。 在VISSIM模型中，信号灯控制程序可以在定时控制或者感应式信号程序方式下进行模拟。在信号控制程序的模拟时，西门子、飞利浦、PTV、BASEL等公司的产品都可以与之兼容。VISSIM仿真系统中，对于交通流和信号控制之间有一个接
各大仿真软件介绍
各大仿真软件介绍（包括算法，原理） 随着无线和有线设计向更高频率的发展和电路复杂性的增加，对于高频电磁场的仿真，由于忽略了高阶传播模式而引起仿真的误差。另外，传统模式等效电路分析方法的限制，与频率相关电容、电感元件等效模型而引起的误差。例如，在分析微带线时，许多易于出错的无源模式是由于微带线或带状线的交叉、阶梯、弯曲、开路、缝隙等等，在这种情况下是多模传输。为此，通常采用全波电磁仿真技术去分析电路结构，通过电路仿真得到准确的非连续模式S参数。这些EDA仿真软件与电磁场的数值解法密切相关的，不同的仿真软件是根据不同的数值分析方法来进行仿真的。通常，数值解法分为显示和隐示算法，隐示算法（包括所有的频域方法）随着问题的增加，表现出强烈的非线性。显示算法（例如FDTD、FIT方法在处理问题时表现出合理的存储容量和时间。本文根据电磁仿真工具所采用的数值解法进行分类，对常用的微波EDA仿真软件进行论述。2．基于矩量法仿真的微波EDA仿真软件基于矩量法仿真的EDA 软件主要包括A D S（Advanced Design System）、Sonnet电磁仿真软件、IE3D和Microwave office。 2.1ADS仿真软件Agilent ADS(Advanced Design System)软件是在HP EESOF系列EDA软件基础上发展完善起来的大型综合设计软件，是美国安捷伦公司开发的大型综合设计软件，是为系统和电路工程师提供的可开发各种形式的射频设计，对于通信和航天／防御的应用，从最简单到最复杂，从离散射频／微波模块到集成MMIC。从电路元件的仿真，模式识别的提取，新的仿真技术提供了高性能的仿真特性。该软件可以在微机上运行，其前身是工作站运行的版本MDS（Microwave Design System）。该软件还提供了一种新的滤波器的设计引导，可以使用智能化的设计规范的用户界面来分析和综合射频／微波回路集总元滤波器，并可提供对平面电路进行场分析和优化功能。它允许工程师定义频率范围，材料特性，参数的数量和根据用户的需要自动产生关键的无源器件模式。该软件范围涵盖了小至元器件，大到系统级的设计和分析。尤其是其强大的仿真设计手段可在时域或频域内实现对数字或模拟、线性或非线性电路的综合仿真分析与优化，并可对设计结果进行成品率分析与优化，从而大大提高了复杂电路的设计效率，使之成为设计人员的有效工具[6-7]。2.2Sonnet仿真软件Sonnet是一种基于矩量法的电磁仿真软件，提供面
AVL 流体分析软件能力介绍
AVL LIST TECHNICAL CENTER (SHANGHAI) CO.LTD 上海市浦东榕桥路327号，201206 Tel:+862158996900 Fax:+862158996822 AVL 流体分析软件能力介绍 AVL 公司是一家在世界汽车、发动机行业拥有极高知名度的高科技公司.AVL 的先进模拟技术部门致力于开发动力总成及整车的设计分析软件平台，并负责该平台上各个软件在全球的销售、技术支持，以及小型的计算项目（此类项目的计算工作以客户为主，AVL 工程师为辅，着力于培养客户工程师）。现在国内汽车、发动机行业内拥有140多个正式用户。 AVL 公司的先进模拟技术部门充分认识到软件只是一个工具，我们的客户更需要源源不断的专业技术支持。因此，我们的技术专家不但能够熟练地操作软件，更具备深厚的行业应用经验。这是AVL 软件部门在国内同行中最具竞争力同时也得到客户广泛认可的方面. 下面就以下几个方面对AVL 流体分析软件进行介绍: 1、 产品技术说明 AVL 流体分析软件是集前处理, 求解器和后处理于一体的软件包. 在同一界面能实现三维流动分析的全过程, 有非常友好的用户界面.针对发动机动力总成和整车流体力学分析提供了非常专业的应用模板。下面分别进行说明： 1) FIRE---发动机三维流动分析 可以求解最复杂的气体流动, 包括进排气系统、进气道流动、内燃机缸内流动和详细的喷雾燃烧现象等。从而指导优化进排气系统、水套、燃烧室结构、喷射参数和排放物生成的降低等。 功能强大的求解器 算法及主要物理模型 ? 采用最先进的以网格面为基准的适用于任意形状多面体网格的有限体积法求解技 术，在同类ＣＦＤ软件中最早采用该技术 ? 所提供的湍流模型中除通用的模型外，还有AVL 提出的复合湍流模型－结合了k- ε 模型的快速稳定性及RSM 模型的高精度。 ? 多相流模型在同类软件中具有最高水平，体现在以下几个方面： o 真正的“多”相：允许任意多个相并考虑相与相之间的相互作用； o 可将多流体与VOF方法结合起来； o 可处理考虑体积力的相变过程如淬火过程； o 对两个或多相中每相的处理完全是公平的。例如：对每相的湍流模拟是独 立的，同时又考虑各相间湍流的交互作用。 o 在喷孔穴蚀模拟方面有丰富的经验；
五款信号完整性仿真工具介绍
现在的高速电路设计已经达到GHz的水平，高速PCB设计要求从三维设计理论出发对过孔、封装和布线进行综合设计来解决信号完整性问题。高速PCB设计要求中国工程师必须具备电磁场的理论基础，必须懂得利用麦克斯韦尔方程来分析PCB设计过程中遇到的电磁场问题。目前，Ansoft公司的仿真工具能够从三维场求解的角度出发，对PCB设计的信号完整性问题进行动态仿真。 (一)Ansoft公司的仿真工具 现在的高速电路设计已经达到GHz的水平，高速PCB设计要求从三维设计理论出发对过孔、封装和布线进行综合设计来解决信号完整性问题。高速PCB设计要求中国工程师必须具备电磁场的理论基础，必须懂得利用麦克斯韦尔方程来分析PCB设计过程中遇到的电磁场问题。目前，Ansoft公司的仿真工具能够从三维场求解的角度出发，对PCB设计的信号完整性问题进行动态仿真。 Ansoft的信号完整性工具采用一个仿真可解决全部设计问题： SIwave是一种创新的工具，它尤其适于解决现在高速PCB和复杂IC封装中普遍存在的电源输送和信号完整性问题。 该工具采用基于混合、全波及有限元技术的新颖方法，它允许工程师们特性化同步开关噪声、电源散射和地散射、谐振、反射以及引线条和电源/地平面之间的耦合。该工具采用一个仿真方案解决整个设计问题，缩短了设计时间。 它可分析复杂的线路设计，该设计由多重、任意形状的电源和接地层，以及任何数量的过孔和信号引线条构成。仿真结果采用先进的3D图形方式显示，它还可产生等效电路模型，使商业用户能够长期采用全波技术，而不必一定使用专有仿真器。 (二)SPECCTRAQuest Cadence的工具采用Sun的电源层分析模块： Cadence Design Systems的SpecctraQuest PCB信号完整性套件中的电源完整性模块据称能让工程师在高速PCB设计中更好地控制电源层分析和共模EMI。 该产品是由一份与Sun Microsystems公司签署的开发协议而来的，Sun最初研制该项技术是为了解决母板上的电源问题。 有了这种新模块，用户就可根据系统要求来算出电源层的目标阻抗；然后基于板上的器件考虑去耦合要求，Shah表示，向导程序能帮助用户确定其设计所要求的去耦合电容的数目和类型；选择一组去耦合电容并放置在板上之后，用户就可运行一个仿真程序，通过分析结果来发现问题所在。 SPECCTRAQuest是CADENCE公司提供的高速系统板级设计工具，通过它可以控制与PCB layout相应的限制条件。在SPECCTRAQuest菜单下集成了一下工具： （1）SigXplorer可以进行走线拓扑结构的编辑。可在工具中定义和控制延时、特性阻抗、驱动和负载的类型和数量、拓扑结构以及终端负载的类型等等。可在PCB详细设计前使用此工具，对互连线的不同情况进行仿真，把仿真结果存为拓扑结构模板，在后期详细设计中应用这些模板进行设计。 （2）DF/Signoise工具是信号仿真分析工具，可提供复杂的信号延时和信号畸变分析、IBIS 模型库的设置开发功能。SigNoise是SPECCTRAQUEST SI Expert和SQ Signal Explorer Expert进行分析仿真的仿真引擎，利用SigNoise可以进行反射、串扰、SSN、EMI、源同步及系统级的仿真。 （3）DF/EMC工具——EMC分析控制工具。 （4）DF/Thermax——热分析控制工具。 SPECCTRAQuest中的理想高速PCB设计流程： 由上所示，通过模型的验证、预布局布线的space分析、通过floorplan制定拓朴规则、由规
ASAP 高级光学系统分析软件简介
欧美光学行业标准软件 ASAP（Advanced Systems Analysis Program）软件是美国 Breault Research Organization(BRO) 公司研发的一款在 3D空间通过非序列光线追迹来模拟光学系统表现度的软件。多年以来，广泛应用在照明设计，杂散光分析，背光板设计，偏振光分析等领域。其中尤以出众精准的照明和杂散光分析能力而闻名，这是 LED照明设计和高精度系统中必不可少的功能。 BRO 公司位于美国亚利桑那州图森市（Tuscon），在 1979 年由 Dr. Robert P. Breault 创建。BRO 公司有三大业务：ASAP 软件销售和技术支持、ASAP 教育培训和承接工程项目。ASAP 软件以其强大的功能，为美国政府和全球光学行业做出了巨大的服务。BRO 公司承接众多美国军方对战机、军舰、战车的 LED 照明设计和改造项目。ASAP功能之强，可见一斑。 ASAP主要特点 功能强大、运算速度快鬼影起源： 追迹杂散光的进化史，高端镜头系统分析必经之路，各种照明系统高精度分析必备之器！ASAP 成功修复哈勃望远镜，杂散光分析非ASAP莫属！ 背光源： 汽车仪表、手机光源、室内照明、显示屏幕无所不能！让您的客户不再抱怨眼睛疲劳，让每一个细节都一览无遗！选择ASAP，您的光源专家！
LED照明： ASAP 提供精准的 LED 光源，结合为 Lens 添加菲涅耳运算、散射模型，保证模拟结果的准确度。ASAP 在 LED 设计过程中为工程师提供的强大自由度，保记您的每一个想法都不再是纸上谈兵！ 生物医学： 精确模拟光与组织结构交互结果。特有 RSM 模型一真实皮肤模型，采用 Henyey-Greenstein 近似值，Mante CarLo 光线追迹助您分析器官病变! 每一款车灯，每一份设计，每一条光线，尽在您的掌握！SAE ECE和 FMVSS 标准测试，助您顺利通过法规！采用 ASAP 缩短研发时间，节约开模费用！您的财富您驾驭！ 严谨精确、可靠精准的模拟结果ASAP模拟结果 实验室实际结果
各种电路仿真软件的分析与比较
一．当今流行的电路仿真软件及其特性 电路仿真属于电子设计自动化（EDA）的组成部分。一般把电路仿真分为三个层次：物理级、电路级和系统级。教学中重点运用的为电路级仿真。 电路级仿真分析由元器件构成的电路性能，包括数字电路的逻辑仿真和模拟电路的交直流分析、瞬态分析等。电路级仿真必须有元器件模型库的支持，仿真信号和波形输出代替了实际电路调试中的信号源和示波器。电路仿真主要是检验设计方案在功能方面的正确性。电路仿真技术使设计人员在实际电子系统产生之前，就有可能全面地了解电路的各种特性。目前比较流行的电路仿真软件大体上说有：ORCAD、Protel、Multisim、TINA、ICAP/4、Circuitmaker、Micro-CAP 和Edison等一系列仿真软件。 电路仿真软件的基本特点： ●仿真项目的数量和性能： 仿真项目的多少是电路仿真软件的主要指标。各种电路仿真软件都有的基本功能是：静态工作点分析、瞬态分析、直流扫描和交流小信号分析等4项；可能有的分析是：傅里叶分析、参数分析、温度分析、蒙特卡罗分析、噪声分析、传输函数、直流和交流灵敏度分析、失真度分析、极点和零点分析等。仿真软件如SIMextrix只有6项仿真功能，而Tina6.0有20项，Protel、ORCAD、P-CAD等软件的仿真功能在10项左右。专业化的电路仿真软件有更多的仿真功能。对电子设计和教学的各种需求考虑的比较周到。例如TINA的符号分析、Pspice和ICAP/4的元件参数变量和最优化分析、Multisim的网络分析、CircuitMaker的错误设置等都是比较有特色的功能。 Pspice语言擅长于分析模拟电路，对数字电路的处理不是很有效。对于纯数字电路的分析和仿真，最好采用基于VHDL等硬件描述语言的仿真软件，例如，Altera公司的可编程逻辑器件开发软件MAX+plusII等。 ●仿真元器件的数量和精度： 元件库中仿真元件的数量和精度决定了仿真的适用性和精确度。电路仿真软件的元件库有数千个到1--2万个不等的仿真元件，但软件内含的元件模型总是落后于实际元器件的生产与应用。因此，除了软件本身的器件库之外，器件制造商的网站是元器件模型的重要来源。大量的网络信息也能提供有用的仿真模型。设计者如果对仿真元件模型有比较深入的研究，可根据最新器件的外部特性参数自定义元件模型，构建自己的元件库。对于教学工作者来说，软件内的元件模型库，基本上可以满足常规教学需要，主要问题在于国产元器件与国外元器件的替代，并建立教学中常用的国产元器件库。 电路仿真软件的元件分类方式有两种：按元器件类型如电源、二极管、74系列等分成若干个大类；或按元器件制造商分类，大多数仿真软件有电路图形符号的预览，便于选取使用。
CAE软件介绍
CAE CAE(Computer Aided Engineering)是用计算机辅助求解复杂工程和产品结构强度、刚度、屈曲稳定性、动力响应、热传导、三维多体接触、弹塑性等力学性能的分析计算以及结构性能的优化设计等问题的一种近似数值分析方法。CAE从60年代初在工程上开始应用到今天，已经历了30多年的发展历史，其理论和算法都经历了从蓬勃 发展到日趋成熟的过程，现已成为工程和产品结构分析中(如航空、航天、机械、土 木结构等领域)必不可少的数值计算工具，同时也是分析连续力学各类问题的一种重 要手段。随着计算机技术的普及和不断提高，CAE系统的功能和计算精度都有很大 提高，各种基于产品数字建模的CAE系统应运而生，并已成为结构分析和结构优化 的重要工具，同时也是计算机辅助4C系统(CAD/CAE/CAPP/CAM)的重要环节。CA E系统的核心思想是结构的离散化，即将实际结构离散为有限数目的规则单元组合体，实际结构的物理性能可以通过对离散体进行分析，得出满足工程精度的近似结果来替代对实际结构的分析，这样可以解决很多实际工程需要解决而理论分析又无法解决的复杂问题。其基本过程是将一个形状复杂的连续体的求解区域分解为有限的形状简单的子区域，即将一个连续体简化为由有限个单元组合的等效组合体；通过将连续体离散化，把求解连续体的场变量(应力、位移、压力和温度等)问题简化为求解有限的单 元节点上的场变量值。此时得到的基本方程是一个代数方程组，而不是原来描述真实连续体场变量的微分方程组。求解后得到近似的数值解，其近似程度取决于所采用的单元类型、数量以及对单元的插值函数。根据经验，CAE各阶段所用的时间为：40%～45%用于模型的建立和数据输入，50%～55%用于分析结果的判读和评定，而真正的分析计算时间只占5%左右。针对这种情况，采用CAD技术来建立CAE的几何模型和物理模型，完成分析数据的输入，通常称此过程为CAE的前处理。同样，CAE的结果也需要用CAD技术生成形象的图形输出，如生成位移图、应力、温度、压力分 布的等值线图，表示应力、温度、压力分布的彩色明暗图，以及随机械载荷和温度载荷变化生成位移、应力、温度、压力等分布的动态显示图。我们称这一过程为CAE 的后处理。针对不同的应用，也可用CAE仿真模拟零件、部件、装置(整机)乃至生产线、工厂的运动和运行状态。 CAE软件按研究对象分为：静态结构分析，动态分析；按研究问题分为线性问题，非线性问题； 主要有：Hyperworks，主要做前处理（分单元加载荷加约束）和后处理（看输 出结果和仿真） I-DEAS，同时也做CAD Ansys，很经典的CAE，国内应用最广，客户成熟度最高，尤其是在高校科研领域。
基于phoenics流体仿真软件对自然对流的分析
19 图6 圆柱齿轮装配运动仿真 2010年第9期（总第144期） NO.9.2010 （CumulativetyNO.144） China Hi-Tech Enterprises 架，打开装配设计Assembly Design工作台，导入两个圆柱齿轮及齿轮架，施加合适的位置约束，把两个齿轮安装在齿轮架上，通过碰撞停止命令适当的调整使两个齿轮相互啮合。在完成齿轮的装配后，最后进入运动机构仿真（KIN ）工作台，利用Revolute Joint命令在两个齿轮和齿轮架之间分别建立一个旋转副。然后点击Gear Joint命令，出现对话框后，选择刚才建立的两个旋转副，在Rotation direction中设定好齿轮的传动方向，将齿轮架固定，再施加一个角度驱动后，系统就可以进行机构运动仿真，点击仿真命令，打开仿真编辑器生成仿真动画。在仿真过程中可以添加干涉分析和距离分析，可以将分析设定为停止，这样在发生干涉时设计者可以查看干涉的具体情况。在动画制作完成后，就可以使用仿真播放器播放仿真动画了。图6为圆柱齿轮装配运动仿真图形。 四、结语 本文通过渐开线圆柱齿轮建模和运动仿真为例，介绍了 CATIA软件的高级建模功能以及机构运动仿真模块的应用，从而为渐开线圆柱齿轮参数化设计提供了依据，也可为类似的机构运动进行简单的仿真方法提供参考。 参考文献 [1]孙恒，陈作模．机械原理[M]．北京：高等教育出版社，1997． [2]宁贵欣．CATIA V5工业造型设计实例教程[M]．北京：清华大学出版社，2004． 作者简介：彭春雷（1975－），男，安徽人，陕西理工学院讲师，研究方向：机械CAD/CAM。 （新疆大学电气工程学院，新疆 乌鲁木齐 830000） 张少强，黄 龙，张 涛，张晓磊，马利东，努尔比亚木，狄安 基于ｐｈｏｅｎｉｃｓ流体仿真软件对自然对流的分析 摘要：自然对流在日常生活中很普遍，散热器周围比较脏等现象都是由自然对流所引起的。由于空气是无色的流体， 人类无法用肉眼看见其流动现象，同时其内部的物理参数在时刻发生变化，形成诸如温度场、速度场及压力场等，这给人类认识物质世界造成了一定的难度。但通过830000流体仿真软件，建立物理模型，并对其边界条件的限制，在理想的条件下，利用热力学、传热学及物理方面的定律，采用数学迭代的方法，可以把自然对流所形成的场完整的表示出来，为在实验室中做出的实验数据提供参考依据。 关键词：自然对流；仿真软件；Phoenics；建模 中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2010）09-0019-02 自然对流发生在流体中，最常见的流体就是空气。现在我们想利用这款流体仿真软件phoenics对自然空气对流进行理论分析，将我们平常看不到的空气形象化，便于我们分析其内部各流场的分布，通过不同的边界条件我们可以得到不同的场分布图。此次我们所做的是大空间的自然对流的场分布，所以我需要改变空间的大小和形状来分析各种不同场分布，同时我们可以分析一下影响自然对流的因素。但由于理想条件实际中无法满足和收敛因子很难取，所以模拟的结果只做一个参考数据。 一、设计方法 思路：本软件要实现的是在建立的模型上，定义其边界条件和初始条件，调节松弛因子以“迭代”的数学思想，利用热力学，传热学及物理方面的定律进行计算，直至误差小于某一值时才结束，这样仿真就成功了。在实验运行结果出来后，通过菜单选项将结果在phoenics的界面上显示出来，通过改变选项转换温度场、压力场、速度场等。这样我们能够清楚的看见各种场的形状，及其空间分布状况。这将现实中肉眼无法直接观测到的现象形 图1 设计流程图
ANSYS电磁兼容仿真软件解析
ANSYS电磁兼容仿真设计软件 用途：用于电子系统电磁兼容分析，包括PCB信号完整性、电源完整性和电磁辐射协同仿真，数模混合电路的噪声分析和抑制，以及机箱系统屏蔽效能和电磁泄漏仿真，确保系统的电磁干扰和电磁兼容性能满足要求。 一、购置理由 1现代电子系统设计面临越来越恶劣的电磁工作环境，一方面电子系统包括了电源模块、信号处理、计算机控制、传感与机电控制、光电系统及天线与微波电路等部分，系统内部相互不发生干扰，正常工作，本身就非常困难；另一方面，在隐身、电子对抗、静放电，雷击和电磁脉冲干扰等恶劣电磁环境下，设备还需要有足够的抗干扰能力，为电路正常工作留有足够的设计裕量。为了确保xx系统的工作可靠性，设备必须通过相关的电磁兼容标准，如国军标GJB151A，GJB152A。 长期以来，设备的电磁兼容设计和仿真一直缺乏必要的仿真设计手段，只能依赖于设备后期试验测试，不仅测量成本高昂，而且，如果EMI测量超标，后续的查找问题和修正问题基本上依赖于经验和猜测。而解决电磁兼容问题，也只能靠经验进行猜想和诊断，采取的措施也只能通过不断的试验进行验证，这已经成为制约我们产品进度的重要原因。。 2目前我所数字电路设计的经验和手段已经有很大改善，我们在复杂PCB布线、高速仿真方面取得了很多的成果和经验，并且已经开
始高速通道设计的预研。在相关PCB布线工具的帮助下，将复杂的多电源系统PCB布通，确保集成电路之间的正确连接已经基本上没有问题。但是随着应用深入，也存在一些困难，特别在模拟数字转换、高速计算与传输PCB和系统的设计中，我们不仅要保证电路板的正常工作，还要提高关键性的技术指标，例如数模转换电路的有效位数、信号传输系统的速率和误码率等，此外，还要满足整个卫星电子系统的电磁兼容/电磁干扰要求，为此，我们迫切需要建立的仿真功能包括： ●高速通道中，连接器，电缆等三维全波精确和建模仿真， 这些结构的寄生效应对于信号的传输性能有至关重要的影 响； ●有效的PCB电源完整性分析工具，对PCB上的电源、地等 直流网络的信号质量进行仿真 ●为提高仿真精度，需要SPICE模型，IBIS模型和S参数模 型的混合仿真 ●需要同时进行时域和频域仿真和设计，观察时域的眼图、 误码率，调整预加重和均衡电路的频域参数，使得信号通道 的物理特性与集成电路和收/发预加重、均衡等相配合，达到 系统性能的最优 ●有效的PCB的辐射控制与仿真手段，确保系统EMI性能达 标。 现在EDA市场上已经有一些SI/PI和EMI/EMC仿真设计工具，但存在多方面的局限性。我们的PCB布线工具虽然能解决一定的问题，
几种电源的仿真软件
几种电源仿真软件介绍（转摘） IsSpice是美国Intusoft公司推出的一种商业仿真软件，是ICAP/4软件集成系统的重要组成部分。 ICAP/4软件集成系统主要由SpiceNet、PreSPice、InSpice和IntuScope四大功能模块组成。ICAP/4的工作流程是：首先进入SpiceNet绘制电路图，并生成相应的Netlist文件，然后执行IsSpice仿真软件模块，在仿真之前系统将自动连接PreSpice仿真资料库中的元件模型，仿真完成之后利用IntuScope波形分析处理模块对仿真模型进行分析处理。 SpiceNet是电路原理图绘制模块，主要实现电路原理图的绘制、Netlist文件的自动生成、瞬态波形显示以及交互式仿真控制。SpiceNet与当前流行的各种仿真系统兼容，其输出文档格式适用于Mentor、OrCAD和Protel系统。 ICAP/4工业版的PreSpice元件资料库中包含10,000种以上的元件模型，以ASCⅡ格式保存，用户可以随时通过仿真模型浏览器Parts Browser对不同元器件供应商提供的元件模型进行浏览。同时，ICAP/4系统还提供了100多个通用模型，输入相应的元件参数后即可直接调用。另外，用户可以即时通过Internet下载最新的元件库。 InSpice是具有完善的仿真控制功能的交互式仿真软件，其主要特点包括：（1）瞬态波形显示；（2）电路元件电压、电流、功耗及模型参数显示；（3）采用ICL交互式编程语言控制仿真过程；（4）可进行成组参数扫描；（5）可进行交流、直流、瞬态、噪声、傅立叶、失真度、温度、直流灵敏度、蒙特卡罗分析和最佳化分析；（6）可测量电路参数临界值。 IntuScope波形分析处理软件能够实现数字式存储示波器和频谱分析仪的功能，能够对仿真结果进行实时分析和计算处理。主要能够实现：（1）显示各种分析类型的仿真波形；（2）波形分析参数包括：有效值、峰-峰值、平均值、最大值、最小值；（3）允许同时显示和分析大量波形；（4）可进行回归、滤波、增益、相位、上升/下降时间分析和计算。 用于模拟电路仿真的SPICE（Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis）软件于1972年由美国加州大学伯克利分校的计算机辅助设计小组利用FORTRAN语言开发而成，主要用于大规模集成电路的计算机辅助设计。SPICE的正式实用版SPICE 2G在1975年正式推出，但是该程序的运行环境至少为小型机。1985年，加州大学伯克利分校用C语言对SPICE软件进行了改写，1988年SPICE被定为美国国家工业标准。与此同时，各种以SPICE为核心的商用模拟电路仿真软件，在SPICE的基础上做了大量实用化工作，从而使SPICE成为最为流行的电子电路仿真软件。 PSPICE则是由美国Microsim公司在SPICE 2G版本的基础上升级并用于PC机上的SPICE版本，其中采用自由格式语言的5.0版本自80年代以来在我国得到广泛应用，并且从6.0版本开始引入图形界面。1998年著名的EDA商业软件开发商ORCAD公司与Microsim公司正式合并，自此Microsim 公司的PSPICE产品正式并入ORCAD公司的商业EDA系统中。目前，ORCAD公司已正式推出了ORCAD PSPICE Release 9.0，与传统的SPICE软件相比，PSPICE 9.0在三大方面实现了重大变革：首先，在对模拟电路进行直流、交流和瞬态等基本电路特性分析的基础上，实现了蒙特卡罗分析、最坏情况分析以及优化设计等较为复杂的电路特性分析；第二，不但能够对模拟电路进行，而且能够对数字电路、数/模混合电路进行仿真；第三，集成度大大提高，电路图绘制完成后可直接进行电路仿真，并且可以随时分析观察仿真结果。
主流CAE流体动力学分析软件
主流CAE流体动力学分析软件 CFD（计算流体动力学）作为CAE 的重要分支，是通过数值方法来描述流体的运动状态，包含流动、传热、化学反应以及流体 和固体之间的相互作用等。CFD 描述质量传输、动量传输和能 量传输三种过程，并通过数值方法在一个控制体内将这三种守恒的数学方程通过数值方法来进行求解，获取丰富的流场信息。 接下来将介绍一些主流的CAE流体动力学分析软件。 1、Abaqus 公司介绍： 达索系统作为一家为全球客户提供3DEXPERIENCE解决方案的 领导者，为企业和客户提供虚拟空间以模拟可持续创新。其全球领先的解决方案改变了产品在设计、生产和技术支持上的方式。达索系统的协作解决方案更是推动了社会创新，扩大了通过虚拟世界来 改善真实世界的可能性。达索系统为140多个国家超过20万个 不同行业、不同规模的客户带来价值。 产品介绍： Abaqus 统一FEA产品套件为涵盖大范围工业应用程序的常规和 复杂工程问题提供强大且完整的解决方案。在自动化行业中，工程工作团队能够通过常见模型数据结构和集成式解决技术考虑车辆 满载、动态振动、多体系统、影响/碰撞、非线性静态、热耦合和声振耦合。Abaqus 统一 FEA 整合期流程和工具可以降低成本、 提高效率并获得竞争优势。 评价： 就中国市场而言，为后起之秀。其在非线性问题的求解方面比较占优势，计算和收敛的速度也快。
2、ANSYS Fluent 公司介绍： ANSYS公司成立于1970年，目前雇员人数近3000人，其中大部分是有限元分析、计算流体动力学、电子、半导体、嵌入式软件 和设计优化等领域的专家硕士和博士工程师。ANSYS的杰出员工 热衷于推进世界一流的仿真技术，让客户能够将他们的设计理念以更低成本、更快地转化为成功的创新产品。 产品介绍： Fluent是计算流体动力学（CFD）软件工具，能够更深入更快速地优化自己的产品性能。Fluent内含经充分验证过的物理建模功能，能为广泛的CFD和多物理场应用提供快速、精确的结果。 评价： Fluent 通用性最强，湍流模型、辐射模型全面，欧拉多相流模型 也具备优势。可以解决各种复杂边界问题，在计算一些简单的流动问题的时候速度也比较快。 3、ANSYS CFX 公司介绍：
电力系统仿真软件介绍
电力系统仿真软件 电力系统仿真软件简介 一、PSAPAC 简介: 由美国EPRI开发，是一个全面分析电力系统静态和动态性能的软件工具。 功能：DYNRED（Dynamic Reduction Program）：网络化简与系统的动态等值，保留需要的节点。 LOADSYN（Load Synthesis Program）：模拟静态负荷模型和动态负荷模型。 IPFLOW（Interactive Power Flow Program）：采用快速分解法和牛顿－拉夫逊法相结合的潮流分析方法，由电压稳态分析工具和不同负荷、事故及发电调度的潮流条件构成。 TLIM（Transfer Limit Program）：快速计算电力潮流和各种负荷、事故及发电调度的输电线的传输极限。 DIRECT：直接法稳定分析软件弥补了传统时域仿真工作量大、费时的缺陷，并且提供了计算稳定裕度的方法，增强了时域仿真的能力。 LTSP（Long Term Stability Program）：LTSP是时域仿真程序，用来模拟大型电力系统受到扰动后的长期动态过程。为了保证仿真的精确性，提供了详细的模型和方法。 VSTAB（Voltage Stability Program）：该程序用来评价大型复杂电力系统的电压稳定性，给出接近于电压不稳定的信息和不稳定机理。为了估计电压不稳定状态，使用了一种增强的潮流程序，提供了一种接近不稳定的模式分析方法。 ETMSP（Extended Transient midterm Stability Program）：EPRI为分析大型电力系统暂态和中期稳定性而开发的一种时域仿真程序。为了满足大型电力系统的仿真，程序采用了稀疏技术，解网络方程时为得到最合适的排序采用了网络拓扑关系并采用了显式积分和隐式积分等数值积分法。 SSSP(Small－signal Stability Program)：该程序有助于局部电厂模式振荡和站间模式振荡的分析，由多区域小信号稳定程序(MASS)及大型系统特征值分析程序（PEALS）两个子程序组成。MASS程序采用了QR变换法计算矩阵的所有特征值，由于系统的所有模式都计算，它对控制的设计和协调是理想的工具；PEALS使用了两种技术：AESOPS算法和改进Arnoldi 方法，这两种算法高效、可靠，而且在满足大型复杂电力系统的小信号稳定性分析的要求上互为补充。 二、EMTP/ATP 简介: EMTP是加拿大H.W.Dommel教授首创的电磁暂态分析软件,它具有分析功能多、元件模型全和运算结果精确等优点,对于电网的稳态和暂态都可做仿真分析，它的典型应用是预测电力系统在某个扰动（如开关投切或故障）之后感兴趣的变量随时间变化的规律，将EMTP 的稳态分析和暂态分析相结合，可以作为电力系统谐波分析的有力工具。 ATP（The alternative Transients Program）是EMTP的免费独立版本，是目前世界上电磁暂态分析程序最广泛使用的一个版本, 它可以模拟复杂网络和任意结构的控制系统，数学模型广泛，除用于暂态计算，还有许多其它重要的特性。ATP程序正式诞生于1984年，由Drs.
五款信号完整性仿真分析工具
SI 五款信号完整性仿真工具介绍 （一）Ansoft公司的仿真工具 现在的高速电路设计已经达到GHz的水平，高速PCB设计要求从三维设计理论出发对过孔、封装和布线进行综合设计来解决信号完整性问题。高速PCB 设计要求中国工程师必须具备电磁场的理论基础，必须懂得利用麦克斯韦尔方程来分析PCB设计过程中遇到的电磁场问题。目前，An soft公司的仿真工具能够从三维场求解的角度出发，对PCB 设计的信号完整性问题进行动态仿真。 Ansoft 的信号完整性工具采用一个仿真可解决全部设计问题： Slwave是一种创新的工具，它尤其适于解决现在高速PCB和复杂IC封装中普遍存在的电源输送和信号完整性问题。 该工具采用基于混合、全波及有限元技术的新颖方法，它允许工程师们特性化同步开关噪声、电源散射和地散射、谐振、反射以及引线条和电源/地平面之间的耦合。该工具采用一个仿真方案解决整个设计问题，缩短了设计时间。 它可分析复杂的线路设计，该设计由多重、任意形状的电源和接地层，以及任何 数量的过孔和信号引线条构成。仿真结果采用先进的3D 图形方式显示，它还可产生等效电路模型，使商业用户能够长期采用全波技术，而不必一定使用专有仿 （二）SPECCTRAQuest Cade nee的工具采用Sun的电源层分析模块: Cade nee Design System 的SpeeetraQuest PCB信号完整性套件中的电源完整性模块据称能让工程师在高速PCB设计中更好地控制电源层分析和共模EMI 。 该产品是由一份与Sun Microsystems公司签署的开发协议而来的，Sun最初研制该项技术是为了解决母板上的电源问题。 有了这种新模块，用户就可根据系统要求来算出电源层的目标阻抗；然后基于板上的器件考虑去耦合要求，Shah表示，向导程序能帮助用户确定其设计所要求的去耦合电容的数目和类型；选择一组去耦合电容并放置在板上之后，用户就可运行一个仿真程序，通过分析结果来发现问题所在。 SPECCTRAQuest是CADENCE公司提供的高速系统板级设计工具，通过它可以控制与PCB layout相应的限制条件。在SPECCTRAQuest菜单下集成了一下工具： （1）SigXplorer 可以进行走线拓扑结构的编辑。可在工具中定义和控制延时、特性阻抗、驱动和负载的类型和数量、拓扑结构以及终端负载的类型等等。可在
ANSYS高级分析指南
第三章自适应网格划分 何为网格自适应划分？ ANSYS程序提供了近似的技术自动估计特定分析类型中因为网格划分带来的误差。（误差估计在ANSYS Basic Analysis Procedures Guide第五章中讨论。）通过这种误差估计，程序可以确定网格是否足够细。如果不够的话，程序将自动细化网格以减少误差。这一自动估计网格划分误差并细化网格的过程就叫做自适应网格划分，然后通过一系列的求解过程使得误差低于用户指定的数值（或直到用户指定的最大求解次数）。 自适应网格划分的先决条件 ANSYS软件中包含一个预先写好的宏，ADAPT.MAC，完成自适应网格划分的功能。用户的模型在使用这个宏之前必须满足一些特定的条件。（在一些情况下，不满足要求的模型也可以用修正的过程完成自适应网格划分，下面还要讨论。）这些要求包括： 标准的ADAPT过程只适用于单次求解的线性静力结构分析和线性稳 态热分析。 模型最好应该使用一种材料类型，因为误差计算是根据平均结点应 力进行的，在不同材料过渡位置往往不能进行计算。而且单元的能量误 差是受材料弹性模量影响的。因此，在两个相邻单元应力连续的情况下， 其能量误差也可能由于材料特性不同而不一样。在模型中同样应该避免 壳厚突变，这也可能造成在应力平均是发生问题。 模型必须使用支持误差计算的单元类型。（见表3－1） 模型必须是可以划分网格的：即模型中不能有引起网格划分出错的 部分。 表3-1 自适应网格划分可用单元 2-D Structural Solids PLANE2 2-D 6-Node Triangular Solid PLANE25 Axisymmetric Harmonic Solid PLANE42 2-D 4-Node Isoparametric Solid PLANE82 2-D 8-Node Solid PLANE83 Axisymmetric Harmonic 8-Node Solid 3-D Structural Solids SOLID45 3-D 8-Node Isoparametric Solid SOLID64 3-D Anisotropic Solid SOLID73 3-D 8-Node Solid with Rotational DOF SOLID92 3-D 10-Node Tetrahedral Solid SOLID95 3-D 20-Node Isoparametric Solid 3-D Structural Shells
五款信号完整性仿真分析工具
SI五款信号完整性仿真工具介绍 (一)Ansoft公司的仿真工具 现在的高速电路设计已经达到GHz的水平，高速PCB设计要求从三维设计理论出发对过孔、封装和布线进行综合设计来解决信号完整性问题。高速PCB设计要求中国工程师必须具备电磁场的理论基础，必须懂得利用麦克斯韦尔方程来分析PCB设计过程中遇到的电磁场问题。目前，Ansoft公司的仿真工具能够从三维场求解的角度出发，对PCB设计的信号完整性问题进行动态仿真。 Ansoft的信号完整性工具采用一个仿真可解决全部设计问题： SIwave是一种创新的工具，它尤其适于解决现在高速PCB和复杂IC封装中普遍存在的电源输送和信号完整性问题。 该工具采用基于混合、全波及有限元技术的新颖方法，它允许工程师们特性化同步开关噪声、电源散射和地散射、谐振、反射以及引线条和电源/地平面之间的耦合。该工具采用一个仿真方案解决整个设计问题，缩短了设计时间。 它可分析复杂的线路设计，该设计由多重、任意形状的电源和接地层，以及任何数量的过孔和信号引线条构成。仿真结果采用先进的3D图形方式显示，它还可产生等效电路模型，使商业用户能够长期采用全波技术，而不必一定使用专有仿真器。 (二)SPECCTRAQuest Cadence的工具采用Sun的电源层分析模块： Cadence Design Systems的SpecctraQuest PCB信号完整性套件中的电源完整性模块据称能让工程师在高速PCB设计中更好地控制电源层分析和共模EMI。 该产品是由一份与Sun Microsystems公司签署的开发协议而来的，Sun最初研制该项技术是为了解决母板上的电源问题。 有了这种新模块，用户就可根据系统要求来算出电源层的目标阻抗；然后基于板上的器件考虑去耦合要求，Shah表示，向导程序能帮助用户确定其设计所要求的去耦合电容的数目和类型；选择一组去耦合电容并放置在板上之后，用户就可运行一个仿真程序，通过分析结果来发现问题所在。 SPECCTRAQuest是CADENCE公司提供的高速系统板级设计工具，通过它可以控制与PCB layout相应的限制条件。在SPECCTRAQuest菜单下集成了一下工具： （1）SigXplorer可以进行走线拓扑结构的编辑。可在工具中定义和控制延时、特性阻抗、驱动和负载的类型和数量、拓扑结构以及终端负载的类型等等。可在
Ansys高级流体动力学分析软件：CFX介绍
Ansys 高级流体动力学分析软件：CFX 介绍 作为世界上唯一采用全隐式耦合算法的大型商业软件。算法上的先进性，丰富的物理模型和前后处理的完善性使ANSYS CFX 在结果精确性，计算稳定性，计算速度和灵活性上都有优异的表现。 除了一般工业流动以外，ANSYS CFX 还可以模拟诸如燃烧，多相流，化学反应等复杂流场。ANSYS CFX 还可以和ANSYS Structure 及ANSYS Emag 等软件配合，实现流体分析和结构分析，电磁分析等的耦合。 ANSYS CFX 也被集成在ANSYS Workbench 环境下，方便用户在单一操作界面上实现对整个工程问题的模拟。 特色功能 ? 先进的全隐式耦合多网格线性求解器 ? 收敛速度快（同等条件下比其他流体软件快1-2个数量级） ? 可以读入多种形式的网格，并能在计算中自动加密/稀疏网格 ? 优秀的并行计算性能 ? 强大的前后处理功能 ? 丰富的物理模型，可以真实模拟各种工业流动 ? 简单友好的用户界面，方便使用 ? CCL 语言使高级用户能方便加入自己的子模块 ? 支持批处理操作 ? 支持多物理场耦合 ? 支持Workbench 集成 广州有道科技培训中心 h t t p ://w w w .020f e a .c o m
客户价值 ? 能拥有从几何到网格到流体计算及后处理的整体解决方案 ? 前后接口丰富稳定，用户不用放弃原来熟悉的工具 ? 支持多物理场耦合，满足实际工程流体模拟需要 ? 能方便地加入自己编写的模型 ? Combustion and Chemical Reaction, 燃烧和化学反应模块。 在ANSYS CFX 的燃烧和化学反应模块中包含了多种工业常用的流体及固体材料，用户可以方便定义。可以模拟单步和多步反应。可以用EDM 或FRC 模型来模拟燃烧，ANSYS CFX 里对部分反应也自带小火焰库，可以用Mixture Fraction 进行模拟。 ? Radiation，辐射模块 此模块用来设定流/固体表面的辐射特性。ANSYS CFX 里包含了多种辐射模型（如Rosseland，P 1， Discrete Transfer Model 和 Monte Carlo 等等），可以对各种辐射特性的材料进行模拟。 ? Multiphase Flow，多相流模块。 该模块可以模拟固液，液液，气液，气固等不同种类的多相流，可以实现对均匀流和非均匀流的模拟，可以运用欧拉法和拉格朗日法进行模拟。 ? MFR （Multi-Frame Reference），多重坐标参考系 广州有道科技培训中心 h t t p ://w w w .020f e a .c o m