复杂雷达系统的多物理设计与优化

信息孤岛对重型设备OEM表示重大挑战。仿真模型在产品生命周期中的差异不良，程序之间的重复使用有限，以及各种工程学科的建模成熟度的变化导致缺乏可追溯性，最终妨碍了开发效率和产品性能。使用系统建模和以资产为中心的数据分析解决方案有助于开发和协调一致模型，以增加决策信心和速度。

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流体力学模拟是降低后期故障风险的关键工具，也是整个产品开发过程中设计洞察力的驱动因素。计算流体动力学(CFD)应用于产品设计和验证的各个层次，从寻求理解设计方案中的流体和热效应的设计工程师，到执行高级空气动力学建模的分析人员，服务于广泛的应用领域和具有不同专业水平的用户。bob电竞官方计算流体动力学(CFD)有时是复杂和计算密集的，因此需要仔细考虑所需的软件和硬件投资，以产生精确的解决方案，并按公司的开发过程的速度扩展它们。

需要在更短的时间内设计更复杂的工业机械，这意味着公司要求工程师用更少的钱做更多的事。Lifecycle Insights的首席执行官Chad Jackson描述了工业机械设计的数字化方法，并解释了利用仿真、数据科学和高性能计算的策略。bob官网 bob体育下载在这份技术报告中，他展示了企业如何创造提高循环速度和提高产量的设备。电子书涵盖以下主题:-工业机械的发展挑战-解决结构应力和刚度-设计和验证系统设计-选择正确的驱动部件-减轻振动和激励-规划和验证控制设计-简化调试-通过现场数据监测-总结和结论

两轮车车辆制造商，无论它们是现有的OEM，新的EV初创企业，还是服务此段的供应商，都具有缩短产品开发时间并使产品更快地获得产品。使用Altair HyperWorks™，骑行，耐用性和三轮车辆的车辆动态模拟现在可以使用直观且易于使用的GUI与车辆型号，分析和预测和优化车辆的内置图书馆无缝地进行无缝地进行。行为。

截至今天，“古典”V图在越来越多的工程师之间是众所周知的。尽管如此，它的使用 - 甚至部分 - 远离它提供的潜力。可能是一个原因，它的好处对最终用户来说并不是很明显。通过此演示文稿，我们将通过“关闭旧V”并将其转移到“关闭∇（Nabla）循环”。这一贡献的重点是通过多种方式重新使用工程努力来大大提高基于模型的发展（MBD）方法的有效性。

为了降低能耗，效率是设计人员寻求优化其电动机的关键标准。互补的电磁分析，热表征对于从第一个设计阶段学习，温度如何影响机器的性能。为了获得接近真实工作条件的结果，电机控制和电气转换器和控制算法产生的电流谐波无法忽视。

减少飞机设计和开发时间对于所有飞机制造商来说至关重要，从都市空运和电动机启动到军事发起商业OEM。为了充分了解和优化现代飞机所需的系统复杂系统，航空航天工程师利用了一种仿真方法，称为基于模型的系统工程（MBSE）。MBSE允许评估各种类型的车辆系统，以确定哪个最能满足任务要求。

块结构是一种现代造船方法，涉及预制模块化部分的组装。上部结构的横截面是预制的造船厂，被送到建筑物码头，然后悬挂到位并附着。在船舶设计阶段完成后，块分裂和提升方案在很大程度上设计，依靠经验数据和专业知识，以避免在积累期间避免昂贵和潜在的危险失败。然而，计算机辅助工程（CAE）的进展现在可以在主设计阶段计划船舶积累，使设计人员更加了解块组装过程结果并通过模拟降低下游风险。

高精度传感器和编码器是电子电机驱动器的整体部件，极大地影响了系统上的质量和效率。需要一种目的驱动的模拟方法来解释这些复杂的多域系统中的所有物理相互依赖性。

感应电动机（IM）广泛用于各个行业。为确保其速度控制，我将提供脉冲宽度调制（PWM）。这种供应，可以影响电机的效率并降低其振动声行为，产生噪音滋扰。为了解决这些技术挑战并确保用户最能为用户的声学舒适性，有必要在设计的早期设计一个安静的电子电机。本文的第一个目的是展示一种新的方法，以降低由于PWM供应电机引起的噪音和振动。所提出的方法允许在感应机中的气隙磁通密度谐波被动降低。第二次兴趣，是展示一种分析PWM馈电IM的振动声学行为的新方法。该方法是完全有限元（FE）计算。最后，本文的第三次兴趣，用于比较所提出的Fe方法，磁振动声耦合和测量之间的噪声和振动。将显示测量和计算之间的良好一致性。

今天，一个电动机不能仅仅把它看作一个孤立的单元来开发;严格要求集成到完整的电动或混合动力传动系统和感知质量必须满足。多学科和多物理优化方法使得同时为多个完全不同的设计要求设计电机成为可能，从而避免了串行开发策略。需要大量的设计迭代来满足所有需求，并且需要接受不理想的设计妥协。

本文描述的项目专注于保时捷AG的电子电机的多体学设计。Altair的仿真驱动方法支持使用彼此的一系列优化密集型阶段开发电子电机的开发。本技术论文提供了对Porsche AG的先进动力传动系统开发团队以及Altair一起的见解，已经接近提高电子电机开发总设计平衡的挑战。

本文介绍了使用Altair工具的过程，例如用于同步永磁电机EM FEA分析和轻型的通量，以最小化典型IPM电机的NDFEB磁体的重量，用于电动牵引应用，例如丰田PRIUS 2010的IPM电机。

涉及流体和结构耦合的优化设计方法是一个活跃的研究课题；特别是在航空航天领域。提出了一种基于两种商业有限元解的流固耦合拓扑优化方法；AcuSolve和OptiStruct。采用基于梯度的方法来最小化结构在热荷载作用下的柔度。使用OptiStruct中可用的固体各向同性材料罚函数（bob电竞官方SIMP）方法计算使柔度最小化的最佳材料分布。为了迭代地减少零件质量，施加了体积分数约束。绘制约束用于确保可制造性。热负荷采用AcuSolve的计算流体力学（CFD）解进行迭代计算。优化产生了一种创新的设计，在降低质量的同时提高了零件的散热率。

为了设计和建造消防车的高空梯子，工程师需要准确地确定梯子将遇到的工作载荷。其中一些可能很容易解释，如消防队员在梯子末端篮子里的重量，或供给喷嘴的水的重量。其他荷载可能更难量化，例如风对梯子的影响。有几种不同的方法来确定这种影响，本文将探讨其中两种方法：标准方程（asce7-10）和CFD。

XLDYN®允许产品工程师开发和跟踪与不同验证方法相关的要求，因此当前的项目状态始终可用。此外，XLDYN®还具有完全集成的实验系统级别设计（DOE），可提供有价值的设计指导，以选择最佳的参数或零件。即使是测试数据也可以包含在DOE中。

在电机中，转矩是由电磁力产生的，电磁力也会引起定子的一些寄生振动。这些振动会激励电机固定的机械结构并产生声音。在设计电机时，必须从一开始就考虑到这一点，因为这取决于为电机供电的电流的谐波含量、转子和定子的形状以及电气频率与结构固有机械模式的相互作用。为了模拟这种现象，必须在电磁计算和振动分析之间建立耦合。为了降低噪声，还可以加入一些优化过程。在下面的内容中，它显示了牛郎星超新星组曲；特别是FluxTM、OptiStruct®、HyperMesh®和HyperStudy®产品已成功用于燃油泵永磁电机降噪的多物理优化。

本文对具有集中绕组和分布绕组的三相永磁同步电机进行了比较研究。本研究的目的是找出电磁性能（转矩、效率、反电动势……）更好的机器。设计了两种具有相同输出功率、定转子外径、气隙、轴向长度的集中绕组和分布绕组永磁同步电机。利用有限元分析（flux2d）对两种电机的性能进行了比较。

在汽车域中，电流返回的EMC现象发生在宽频带上，这是由于电流的路径在最低频率（几Hz）和媒体频率（数百kHz）之间非常不同。

所有电动机设计人员都知道齿槽扭矩的计算是一个棘手的任务，特别是在3D中。实际上，该变量的幅度几乎与数值噪声相同。在大多数情况下，传统的网格方法是不够的，必须使用特定方法。在Cedrat，由于其经验，应用团队在大多数情况下开发了成功计算齿槽扭矩的方法。本文提出了一种特定的网格方法，用于计算3D非径向电动机的齿槽扭矩。

如今，在不考虑热应力的情况下设计电气技术装置越来越困难。在越来越多的应用（电动车辆，电动机bob电竞官方等）中，需要减轻重量和成本，提高效率，同时保持安全性。一种可能性是增加相同设备的电流，因此如何利用热量。这就是为什么要使用新工具交叉检查的传统近似。这些新工具必须快速且精确地运行参数甚至优化分析。当然，热分析已经在磁通套件中获得感应加热，感应硬化，锻造等。已经创建了专用应用以将磁共振稳态与热瞬态分析耦合到热瞬态分析。bob电竞官方什么是新的更容易且更有效地耦合任何类型的磁性应用以热分析。本文审查了在创建不同工具时的热分析，并查看热分析中的最新进展。

剩磁是当所有电流被移除时所剩下的，在铁芯中仍然有一些磁通密度。这种情况经常出现在通量密度接近路径的情况下，特别是在U型或E型器件中。为了消除这种效果，有时添加一个所谓的剩余气隙是有用的。本文解释了我们已经纳入通量模型的滞后效应。

感应加热和强制冷却原理（淋浴）：感应加热是加热导电物体而不接触的过程。通过线圈（参见图1）的电流流动产生交替磁场。该字段引起电导体（涡流）中的电流。涡电流的重置取决于电导体中使用的材料的形状，频率和物理性质。除此之外，在感应加热应用中使用的高频率导致称为皮肤效果的现象：所有电流仅集中在边界上。bob电竞官方

电机的热分析和相关的流体动力学计算，与机械工程学科相关的任务，似乎对电气工程师的兴趣低于电磁分析。但是，随着人们对充分开发新设计和新材料的要求越来越高，对电机的热行为进行分析，与电磁设计的程度一样，或多或少成为一种强制性的要求。

要求：旋转电机设计师希望高可靠性，最小功率损耗，最大功率，最大扭矩和低机械共振振动和噪音。为满足电气机设计师的需求，Cedrat开始开发开发2003年考虑到扭曲的工具。对此工具进行了几种改进。通常通过将机器的活动长度分成几个2D切片来占据偏差。在最新的偏光版本的通量后，后处理是完整的3D后处理。

在文献中，我们可以找到两种方法进行诊断:模型方法-一种自动化工程师专用的方法。根据所采用的机制，该方法可以区分为3个分支:观察者监测、分析冗余和参数估计。信号方法-这种方法是基于可测量的信号数据，如电流，扭矩，杂散磁链，噪声和振动，温度。这种方法的原理是寻找健康或故障操作特有的频率。电机的故障可以引起其他现象，如噪音和振动，可能的其他故障，如定子和转子之间的摩擦或绝缘加速磨损。

所有电动机设计人员都知道齿槽扭矩的计算是3D中的一项棘手的任务。实际上，该量的幅度与数值噪声几乎相同。在大多数情况下，古典网格化方法是不够的，必须使用特定方法。在Cedrat，由于其经验，申请团队在大多数情况下开发了成功计算齿槽扭矩的方法。本文介绍了对2D和3D径向电机计算齿槽扭矩的特定网格化方法。它始于一些关于几何定义的一般建议，以便于旨在啮合操作。然后，它呈现了应用于2D SPM电动机的特定网格化方法和3D IPM电机。

在当前的电机能效背景下，越来越多地研究了旋转机器的诊断。设计师寻求包括定子绕组电流，扭矩，泄漏磁场等旋转机器故障的在线，无侵入性诊断和典型签名。在旋转机器的故障中，7至10％位于转子中，其中一些故障是偏心。这些故障产生电磁扭矩振荡：在定子上作用的电磁力，特别是定子绕组，其可以加速其绝缘的磨损。没有排除定子与转子之间的摩擦;这也可以对轴承产生不利影响。在文献中，我们经常发现三种类型的怪癖：静态，动态和混合。我们的磁通2D / 3D / SKEW有限元件可以相当有帮助来预测偏心断层故障的典型签名以及这些缺陷对这些机器的电磁和振动声学性能的影响，这是软件的非常差异的特征。本文的目的是展示使用机械组提供的可能性，展示了使用磁通2D / 3D / Skew的不同偏心率的可行性。

本文使用Cedrat Flux软件介绍了磁静电3D模拟的主要结果，特别是用于新的TMR角度传感器应用。bob电竞官方这种磁传感器今天在汽车电子中部署，以及许多新工业，消费品，医疗，航空电子，防御等应用。bob电竞官方在磁通3D下，研究了磁体几何参数的影响以及传感器定位的机械公差的几个效果，例如气隙和倾斜效果。结果包括可用于TMR的最佳解决方案，以及各种其他角度传感器类型和应用。bob电竞官方

对于开关磁阻电机，通常使用电流的特定命令与斩波器一起使用，以减少电流纹波或磁滞频带。我们建议在此示例中看到（参见图1）如何使用Groovy语言在通量中实现此类命令。

非接触能量转移(CET)系统在许多工业部门使用。其中包括传送带、手推车、存储和检索单元、行李搬运、电池充电站、移动电话和医疗植入物。除了一次绕组和二次绕组之间存在弱耦合以及部分或不存在铁磁闭合路径外，能量传递模型与传统的变压器非常相似。电感耦合通常用于从几兆瓦到几百千瓦的范围。

S.Atluri，N. Liu，A. Sablok和T. Weaver

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J. Kin，S.Cosgrove，R. Jaiman和J. O'Sullivan。

传递给车辆乘客的噪音水平可能会影响乘客的舒适性。制动噪音将使客户成为产品质量差的印象，因此可以损坏公司的优质形象。在汽车行业内，通过使用有限元和模态复杂分析的模式耦合不稳定性的研究是普遍的，以减少这种现象。

本文在空气动力载荷下讨论了普通汽车模型后端的柔性襟翼的行为。襟翼之间的偏转和流场之间的强双向耦合，其需要以耦合的流体结构方式模拟该系统。

涡轮机叶片具有在高温发动机中的操作期间提供冷却的内部通道。冷却通道的设计对于在操作期间实现叶片的近似均匀温度至关重要。叶片的温度取决于叶片材料的热特性以及在冷却通道中循环的空气的流体动力学。计算优化方法已成功应用于为许多航空航天结构设计更轻，更有效的结构。现在应用这些技术的延伸，以通过设计最佳冷却通道布局来引导涡轮叶片的热设计。优化方法将应用于确定冷却通道的最佳模式，然后优化各个冷却通道的尺寸。目标是产生更热效率的涡轮叶片设计，将产生更长的寿命和更好的性能。

本文介绍了多体动力学（MBD）建模技术在新颖自治车辆的悬架系统的设计和开发中的使用。描述了一般的方法和哲学，其中MBD技术与独立（参数）整个车辆处理仿真结合使用。这补充了实施例，示出了如何使用Motionsolve（与Carsim串联）开发悬浮弹性运动 - 运动学几何特性以满足特定的级联目标，以优化称重策略，以预测各种准静态和动态的力量加载，并估计对轨道输入的响应。

CAE软件工具作为汽车工业机械系统设计过程的一部分现在是普遍的。本文突出了Altair HyperWorks的使用来评估，然后优化Mclaren汽车前悬架系统的性能。MotionView和MotionsoLve的工具用于构建模型，然后对运动学和合规性进行初步评估。然后，Altair Hyperstudy用于优化几何硬点和柔顺衬套速率的位置，以满足所需的悬浮液。该技术在前悬架设计中的应用使Mclaren汽车能够显着降低开发时间。