CAE仿真的定义与核心功能CAE（Computer-Aided Engineering）仿真，是运用计算机技术和数值方法，对工程产品或系统进行性能模拟和预测的过程。作为现代工程设计和产品开发的关键环节，CAE仿真通过建立精确的数学模型和物理模型，能够在物理原型制造之前，对产品在各种工况下的行为和性能进行全面评估，有效发现潜在问题并优化设计，降低物理实验和原型制作的成本与时间。
CAE仿真的核心功能涵盖多个方面：
结构分析：这包括静力学分析、动力学分析以及疲劳分析等，旨在评估产品的结构强度和耐久性，确保其在各种载荷和环境下都能保持稳定的性能。
流体分析：通过计算流体力学（CFD）技术，模拟流体流动和热交换过程，对于航空航天、汽车、能源等多个领域的产品设计至关重要。
电磁分析：用于模拟电磁场分布和电磁设备的性能，对于电子设备、通信系统以及电力设备的开发具有重要意义。
多物理场分析：结合结构、流体、电磁等多个物理场进行综合分析，以更全面地评估产品在实际使用中的性能。
优化设计：利用优化算法自动调整设计参数，以达到最佳性能，这是CAE仿真在提高产品性能和降低成本方面的重要应用。
CAE仿真分析流程详解CAE仿真分析流程通常包括以下几个关键步骤：
问题定义与模型建立
问题定义：明确仿真的目的和范围，确定需要模拟的物理现象和工程问题。
模型建立：使用CAD软件或专门的建模工具建立产品的几何模型，然后通过网格划分和离散化，将几何模型转化为可用于数值计算的有限元模型。
材料属性与边界条件设置
材料属性：为模型中的各个部分分配具体的材料属性，如弹性模量、泊松比、密度等。
边界条件：设置模型的边界条件，如固定约束、载荷、温度等，以模拟实际工况下的产品受力或工作环境。
数值计算与求解
选择求解器：根据问题类型和模型复杂度，选择合适的数值求解器，如有限元法、有限差分法等。
计算求解：利用计算机对模型进行数值计算，求解出模型在给定边界条件下的响应，如应力、应变、位移、温度等。
结果分析与优化
结果可视化：使用后处理工具将计算结果以图形、动画等形式展示出来，便于工程师直观理解产品性能。
数据分析：对计算结果进行深入分析，评估产品性能是否满足设计要求，发现潜在问题。
优化设计：根据分析结果，对产品设计进行优化，如调整材料属性、几何形状、边界条件等，以提高产品性能。
验证与确认
实验验证：通过物理实验验证仿真结果的准确性，确保仿真分析的有效性。
持续改进：根据实验验证结果，对仿真模型和求解方法进行持续改进，提高仿真分析的精度和可靠性。
CAE仿真的应用领域CAE仿真技术广泛应用于多个工程领域：
汽车工业：用于汽车零部件的设计和优化，如车身结构、悬挂系统、发动机部件等，以提高汽车的安全性、舒适性和燃油效率。
航空航天：用于飞行器结构的设计和优化，如机翼、机身、起落架等，以确保飞行器在极端环境下的稳定性和安全性。
机械制造：用于机械零部件的设计和优化，如齿轮、轴承、传动轴等，以提高机械设备的性能和可靠性。
电子设备：用于电子设备的结构设计和优化，如手机、电脑、平板等，以确保电子设备的散热性能、结构强度和电磁兼容性。
建筑与施工：用于建筑结构的设计和优化，如高层建筑、桥梁、隧道等，以确保建筑结构的稳定性和安全性。
澳汰尔（Altair）对CAE仿真的全面支持
作为计算智能解决方案提供商，澳汰尔（Altair）在CAE仿真分析领域拥有深厚的技术积累和丰富的应用经验。澳汰尔提供了一系列先进的CAE仿真软件和专业服务，全面支持工程师从模型建立到结果分析与优化的全过程。
CAE仿真软件平台
Altair HyperWorks：作为Altair的旗舰CAE仿真平台，HyperWorks集成了多款先进的仿真软件，如OptiStruct（结构优化）、HyperMesh（前处理）、HyperView（后处理）等。这些软件支持结构分析、流体动力学、热传导、电磁场等多种类型的仿真分析，满足工程师在产品开发过程中的各种需求。此外，HyperWorks 2023还引入了AI驱动的工作流程，通过人工智能增强的建模和可视化工具，自动执行复杂任务，识别数据趋势，并做出更准确的预测。同时，HyperWorks利用高性能计算（HPC）技术，加速仿真计算过程，提高计算效率。其开放和可编程的架构还支持Python API，用户可以轻松定制和集成到现有流程中。
Altair SimSolid：一款无网格快速仿真分析软件，SimSolid能够在几分钟内对结构复杂的CAD装配体进行结构分析，消除了传统结构仿真中非常耗时的几何准备和网格划分工作。同时，SimSolid支持云计算，用户无需基础设施投资或昂贵的GPU，即可随时随地访问和使用仿真资源。
Altair Inspire：一款大众化的拓扑优化工具，Inspire能够帮助设计工程师、产品设计师和建筑师快速而方便地探索和生成结构基础。它结合了先进的优化求解器Altair OptiStruct和快速验证分析求解器Altair SimSolid，根据给定的设计空间、材料属性以及受力需求生成理想的形状。此外，Inspire还支持参数化建模，用户可以快速创建、修改和简化实体模型，使用PolyNURBS创建形状自由的平滑几何体。
MotionSolve：用于预测动态响应并优化可移动产品的性能，如汽车、机器人等，为工程师提供强大的动态仿真工具。
FEKO：作为电磁仿真软件，FEKO支持天线设计和布局、电磁兼容性、雷达截面等应用，为电子设备的开发提供了有力的仿真支持。
丰富的应用案例与最佳实践
行业解决方案：针对航空航天、汽车、电子电器、机械重工等多个行业，Altair提供了针对性的CAE仿真分析解决方案，帮助客户快速上手并应用CAE仿真分析技术。
成功案例分享：Altair分享了大量成功的CAE仿真分析应用案例，帮助客户了解CAE仿真分析技术在实际项目中的应用效果和价值。
持续的技术创新与升级
研发投入：Altair持续投入研发资源，推动CAE仿真分析技术的不断创新和升级。
软件更新：Altair定期发布软件更新，修复已知问题，增加新功能，提高软件的性能和稳定性。同时，根据行业发展趋势和客户需求，不断优化软件功能和用户体验。
ENDCAE仿真作为一种先进的工程分析工具，在现代工程设计和产品开发中发挥着至关重要的作用。
澳汰尔（Altair）凭借其全面的CAE仿真软件平台、专业的技术支持与服务、丰富的应用案例与最佳实践以及持续的技术创新与升级，为工程师提供了有效快速准确的CAE仿真分析解决方案。无论是初学者还是资深工程师，都可以借助澳汰尔的产品和服务，更好地应对产品开发过程中的各种挑战，提高产品的竞争力和市场价值。